A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Analyse der Transportmechanismen für wassergefährdende Flüssigkeiten in Beton zur Berechnung des Medientransportes in ungerissene und gerissene Betondruckzonen
Die vorliegende Arbeit stellt einen Beitrag zur Erweiterung des Bemessungskonzeptes für Dichtheitsnachweise von Sekundärbarrieren aus unbeschichteten Betonbauteilen gemäß der vom Deutschen Ausschuß für Stahlbeton aufgestellten Richtlinie dar. Entsprechend dieser Richtlinie ist für den Nachweis der temporären technischen Dichtheit die Flüssigkeitseindringtiefe, in ungerissene und gerissene Betonbauteile anhand von Versuchen zu bestimmen. Bei diesen Versuchen ergeben sich für verschiedene organische Flüssigkeiten mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften teilweise signifikant unterschiedliche Eindringtiefen, die sich mit den bekannten Transportgesetzen kapillarer Röhren- und Spaltmodelle nicht erklären lassen. Die Mechanismen zur Beschreibung des Transportes und der Speicherung von Flüssigkeiten und Gasen in Beton werden analysiert. Anhand von physikalischen und thermodynamischen Modellen werden Versuche zur Bestimmung der Adsorption, der Diffusion, der kapillaren Medienaufnahme und zur Permeation der Medien in ungerissenen und gerissenen Beton ausgewertet. Es zeigt sich, dass die Möglichkeit der Speicherung im Betonporenraum bei den untersuchten Flüssigkeiten und Gasen von übergeordnetem Einfluss auf die Eindringtiefe ist. Weiterhin stellte sich heraus, dass der den Flüssigkeiten und Gasen zugängliche Porenraum im Beton stark vom Feuchtigkeitsgehalt des Betons abhängt. Es wird ein Transportmodell zur Berechnung des Transportes von Wasser und Wasserdampf durch poröse Baustoffe dargelegt, das zur Berechnung des Transportes anderer Flüssigkeiten und Gasen verallgemeinert wurde. Mit diesem Berechnungsansatz kann der Eindringvorgang in ungerissene und gerissene Betonbauteile untersucht werden. Die ModelIrechnungen lassen eine Analyse des Einflusses des Betonfeuchtegehaltes auf die Flüssigkeitseindringtiefe der untersuchten Medien zu. Die Berechnungen zeigen, dass in der Richtlinie der Einfluss des Betonfeuchtegehaltes auf die Dichtheit ungerissener Sekundärbarrieren nicht auf der sicheren Seite erfasst wird. Bei vorgespannten Bauteilen mit gerissenen Druckzonen lässt sich eine Reduktion der Flüssigkeitseindringtiefen für Bauteile in trockenen Umgebungsbedingungen ableiten. Diese vorgeschlagene Abminderung der Eindringtiefen um 20 % führt aufgrund der großen Eindringtiefen in gerissene Konstruktionen zu wirtschaftlicheren Bauteilabmessungen.
Analyse der Transportmechanismen für wassergefährdende Flüssigkeiten in Beton zur Berechnung des Medientransportes in ungerissene und gerissene Betondruckzonen
Die vorliegende Arbeit stellt einen Beitrag zur Erweiterung des Bemessungskonzeptes für Dichtheitsnachweise von Sekundärbarrieren aus unbeschichteten Betonbauteilen gemäß der vom Deutschen Ausschuß für Stahlbeton aufgestellten Richtlinie dar. Entsprechend dieser Richtlinie ist für den Nachweis der temporären technischen Dichtheit die Flüssigkeitseindringtiefe, in ungerissene und gerissene Betonbauteile anhand von Versuchen zu bestimmen. Bei diesen Versuchen ergeben sich für verschiedene organische Flüssigkeiten mit ähnlichen physikalischen Eigenschaften teilweise signifikant unterschiedliche Eindringtiefen, die sich mit den bekannten Transportgesetzen kapillarer Röhren- und Spaltmodelle nicht erklären lassen. Die Mechanismen zur Beschreibung des Transportes und der Speicherung von Flüssigkeiten und Gasen in Beton werden analysiert. Anhand von physikalischen und thermodynamischen Modellen werden Versuche zur Bestimmung der Adsorption, der Diffusion, der kapillaren Medienaufnahme und zur Permeation der Medien in ungerissenen und gerissenen Beton ausgewertet. Es zeigt sich, dass die Möglichkeit der Speicherung im Betonporenraum bei den untersuchten Flüssigkeiten und Gasen von übergeordnetem Einfluss auf die Eindringtiefe ist. Weiterhin stellte sich heraus, dass der den Flüssigkeiten und Gasen zugängliche Porenraum im Beton stark vom Feuchtigkeitsgehalt des Betons abhängt. Es wird ein Transportmodell zur Berechnung des Transportes von Wasser und Wasserdampf durch poröse Baustoffe dargelegt, das zur Berechnung des Transportes anderer Flüssigkeiten und Gasen verallgemeinert wurde. Mit diesem Berechnungsansatz kann der Eindringvorgang in ungerissene und gerissene Betonbauteile untersucht werden. Die ModelIrechnungen lassen eine Analyse des Einflusses des Betonfeuchtegehaltes auf die Flüssigkeitseindringtiefe der untersuchten Medien zu. Die Berechnungen zeigen, dass in der Richtlinie der Einfluss des Betonfeuchtegehaltes auf die Dichtheit ungerissener Sekundärbarrieren nicht auf der sicheren Seite erfasst wird. Bei vorgespannten Bauteilen mit gerissenen Druckzonen lässt sich eine Reduktion der Flüssigkeitseindringtiefen für Bauteile in trockenen Umgebungsbedingungen ableiten. Diese vorgeschlagene Abminderung der Eindringtiefen um 20 % führt aufgrund der großen Eindringtiefen in gerissene Konstruktionen zu wirtschaftlicheren Bauteilabmessungen.
Analyse der Transportmechanismen für wassergefährdende Flüssigkeiten in Beton zur Berechnung des Medientransportes in ungerissene und gerissene Betondruckzonen
Brauer, N. (author)
Deutscher Ausschuss für Stahlbeton ; 538 ; 1-147
2002
147 Seiten, Bilder, Tabellen, 139 Quellen
Report
German
Beton , Dichtheitsprüfung , Dichtigkeit , Eindringen , Eindringprüfung (Materialprüfung) , Eindringtiefe , Adsorption , Diffusion , kapillare Struktur , Kapillarfluss , Kapillarität , Wassertransport , Modellrechnung , Flüssigkeit , Deponieabdichtung , Feuchtigkeitsgehalt , Porosität , Werkstoffeignung , Werkstoffprüfung , Transporteigenschaft , Transporttheorie