Kriechen von AKR-geschädigtem Beton mit slow/late Gesteinskörnung
Final Report Abstract
Im Rahmen des Projektes wurden experimentelle und numerische Untersuchungen durchgeführt, um das Kriechverhalten AKR-geschädigter Betone mit langsam und spät reagierenden (engl. slow/late) Gesteinskörnungen zu untersuchen. Aus der Reihe der slow/late Gesteine wurden drei alkaliempfindliche (Grauwacke aus dem Unterharz (GW), gebrochener Quarzporphyr aus dem Halleschen Porphyrkomplex (QP), gebrochener Kies des Oberrheins (OR)) und eine alkaliunempfindliche Gesteinskörnung (gebrochener Quarzporphyr aus dem Schwarzwald (QP (SW)) für die Betonherstellung verwendet. Alkaliempfindliche Gesteinskörnungen sind in alkalischer Umgebung stark schädigungsgefährdet. Es wurden die mechanische Eigenschaften (Druck-, Zug-, und Spaltzugfestigkeit und Elastizitätsmodul) sowie das Kriechverhalten an Betonen, welche 28 Tage in der Feuchtekammer vorgelagert bzw. 140, 280 und 560 Tage in der 40°C Nebelkammer vorgelagert waren, untersucht. Es hat sich bei dieser Studie gezeigt, dass der statische E-Modul von der Alkali-Kieselsäure-Reaktion bzw. der Lagerungsdauer in der Nebelkammer abhängt. Statischer Elastizitätsmodul wird hauptsächlich durch die Schädigung der Gesteinskörnung angetrieben. Die Betone, hergestellt mit alkaliempfindlichen Gesteinskörnungen zeigten in der Nebelkammer eine starke Schädigung infolge von AKR. Die geschädigten Betonproben mit diesen Gesteinskörnungen haben einen Abfall des statischen Elastizitätsmoduls und höhere Kriechdehnungen als die weniger/nicht geschädigten Betone. Die Bestimmung des statischen E-Moduls ist für eine Charakterisierung des AKR-Schädigungspotentials deutlich besser geeignet ist als die Druckfestigkeit. Alle in dieser Studie untersuchten Betone mit langsam und spät reagierenden Gesteinskörnungen weisen einen Anstieg der Druckfestigkeit in feucht-warmer Umgebung auf. Daher können bei der Betrachtung der AKR-bedingten Schadensmechanismen Druckfestigkeitsergebnisse falsch interpretiert werden. Es wurde eine Abhängigkeit zwischen Kriechverformungen, statischem E-Modul und Dehnungen festgestellt. Das Druckkriechen korreliert mit dem statischen E-Modul. Im Allgemeinen führen höhere Schädigungsgrade und daraus resultierende niedrigere Steifigkeiten zu größeren Kriechverformungen. Bemerkenswert ist jedoch, dass nach dem Verbrauch der betoneigenen Alkalien durch die Alkalireaktion und Auslaugung die Kriechzunahmen kleiner werden, und gleichzeitig der statische Elastizitätsmodul erneut ansteigt. Vermutliches Füllen der Risse mit AKR-Gel und/oder Ettringit (Abklingen der Dehnungen und erneuter Anstieg des statischen E-Moduls) ist der Grund, warum die Kriechzuwächse nach der Reaktion wieder kleiner werden. Das Kriechen der AKR-geschädigten Betone wird durch Schädigung der Gesteinskörnung und Mikrorisse im Zementleim angetrieben. Mit den Ergebnissen dieser Studie wurde gezeigt, dass die Entwicklung der mechanischen Eigenschaften sehr wichtig ist, um das Kriechverhalten von AKR-geschädigten Betonkonstruktionen zu verstehen.
Publications
- (2015). “Experimental study on creep behavior of alkali-silica reaction (ASR) damaged concrete with slow/late aggregates“, CONCREEP 10, Wien, 23. - 25. Sept. 2015, pp. 95
Özkan, H., Reinhardt, H.W., Mielich, O.
(See online at https://doi.org/10.1061/9780784479346.183) - “Erste Prüfergebnisse zum Kriechverhalten von AKR-geschädigtem Beton“, 19. Internationale Baustofftagung IBAUSIL, Band 1, Weimar, F.A. Finger-Institut für Baustoffkunde, H.-M. Ludwig (Hrsg.), 2015, S. 1923-1492
Özkan, H., Reinhardt, H.W., Mielich, O.
