70 Jahre AKR und kein Ende in Sicht? (Teil 1)

AKR-Schäden an einem 17 Jahre alten Tunnelbauwerk (2007)
AKR-Schäden an einem 17 Jahre alten Tunnelbauwerk (2007)
AKR-Schäden an einem Autobahnabschnitt auf der BAB A9 (2008) nach 14 Jahren Nutzungsdauer
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AKR-Gelzusammensetzungen an unterschiedlichen Stellen in einer Pore
AKR-Gelzusammensetzungen an unterschiedlichen Stellen in einer Pore
AKR-Schadensfälle
AKR-Schadensfälle
Risse im Gesteinskorn und im umgebenden Zementstein, verursacht durch AKR (Schema) [11]
Risse im Gesteinskorn und im umgebenden Zementstein, verursacht durch AKR (Schema) [11]
Risse im Gesteinskorn und im umgebenden Zementstein, verursacht durch AKR (Dünnschliffaufnahme)
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Schematische Darstellung des Ablaufs der Alkali-Kieselsäure-Reaktion
Schematische Darstellung des Ablaufs der Alkali-Kieselsäure-Reaktion
Löslichkeit von amorphem/kristallinem SiO2 in Abhängigkeit vom pH-Wert [15, 16]
Löslichkeit von amorphem/kristallinem SiO2 in Abhängigkeit vom pH-Wert [15, 16]
Löslichkeit verschiedener SiO2-Modifikationen in Abhängigkeit von der Temperatur [17]
Löslichkeit verschiedener SiO2-Modifikationen in Abhängigkeit von der Temperatur [17]
Gemessene Quelldrücke verschiedener synthetischer AKR-Gele [19]
Gemessene Quelldrücke verschiedener synthetischer AKR-Gele [19]
Auslaugung von Betonprobekörpern mit unterschiedlichen Bindemitteln während der Nebelkammerlagerung bei 40 °C [24]
Auslaugung von Betonprobekörpern mit unterschiedlichen Bindemitteln während der Nebelkammerlagerung bei 40 °C [24]
AKR-Schäden an einem Wasserbauwerk
AKR-Schäden an einem Wasserbauwerk

Zusammenfassung: Die betonschädigende AKR ist eine äußerst komplexe Langzeitreaktion. Bei den langsam und spät reagierenden Gesteinskörnungen spielen die Menge und der Zustand des Quarzes die entscheidende Rolle. Das Alkali-Silicat-Gel ist nur in einem bestimmten Bereich des CaO-Gehaltes quellfähig. Somit sind alle Zusatzstoffe zum Zement, die das bei der C3S- und C2S-Hydratation gebildete Ca(OH)2 binden, hilfreich, eine betonschädigende AKR zu vermeiden. Durch die konsequente Anwendung der gegenwärtig verfügbaren Prüfverfahren, insbesondere der AKR-Performance-Prüfung, kann eine betonschädigende AKR vermieden werden. Teil 1 des Beitrages beschreibt die Mechanismen der AKR sowie Vor- und Nachteile von Prüfverfahren, in Teil 2 werden dann spezielle Forschungsansätze und Prüfverfahren im Detail mit Ergebnissen sowie einige AKR-Schadensfälle vorgestellt.

1 Einleitung

Betonschäden in Form von Netzrissen, Abplatzungen und Gelausscheidungen wurden erstmals 1940 von Stanton als das Ergebnis einer Reaktion zwischen den Alkalien des Zementes und Gesteinskörnungen mit löslicher Kieselsäure erkannt [1]. Als weltweit erster dokumentierter Schadensfall gilt ein Wasserkraftwerk (Buck Hydroelectric Plant) am New River in Virginia (USA), bei dem 1922, nur 10 Jahre nach dessen Bau, Schäden festgestellt wurden [2]. Die AKR-Schäden in den USA führten in den Jahren nach 1940 zu umfangreichen Ursachenforschungen, zur Entwicklung von Prüfverfahren und zur...

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ZKG 04/2010

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ZKG 04/2010

Ressort:  Materials Science
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Jochen Stark, Ernst Freyburg, Katrin Seyfarth, Colin Giebson, Doreen Erfurt

F.A. Finger-Institute for Building Materials Science, Bauhaus-University, Weimar/Germany


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