Beständigkeit von UHPC gegenüber chemischem Angriff
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Ziele des Forschungsvorhabens waren die Untersuchung und Charakterisierung des Verhaltens von ultra-hochfesten Betonen (UHPC) gegenüber chemischen Angriffen. Untersucht wurden lösende Angriffe durch Schwefel- und Milchsäure sowie ammoniumhaltige Wässer und treibende Angriffe durch sulfathaltige Wässer. Dazu wurden vergleichende experimentelle Untersuchungen eines Referenzmörtels mit wärmebehandelten und nicht wärmebehandelten UHPCs verschiedenster Zusammensetzung durchgeführt. Die Untersuchungsergebnisse zu den stationären Versuchsrandbedingungen zeigen, dass die untersuchten UHPCs gegenüber chemischen Angriffen eine erhöhte Beständigkeit im Vergleich zu normalfestem Beton aufweisen. Ausgehend von den Protonenverbräuchen aus den Einlagerungsversuchen in sauren Wässern wurde ein praxisnahes Prüfverfahren (Protonenverbrauch-Verfahren) entwickelt, mit dem wirkungsäquivalente pH-Werte für die UHPCs bestimmt werden konnten. Mit diesem Verfahren erfolgte auch die Einstufung in die Expositionsklassen der DIN EN 206. Aus der vorgenommenen Beurteilung der ultra-hochfesten Betone konnte geschlussfolgert werden, dass sie in der Expositionsklasse XA3 bei lösendem Angriff ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen eingesetzt werden können. Des Weiteren wird für den sauren Angriff auch eine Expositionsklasse XA4 vorgeschlagen, die den Einsatz der UHPCs bis pH 3,5 mit zusätzlichen Schutzmaßnahmen regelt. Im Hinblick auf eine zyklische Einwirkung von schwefelsauren Angriffen zeigte sich bereits nach wenigen Zyklen ein wesentlich größerer korrosiver Fortschritt im Vergleich zu den Versuchen unter konstanten Randbedingungen. Damit werden die Beobachtungen in der Praxis bestätigt. So ist das Schädigungsbild in Bereichen der Wasserwechselzonen von Anlagen des Tiefbaus sehr stark ausgeprägt. Die Untersuchungen zu dem schwefelsauren Angriff zeigen, dass die Schädigungstiefen durch die intermittierende Beanspruchung mindestens denen der stationären Einlagerungsversuche entsprechen, obwohl die Dauer der kapillaren Aufnahme der aggres- siven Lösung nur 3/7 der Zeit entspricht. Im Gegensatz dazu wurde bei der zyklischen Beaufschlagung von rein lösenden aggressiven Medien, wie Ammoniumnitratlösungen, die Tendenz festgestellt, dass der Fortschritt der Schädigung mehr oder weniger nur von der Dauer des direkten Kontakts mit dem aggressiven Medium abhängig ist.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- Behaviour of ultra high-performance concrete with respect to chemical attack. In: Fehling, E.; Schmidt, M.; Stürwald, S. (Ed.): Ultra High Performance Concrete (UHPC). Proc. of 2nd International Symposium on Ultra High Performance Concrete. University of Kassel, Germany, March 5-7, 2008 (Structural Materials and Engineering Series, 10), pp. 453–460, kassel university press, Kassel, 2008
Franke, Lutz; Deckelmann, Gernod; Schmidt, Holger
- Behavior of ultra high performance concrete with respect to chemical attack. In: Stark, J. (Ed.): 17. Internationale Baustofftagung -Tagungsbericht, Bd. 1. ibausil. Bauhaus Universität Weimar, September 23-26, 2009. 2 Bände, pp. 1-1099 – 1-1104, F.-A. Finger Institut für Baustoffkunde, Weimar, 2009
Franke, Lutz; Deckelmann, Gernod; Schmidt, Holger
- Durability of Ultra-High Performance Concrete. In: The International Federation for Structural Concrete (fib) (Ed.): Proc. of the 3rd International fib Congress and Exhibition. Incorporating the PCI Annual Convention and Bridge Conference. Washington, D.C., 2010, proceedings disk ID135
Müller, Christoph; Palecki, Susanne; Möser, Bernd; Franke, Lutz
- Prüfung der Beständigkeit von Mörtelprodukten gegenüber saurem Angriff bis pH3 und Einstufung in Expositionsklassen. In: Beton 60 (1+2), pp. 20– 31, 2010
Franke, Lutz; Schmidt, Holger; Schmidt-Döhl, Frank
- Korrosionsverhalten von Normalmörtel und UHPC. Experimente und numerische Simulation. Dissertation, Technische Universität Hamburg-Harburg, Verl. Dr. Hut, München, 2011
Schmidt, Holger
- Numerische Simulation von aggressiven chemischen Angriffen auf Normalmörtel und UHPC. In: Schmidt-Döhl, F.; Deckelmann, G. (Ed.): Tagung der GDCh-Fachgruppe Bauchemie. TU Hamburg-Harburg, 6./ 7. Oktober 2011 (Gesellschaft Deutscher Chemiker, GDCh-Monographie, Bd. 44), pp. 80–85, 2011
Schmidt, Holger; Franke, Lutz; Schmidt-Döhl, Frank
- Beständigkeit von Mörtelprodukten. In: bi-UmweltBau (3), pp. 110–120, 2013
Franke, Lutz; Schmidt, Holger; Schmidt-Döhl, Frank
