Infrarot-Spektroskopie zur Untersuchung von Kieselsaeurezuschlaegen des Betons auf ihre Alkaliempfindlichkeit: Fid-Bau Portal

Infrarot-Spektroskopie zur Untersuchung von Kieselsaeurezuschlaegen des Betons auf ihre Alkaliempfindlichkeit

Hirche, D.

Die bisher bekannten untersuchungsverfahren zur Alkalikieselsaeurereaktion haben gewisse Nachteile. Teilweise benoetigen die einzelnen Testverfahren einen zu hohen Laboreinsatz und Zeitaufwand. Laborergebnisse sind in der Praxis nicht immer reproduzierbar. Im einzigen Schnelltest zur Bestimmung der Alkalireaktionsfaehigkeit wird das Loeslichkeitsverhalten von Kieselsaeurezuschlaegen entsprechend dem ASTM C 289-Verfahren untersucht. Ueber das unterschiedliche Loeslichkeitsverhalten in Natronlauge koennen die Kieselsaeurezuschlaege qualitativ in treibgefaehrlich, moeglicherweise treibgefaehrlich und ungefaehrlich eingeteilt werden. In der vorliegenden Arbeit wird die Infrarot-Spektroskopie als Untersuchungsmethode zur Erkennung treibgefaehrlicher Kieselsaeuremineralien vorgeschlagen. Mit der Infrarot-Spektroskopie kann man im Bereich von 3800 cm(-1) bis 2800 cm(-1) ueber die OH-Schwingungen direkt die Anzahl von Silanol-Gruppen in Kieselsaeuren messen. Bereits frueher wurde festgestellt, dass nur die amorphen und mikrokristallinen (krypto-kristallinen) Kieselsaeuren in den Zuschlaegen Treiberscheinungen bei der Reaktion mit Alkalien des Betons hervorrufen. Alle diese reaktionsfaehigen Kieselsaeuren besitzen eine grosse Anzahl Silanol-Gruppen an inneren Grenzflaechen und Gitterstoerungen. Bei IR-Untersuchungen an Quarz, Opal, Flint, opalinem Sandstein und Glas zeigte sich, dass Infrarot-Gesamtabsorption bei den reaktionsfaehigen Kieselsaeuren stets ueber 106 cm/mol lag. Der inaktive Quarz erzeugte nur ein geringes IR-Signal. Kieselsaeurezuschlaege mit einer hohen Infrarotabsorption im Bereich der OH-Bande muessen als besonders reaktionsfreudig gegenueber Alkalien und damit treibgefaehrlich angesehen werden.