Alkali-Kieselsäure-Reaktionen in Betonbauteilen bei gleichzeitiger zyklischer Beanspruchung und externer Alkalizufuhr

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Rolf Breitenbücher
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik ; Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 165295427

Viele Untersuchungen zur AKR in Beton sind entweder überwiegend anwendungsorientiert, d.h. die Eignung bestimmter Ausgangsstoffe hinsichtlich AKR-Vermeidung wird untersucht oder sie beschränken sich auf die AKR-Diagnose von Schadensfällen. Grundlagenorientierte Studien zu den häufig anzutreffenden Fällen, bei denen nicht alleine eine AKR zu betrachten ist, sondern eine Überlagerung mit anderen Einflüssen den Verlauf einer betonschädigenden AKR maßgeblich beeinflusst - und damit mehrere Parameter in unterschiedlicher Intensität zum endgültigen Schaden beitragen - fehlen weitgehend. Daher ist es das Hauptziel dieser netzgestützten Forschergruppe, durch eng aufeinander abgestimmte Projekte diesen gegenseitigen Beeinflussungen näher zu kommen und somit auch mehr Klarheit über das jeweilige Gefährdungspotenzial sowie die Schadensintensivierung und -entwicklung zu erzielen. Dabei werden die Studien schwerpunktmäßig auf die Randbedingungen von befahrenen Verkehrsflächen (Fahrbahndeckenbetone, zyklische Beanspruchungen, alkalihaltige Taumittel und damit externem Alkalieintrag) ausgerichtet. Zum einen sollen die grundlegenden Zusammenhänge zwischen Initiierung und Ausweitung von Vorschädigungen des Betongefüges, sowie des Transports externer Alkalien in das Betongefüge erfasst werden, zum anderen gilt es, auch den Transport der Alkalien in ggf. vorgeschädigte Gesteinskörner hinein und die dann von innen heraus erfolgende AKR-Gelbildung im Korn selber zu untersuchen. In Überlagerung der beiden Teilbereiche lassen sich dann die finalen Schadreaktionen im Beton und letztlich im betrachteten Bauteil unter diesen Randbedingungen beschreiben. Hierzu ist im Wesentlichen den in Abschnitt 2 aufgezeigten offenen Fragen nachzugehen. Mit den erzielten Ergebnissen soll primär das Verständnis bzgl. der maßgebenden Mechanismen vor und während einer AKR sowie der potenziellen Schadensentwicklung unter den zugrunde gelegten kombinierten Einwirkungen verbessert werden. Darauf aufbauend können die derzeitigen Unsicherheiten im gesamten Betonbau hinsichtlich AKR entschärft und entsprechende Handwerkszeuge (Modelle) bereitgestellt werden. Letztendliches Ziel ist es, abgesicherte Regelungen für die Beurteilung und Auswahl von Betonausgangsstoffen, die Festlegung von Betonzusammensetzungen, die Dimensionierung von Bauteilen, sowie besondere, einfach umzusetzende Maßnahmen während der Nutzung abzuleiten.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 1498: Alkali-Kieselsäure-Reaktionen in Betonbauteilen bei gleichzeitiger zyklischer Beanspruchung und externer Alkalizufuhr