Aspekte zur Entwicklung einer Schnellprüfmethode zum Nachweis der Alkali-Kieselsäure-Reaktion an Betonen

Diplomarbeit aus dem Jahr 2004 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Bauingenieurwesen, Note: 1,7, Universität Rostock (Bauingenieurwesen), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:
Bei der Alkali-Kieselsäure-Reaktion im Beton handelt es sich um eine Reaktion zwischen der reaktiven Kieselsäure in den Zuschlägen und den in der Porenlösung gelösten Alkalien. Bei ungünstigen Bedingungen kommt es zu einer Volumenzunahme im Umfeld der reaktiven Zuschlagskörner. Daraus resultieren dann Schäden wie Risse, Abplatzungen (pop-outs) und Ausblühungen. Die Verhinderung dieser Schäden ist für die Gewährleistung der Dauerbeständigkeit von Betonkonstruktionen von entscheidender Bedeutung.
STANTON berichtete zum ersten Mal über Treibschäden an Betonkonstruktionen als Folge einer chemischen Reaktion zwischen alkalireichen Zementen und den angewendeten Zuschlägen. Zur Bezeichnung dieser Schadensreaktion hat sich daraufhin der Begriff Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) durchgesetzt.
Eine besondere Problematik dieser Schadstoffreaktion besteht darin, dass die Schäden in vielen Ländern nicht rechtzeitig erkannt wurden. Noch 1965 war man in der BRD der Auffassung, dass Betonschäden infolge Alkali-Kieselsäure-Reaktion unter den hiesigen Bedingungen nicht auftreten können. Nachdem die 1965/66 erbaute Lachswehrbrücke bei Lübeck nach drei Jahren wieder abgerissen werden musste, gab man diese Ansicht auf.
Die Geschwindigkeit und Stärke der Alkali-Kieselsäure-Reaktion ist von verschiedenen, nach inneren und äußeren zu unterscheidenden Einflüssen abhängig. Äußere Einflüsse sind zum Beispiel das Feuchteangebot, die Temperatur oder die Zufuhr von Alkalien von außen durch Tausalze oder Meerwasser. Art, Menge und Größe des reaktiven Zuschlags und der eingesetzten Zemente, der die Zusammensetzung der Porenlösung beeinflusst, sind innere Einflüsse auf die AKR.
Die vorgelegte Arbeit soll einen Einblick über die Alkali-Kieselsäure-Reaktion geben. Zu diesem Zweck erfolgt zunächst eine Darstellung vom Mechanismus der Reaktion. Weiterhin werden Minerale und Gesteine mit Reaktionspotenzial sowie Einflussgrößen auf die Reaktion aufgeführt. Des Weiteren setzt sich die Arbeit mit bestehenden Prüfverfahren zur Erkennung der AKR, Schadensmerkmalen einer schädigenden AKR und Vorschlägen zur Vermeidung der Alkali-Kieselsäure-Reaktion auseinander.
In Deutschland kann Alkali-Kieselsäure-Reaktion an empfindlichen Gesteinen durch Lagerung von Betonen in der Nebelkammer entsprechend der DafStb-Richtlinie nachgewiesen werden. Dieser Nachweis vollzieht sich über einen mindestens neunmonatigen Zeitraum. Die Arbeit zielt darauf ab, verschiedene Aspekte zur Entwicklung einer Schnellprüfmethode zum Nachweis von an Betonen darzulegen.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einleitung1
2.Stand des Wissens2
2.1Historischer Abriss2
2.2Mechanismus der Alkali-Kieselsäure-Reaktion3
2.2.1Übersicht über die Alkali-Zuschlag-Reaktion3
2.2.2Chemische Reaktion der Alkali-Kieselsäure-Reaktion3
2.2.3Dehnungsreaktionen5
2.3Schadensmerkmale der Alkali-Kieselsäure-Reaktion6
2.3.1Äußere Schäden6
2.3.2Innere Schäden7
2.4Einflussgrößen auf die Alkali-Kieselsäure-Reaktion8
2.4.1Alkaliempfindlichkeit von Zuschlagsstoffen8
2.4.2Alkaliempfindliche Zuschläge9
2.4.3Betonbestandteile15
2.4.4Wasserzementwert18
2.4.5Umwelteinflüsse19
2.5Prüfverfahren20
2.5.1Nationale Prüfverfahren20
2.5.2Internationale Prüfverfahren23
2.6AKR Schadensanalyse25
2.7Vermeidung von Schäden infolge Alkali-Kieselsäure-Reaktion27
3.Zielstellung der eigenen Untersuchungen28
4.Versuchsprogramm29
5.Versuchsdurchführung30
5.1Kenngrößen der Ausgangsstoffe30
5.1.1Zemente30
5.1.2Zuschlagsstoffe31
5.2Versuchsserie I Mörtelprismen3...

Klappentext

Inhaltsangabe:Einleitung: Bei der Alkali-Kieselsäure-Reaktion im Beton handelt es sich um eine Reaktion zwischen der reaktiven Kieselsäure in den Zuschlägen und den in der Porenlösung gelösten Alkalien. Bei ungünstigen Bedingungen kommt es zu einer Volumenzunahme im Umfeld der reaktiven Zuschlagskörner. Daraus resultieren dann Schäden wie Risse, Abplatzungen (pop-outs) und Ausblühungen. Die Verhinderung dieser Schäden ist für die Gewährleistung der Dauerbeständigkeit von Betonkonstruktionen von entscheidender Bedeutung. STANTON berichtete zum ersten Mal über Treibschäden an Betonkonstruktionen als Folge einer chemischen Reaktion zwischen alkalireichen Zementen und den angewendeten Zuschlägen. Zur Bezeichnung dieser Schadensreaktion hat sich daraufhin der Begriff Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) durchgesetzt. Eine besondere Problematik dieser Schadstoffreaktion besteht darin, dass die Schäden in vielen Ländern nicht rechtzeitig erkannt wurden. Noch 1965 war man in der BRD der Auffassung, dass Betonschäden infolge Alkali-Kieselsäure-Reaktion unter den hiesigen Bedingungen nicht auftreten können. Nachdem die 1965/66 erbaute Lachswehrbrücke bei Lübeck nach drei Jahren wieder abgerissen werden musste, gab man diese Ansicht auf. Die Geschwindigkeit und Stärke der Alkali-Kieselsäure-Reaktion ist von verschiedenen, nach inneren und äußeren zu unterscheidenden Einflüssen abhängig. Äußere Einflüsse sind zum Beispiel das Feuchteangebot, die Temperatur oder die Zufuhr von Alkalien von außen durch Tausalze oder Meerwasser. Art, Menge und Größe des reaktiven Zuschlags und der eingesetzten Zemente, der die Zusammensetzung der Porenlösung beeinflusst, sind innere Einflüsse auf die AKR. Die vorgelegte Arbeit soll einen Einblick über die Alkali-Kieselsäure-Reaktion geben. Zu diesem Zweck erfolgt zunächst eine Darstellung vom Mechanismus der Reaktion. Weiterhin werden Minerale und Gesteine mit Reaktionspotenzial sowie Einflussgrößen auf die Reaktion aufgeführt. Des Weiteren setzt sich die Arbeit mit bestehenden Prüfverfahren zur Erkennung der AKR, Schadensmerkmalen einer schädigenden AKR und Vorschlägen zur Vermeidung der Alkali-Kieselsäure-Reaktion auseinander. In Deutschland kann Alkali-Kieselsäure-Reaktion an empfindlichen Gesteinen durch Lagerung von Betonen in der Nebelkammer entsprechend der DafStb-Richtlinie nachgewiesen werden. Dieser Nachweis vollzieht sich über einen mindestens neunmonatigen Zeitraum. Die Arbeit zielt darauf ab, verschiedene Aspekte