Wird eine Betonprobe auf ihre Druckfestigkeit geprüft, so ist der Ablauf der Prüfung vorgeschrieben. Die Vorschrift ASTM C39 gilt als industrieller Standard für eine Prüfung der Druckfestigkeit einer Betonprobe.
Die Druckprüfung zylindrischer Betonproben nach ASTM C39
Betonprobe von Frischbeton
Die Vorschrift ASTM C39 ist bereits seit über 80 Jahren der industrielle Standard für die Prüfung und Ermittlung der Druckfestigkeit einer Betonprobe. Werden Proben von Frischbeton geprüft, so muss dieser zunächst in eine Form gebracht werden, die einen Test ermöglicht. In diesem Fall ist es die zylindrische Form. Der so geformte Frischbeton der Betonprobe muss zunächst noch aushärten. Hierfür ist ein Zeitraum von 24h bis 90 Tage nötig.
Betonprobe als gebohrte Kernprobe
Gebohrte Kernproben werden oftmals von neu fertiggestellten Betonkonstruktionen genommen, wenn diese Anzeichen von Schäden aufweisen. Auch bei regelmäßigen Untersuchungen von Betonbauwerken werden gebohrte Kernproben entnommen. Auch hier legt die ASTM C39 die Rahmenbedingungen fest. Die zerstörungsfreie Entnahme von Betonproben bei einer Betonstruktur ist nicht möglich. Zur Entnahme der Betonprobe kommt vor allem das Nassbohrverfahren zum Einsatz. Die Betonproben liegen dann als Bohrkerne vor und können der Prüfung der Druckfestigkeit unterzogen werden. Trifft eine solche Entnahmebohrung auf eine Stahlbewehrung, so muss die Bohrung an anderer Stelle wiederholt werden.
Jede Bohrung an einem Betonbauwerk oder einer Betonstruktur führt zu einer Schwächung. Um die Schwächung des Betonbauwerks möglichst niedrig zu halten und selbiges zu schonen, wird vor Beginn der Nassbohrung eine mögliche Bewehrung im Beton lokalisiert. So will man vermeiden, eine zweite Bohrung ansetzen zu müssen. Für die Lokalisierung der Stahlbewehrung verwendet man häufig magnetinduktive Messsysteme wie das Proceq Profometer.
Prüfablauf nach ASTM C39
Zunächst wird die vorbereitete Betonprobe auf dem Druckprüfsystem positioniert. Hierzu besitzt das Druckprüfsystem eine untere Druckplatte, die als Probenträger fungiert. Die Betonprobe wird auf der unteren Druckplatte auf die Belastungsachse ausgerichtet. Die Ausrichtung erfolgt durch eine Zentrierung der Probe zwischen den Platten.
Ladevorrichtung für schwere und schwerste Betonproben
Für besonders schwere Betonproben empfiehlt sich eine Ladevorrichtung. Eine solche Ladevorrichtung erhöht nicht nur die Bedienersicherheit sondern steigert auch durch den beschleunigten Prüfablauf die Produktivität.
Ausrichtgenauigkeit der Betonprobe
Die ASTM C39 hat besondere Anforderungen an die Ausrichtgenauigkeit der Betonprobe während der Prüfung. Verwendet man eine kugelgelagerte Druckplatte als obere Druckplatte, erleichtert dies, das Erfüllen der Anforderungen der ASTM C39. Darüber hinaus müssen auch Abgleichplatten an den Proben angebracht werden. Auch die Abgleichplatten haben Einfluss auf die Integrität der Messergenisse.
Druckprüfung muss stoßfrei ausgeführt werden
Die Druckprüfung erfolgt durch eine Belastung (Kraft) der Betonprobe mit einem festgelegten Gewicht. Die Belastung muss gemäß Norm ASTM C39 stoßfrei erfolgen. Die Norm legt auch eine Spannungsrate fest, mit der die Belastung in die Probe eingeleitet wird. Die Einhaltung der Spannungsrate ist ebenfalls ausschlaggebend für die Integrität der Messergebnisse. Eine stoßartige Belastung muss unter allen Umständen verhindert werden.
Erreicht die eingeleitete Kraft die Schwelle der Bruchkraft soll die Einleitung der Belastung bzw. Kraft fortgesetzt werden, auch wenn möglicherweise bereits ein definiertes Bruchmuster der Probe auftritt.
Prüfsysteme von Herstellern
Hersteller wie die Instron GmbH stellen Prüfapparaturen für die Durchführung von Druckfestgkeitsprüfungen bereit. Solche Prüfsysteme wie der Instron Prüfrahmen SATEC der Serie KN, LX und DX können für die Prüfung nach einer ganzen Reihe von Baunormen und für eine Vielzahl an Baumaterialien genutzt werden. Einzelne Prüfsysteme können beispielsweise ausschließlich für Druckprüfungen eingesetzt werden. Andere Systeme eignen sich auf für Prüfungen über die Norm ASTM C39 hinaus. Auch Bewehrungsstähle, Befestigungsmittel und verschiedene andere Betonformen können geprüft werden.
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