Zum Frostwiderstand gefügedichter Betone mit geringen Wasserzementwerten: Fid-Bau Portal

Zum Frostwiderstand gefügedichter Betone mit geringen Wasserzementwerten

Feldrappe, Volkert

Betonbauwerke müssen während ihrer Nutzungsdauer einen ausreichenden Frostwiderstand aufweisen. Jedoch führten neuerer Laboruntersuchungen zum Frostwiderstand gefügedichter hochfester Beton teilweise zu widersprüchliche Ergebnisse. Um die Zusammenhänge einer Frostschädigung differenziert und zielsicher beschreiben zu können, wurden Korrelationen zwischen der in den Frostversuchen bestimmten Änderung des relativen dynamischen E-Moduls (RDM) und anderer Betoneigenschaften wie Festigkeit oder Porosität durchgeführt. Ein weiterer Schwerpunkt war es, den Einfluss des Silikastaubs auf den Frostwiderstand zu klären. Betone mit Silikastaub und (w/z)eq < 0,35 und alle Betone ohne Silikastaub wiesen selbst nach 100 Frost-Tau-Wechseln nur geringe Änderungen des RDM’s auf. Dagegen fiel der RDM der Betone mit Silikastaub und (w/z)eq größer gleich 0,35 z. T. schon nach wenigen Frost-Tau-Wechseln deutlich ab. Bei Eintritt der Gefügeschädigung betrug der relative Porenfüllungsgrad (RPFG) in jedem Fall rd. 90 %. Somit führte eine (zumindest lokale) Überschreitung der von Fagerlund definierten „kritischen Sättigung“ zu den Gefügeschäden. Der RPFG zu Beginn der Frost-Tau-Wechsel der geschädigten Betone mit Silikastaub war im Vergleich zu dem der übrigen Betone deutlich höher. Die Ursache war der höherer Gehalt an physikalisch gebundenem Wasser in diesen Betonen. Über den Verbrauch an Ca(OH)2 wurde das C/S-Verhältnis der Reaktionsprodukte des Silikastaubs auf 0,5 bis 0,6 geschätzt. Da CSH-Phasen erst ab einem C/S-Verhältnis von ca. 0,9 thermodynamisch stabil sind, bildeten sich stabile CSH-Phasen (puzzolanische Reaktion) und hygroskopisch wirkende Alkalisilikate (Reaktion zwischen Alkalien der Porenlösung und Silikastaub). Mit zunehmendem (w/z)eq banden die Alkalisilikate auf Grund des größeren Wassergehalts mehr Wasser physikalisch. Der Wasseranteil in den Alkalisilikaten ist potentiell gefrierbar und beeinflusste den Frostwiderstand dieser silikastaubhaltigen Betone maßgeblich.