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Ettringitbildung in nicht wärmebehandelten Betonen
Ziel dieser Arbeit war es, zu klären, welche Mechanismen zu Ettringitanreicherungen im Gefüge normalerhärtender Betone führen, welche Einflußgrößen dabei als wesentlich zu betrachten sind und ob aus dieser Ettringitrekristallisation tatsächlich Dauerhaftigkeitsprobleme resultieren können. Für die Untersuchungen am Beton, Mörtel und Zementstein wurde ein Wechsellagerungsprogramm zur Simulation von Umwelteinflüssen (Feuchte- und Temperatur Wechsel-Belastungen) entwickelt, das die Ettringitbildung im erhärteten Beton fördert und zur Abschätzung von Schadenspotentialen geeignet ist. Als Kenngrößen, die die dabei entstehenden Gefügeveränderungen in eindeutiger Weise widerspiegeln, wurden ermittelt: Dehnungen (in Kombination mit Masseänderung) Biegezugfestigkeit Ultraschall-Geschwindigkeit bzw. Dämpfung des Ultraschall-Signals kapillare Wasseraufnahme (und Frost-Tausalz-Widerstandsfähigkeit) rasterelektonenmikroskopische Untersuchungen (in Kombination mit phasenanalytischen Untersuchungen). Die Untersuchungen ergaben folgende Zusammenhänge: Die Betonschädigung und die damit verbundene Ettringitbildung im erhärteten Beton wird vor allem durch äußere Einflüsse, wie häufige Feuchtewechsel gefördert, wenn dadurch ein Feuchte- und Stofftransport im Gefüge provoziert wird. Dieser führt zur örtlichen Anreicherung von Phasenneubildungen (Ettringit) in den Schwachstellen des Gefüges, wie der Kontaktzone Zementstein - Zuschlag, in Poren und Rissen. Erhöhte Temperaturen während der Trocknungsphasen führen zu einer Verstärkung der Betonschädigung und Ettringitbildung, weil sie eine intensivere Trocknung verursachen und damit den Feuchte- und Stofftransport verstärken und durch Temperaturspannungen Vorschädigungen des Gefüges hervorrufen können. Ein Zusammenhang mit der thermischen Stabilität des Ettringits konnte nicht nachgewiesen werden. Bei niedrigen w/z-Werten (w/z = 0,35) wurde in Laborversuchen bereits bei wechselnden Temperaturbelastungen bis 40 Grad C eine schädigende Dehnung über 0,5 mm/m und Rißbildung erreicht. Der w/z-Wert wirkt als entscheidender Einflußfaktor bei Betonschädigungen im Zusammenhang mit der Ettringitbildung im erhärteten Beton. Betone mit niedrigen w/z-Werten weisen ein dichteres Gefüge und höhere Festigkeiten auf Ist dennoch durch intensive Feuchtewechsel ein Feuchte- und Stofftransport (z.B. durch Mikrorißbildung) im Gefüge möglich, dann sind diese Betone jedoch besonders gefährdet, denn sie weisen aufgrund ihres höheren Zementgehaltes das größere Potential an Reaktionspartnern auf, unterliegen aufgrund ihrer Porengrößenverteilung stärkeren Schwind- und Verformungserscheinungen und beinhalten damit ein höheres Gefahrenpotential für Vorschäden des Gefüges. Vorschäden im Gefüge fördern den Mechanismus der Ettringitrekristallisation. Die Bedeutung künstlich eingebrachter Luftporen wurde ebenfalls diskutiert und die Rolle des Alkali- und Sulfatgehaltes erörtert. Die Ettringitrekristallisation in nicht wärmebehandelten Betonen hängt eng mit dem pH-Wert der Porenlösung zusammen. Der Verlauf des pH-Wertes während der Hydratation führt zu einer Abnahme der Ettringitbildung während des Erhärtens. Zur Rekristallisation kann es dann erst wieder durch eine Absenkung des pH-Wertes durch äußere Einflüsse kommen. Die Ettringitbildung in nichtwärmebehandeltem Beton ist nach den Ergebnissen dieser Arbeit nicht die Ursache, sondern die Folge von Betonschädigungen.
Ettringitbildung in nicht wärmebehandelten Betonen
Ziel dieser Arbeit war es, zu klären, welche Mechanismen zu Ettringitanreicherungen im Gefüge normalerhärtender Betone führen, welche Einflußgrößen dabei als wesentlich zu betrachten sind und ob aus dieser Ettringitrekristallisation tatsächlich Dauerhaftigkeitsprobleme resultieren können. Für die Untersuchungen am Beton, Mörtel und Zementstein wurde ein Wechsellagerungsprogramm zur Simulation von Umwelteinflüssen (Feuchte- und Temperatur Wechsel-Belastungen) entwickelt, das die Ettringitbildung im erhärteten Beton fördert und zur Abschätzung von Schadenspotentialen geeignet ist. Als Kenngrößen, die die dabei entstehenden Gefügeveränderungen in eindeutiger Weise widerspiegeln, wurden ermittelt: Dehnungen (in Kombination mit Masseänderung) Biegezugfestigkeit Ultraschall-Geschwindigkeit bzw. Dämpfung des Ultraschall-Signals kapillare Wasseraufnahme (und Frost-Tausalz-Widerstandsfähigkeit) rasterelektonenmikroskopische Untersuchungen (in Kombination mit phasenanalytischen Untersuchungen). Die Untersuchungen ergaben folgende Zusammenhänge: Die Betonschädigung und die damit verbundene Ettringitbildung im erhärteten Beton wird vor allem durch äußere Einflüsse, wie häufige Feuchtewechsel gefördert, wenn dadurch ein Feuchte- und Stofftransport im Gefüge provoziert wird. Dieser führt zur örtlichen Anreicherung von Phasenneubildungen (Ettringit) in den Schwachstellen des Gefüges, wie der Kontaktzone Zementstein - Zuschlag, in Poren und Rissen. Erhöhte Temperaturen während der Trocknungsphasen führen zu einer Verstärkung der Betonschädigung und Ettringitbildung, weil sie eine intensivere Trocknung verursachen und damit den Feuchte- und Stofftransport verstärken und durch Temperaturspannungen Vorschädigungen des Gefüges hervorrufen können. Ein Zusammenhang mit der thermischen Stabilität des Ettringits konnte nicht nachgewiesen werden. Bei niedrigen w/z-Werten (w/z = 0,35) wurde in Laborversuchen bereits bei wechselnden Temperaturbelastungen bis 40 Grad C eine schädigende Dehnung über 0,5 mm/m und Rißbildung erreicht. Der w/z-Wert wirkt als entscheidender Einflußfaktor bei Betonschädigungen im Zusammenhang mit der Ettringitbildung im erhärteten Beton. Betone mit niedrigen w/z-Werten weisen ein dichteres Gefüge und höhere Festigkeiten auf Ist dennoch durch intensive Feuchtewechsel ein Feuchte- und Stofftransport (z.B. durch Mikrorißbildung) im Gefüge möglich, dann sind diese Betone jedoch besonders gefährdet, denn sie weisen aufgrund ihres höheren Zementgehaltes das größere Potential an Reaktionspartnern auf, unterliegen aufgrund ihrer Porengrößenverteilung stärkeren Schwind- und Verformungserscheinungen und beinhalten damit ein höheres Gefahrenpotential für Vorschäden des Gefüges. Vorschäden im Gefüge fördern den Mechanismus der Ettringitrekristallisation. Die Bedeutung künstlich eingebrachter Luftporen wurde ebenfalls diskutiert und die Rolle des Alkali- und Sulfatgehaltes erörtert. Die Ettringitrekristallisation in nicht wärmebehandelten Betonen hängt eng mit dem pH-Wert der Porenlösung zusammen. Der Verlauf des pH-Wertes während der Hydratation führt zu einer Abnahme der Ettringitbildung während des Erhärtens. Zur Rekristallisation kann es dann erst wieder durch eine Absenkung des pH-Wertes durch äußere Einflüsse kommen. Die Ettringitbildung in nichtwärmebehandeltem Beton ist nach den Ergebnissen dieser Arbeit nicht die Ursache, sondern die Folge von Betonschädigungen.
Ettringitbildung in nicht wärmebehandelten Betonen
Bollmann, K. (Autor:in)
Dissertation.de. ; 215 ; 1-196
2000
196 Seiten, 152 Bilder, 29 Tabellen, 345 Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Ettringitbildung in nicht wärmebehandelten Betonen
TIBKAT | 2000
|Hochschule - Ettringitbildung in nicht wärmebehandelten Betonen
Online Contents | 2000
Ettringitbildung in nicht wärmebehandelten Betonen
UB Braunschweig | 2000
|Ettringitbildung in nicht wärmebehandelten Betonen
DataCite | 2004
|Ettringitbildung in nicht wärmebehandelten Betonen
UB Braunschweig | 2000
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