Bauwerke, Fahrbahndecken und Flugbetriebsflächen aus Beton

2. WTA-Kolloquium 2015 Betoninstandhaltung
Aktuelle Themen der Instandhaltung von Stahlbetonbauwerken
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Bauwerke, Fahrbahndecken und Flugbetriebsflächen aus
Beton – Materialcharakterisierung AKR-geschädigter
Betone
Dr.-Ing. Oliver Mielich, Prof. Dr.-Ing. Hans-Wolf Reinhardt, Prof. Dr.-Ing. Harald Garrecht
Materialprüfungsanstalt Universität Stuttgart, Stuttgart
Dr.-Ing. Colin Giebson, Dipl.-Ing. Katrin Seyfarth, Prof. Dr.-Ing. Horst-Michael Ludwig
Bauhaus-Universität Weimar, Weimar
Schlagworte: Schadensanalyse, AKR-Schädigungspotential, AKR-Performance-Prüfung, Resttragfestigkeit,
mechanische Betoneigenschaften, Druckfestigkeit, statischer E-Modul, Kriechen
Speziell für den Schädigungsprozess infolge AKR wurde am FIB in Weimar eine AKR-Performance-Prüfung mittels Klimawechsellagerung entwickelt, welche eine zuverlässige Beurteilung des AKR-Schädigungspotentials von
Betonzusammensetzungen für den Bau von Fahrbahndecken und Flugbetriebsflächen ermöglicht. Dabei dauert
ein Zyklus 21 Tage und besteht aus Trocknungsphase, Nebelphase und Frost-Tauwechselphase. Nach bisherigen Erfahrungen mit Untersuchungen an Fahrbahndeckenbetonen sind 8-12 Zyklen erforderlich, um die Dauerhaftigkeit eines Betons hinsichtlich AKR beurteilen zu können. Die Beurteilung des AKR-Schädigungspotentials
von Betonzusammensetzungen erfolgte bisher auf Grundlage der aufgetretenen Dehnungen nach 8 bzw. 12
Zyklen. Anschließend wurden polarisationsmikroskopische Untersuchungen an Dünnschliffen zur Identifizierung von Phasenneubildungen sowie zur Feststellung möglicher Gefügeschäden durchgeführt.
Im Anwendungsbereich der Alkali-Richtlinie wird in [1] national über Festigkeitseigenschaften als Materialcharakterisierung bei der Schadensanalyse eines AKR-geschädigten Labor- und Bauwerksbetons berichtet. International findet zur Bewertung AKR-geschädigter Betone immer wieder der sogenannte »stiffness damage test
(SDT)« Anwendung [2]. Im Gegensatz dazu wird die zeitliche Entwicklung mechanischer Betoneigenschaften bei
AKR-Performance-Prüfungen bisher nicht erfasst. Wie wichtig aber die Kenntnis der zeitlichen Entwicklung
mechanischer Betoneigenschaften zur Materialcharakterisierung für die Praxis ist, zeigt die Tatsache, dass AKRgeschädigte Betone in vielen Fällen weiter genutzt und dabei langandauernd belastet werden. Zur Berechnung
der Resttragfähigkeit und der Verformung von AKR-geschädigten Bauwerken werden daher Kenntnisse über
die Festigkeitswerte, den Elastizitätsmodul und auch das Kriechen benötigt. Ein neuer Ansatz zur Modellierung
der Resttragfestigkeit AKR-geschädigter Betone wird in [3, 4] vorgestellt. Die Autoren kommen zu dem Ergebnis, dass die Bestimmung des statischen E-Moduls für eine Charakterisierung des AKR-Schädigungspotentials
deutlich besser geeignet ist als die Druckfestigkeit. Prüfergebnisse zum Kriechverhalten von AKR-geschädigtem
Beton werden u. a. in [5] vorgestellt. Die Prüfergebnisse zeigen eine Abhängigkeit zwischen Kriechverformung,
statischem E-Modul bzw. Dehnungen und Druckfestigkeit.
[1] Mielich, O.; Reinhardt, H.W.: Festigkeitseigenschaften als Beurteilungskriterium bei der Schadensanalyse
eines AKR-geschädigten Labor- und Bauwerkbetons. Bauinstandsetzen und Baudenkmalpflege 17 (2011),
Nr. 3/4, S. 1-14, ISSN 1864-7251
[2] Sanchez, L.F.M.; Fournier, B.; Jolin, M.; Bastien, J.: Evaluation of the stiffness damage test (SDT) as a tool for
assessing damage in concrete due to ASR: Test loading and output responses for concretes incorporating fine
or coarse reactive aggregates. Cement and Concrete Res. 56 (2014), pp. 213-229
[3] Mielich, O.; Reinhardt, H.W.; Garrecht, H.; Giebson, C.; Seyfarth, K.; Ludwig, H.-M.: Festigkeits- und Verformungseigenschaften von Beton als Bewertungskriterien von AKR-Performance-Prüfungen. Beton- und Stahlbetonbau 110 (2015), H.8
[4] Mielich, O.; Reinhardt, H.W.; Garrecht, H.; Giebson, C.; Seyfarth, K.; Ludwig, H.-M.: Mechanische Betoneigenschaften als weiteres Bewertungskriterium bei AKR-Performance-Prüfungen. 19. Internationale Baustofftagung IBAUSIL, 16.-18. September 2015 in Weimar
[5] Özkan, H.; Reinhardt, H.W.; Mielich, O.: Erste Prüfergebnisse zum Kriechverhalten von AKR-geschädigtem
Beton. 19. Internationale Baustofftagung IBAUSIL, 16.-18. September 2015 in Weimar

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