Einfluss alternativer Bindemittelsysteme auf das Korrosionsverhalten der Stahlbewehrung - Teil 2
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mit dem Ziel, die Umweltauswirkungen der Zementproduktion zu verringern, werden weltweit verschiedene Ansätze verfolgt, um neue Arten von Bindemitteln als Alternative zu Zementen mit hohem Portlandzementklinkeranteil zu entwickeln. Die Eigenschaften dieser alternativen Bindemittel unterscheiden sich in verschiedenen Aspekten von gebräuchlichen Zementarten, was einen Einfluss auf die erwartete Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauteilen haben kann, die mit neuen Bindemittelarten produziert werden. Mit dem Hauptaugenmerk auf dem Korrosionsschutz der Betonstahlbewehrung wurden im vorliegenden Projekt neun verschiedene Bindemittelarten hinsichtlich ihrer Anwendungsmöglichkeiten und -grenzen im Stahlbeton untersucht. Dies ermöglichte nicht nur eine umfassende Charakterisierung der korrosionsrelevanten Eigenschaften, sondern auch eine Bewertung der standardisierten Prüf- und Bewertungsmethoden im Hinblick auf ihre Eignung für die verschiedenen neuen Bindemittelarten. Die verschiedenen Ansätze alternative Bindemittelarten herzustellen, befinden sich in unterschiedlichen Phasen ihres Weges von der Forschung hin zur praktischen Anwendung im Stahlbeton. Daher tragen diese Untersuchungen an unterschiedlichen Ausgangspunkten zum Wissensstand bei. Für die Rezepturen, bei denen die Verwendung im Stahlbeton bisher erst Gegenstand der Forschung war, wurden in diesem Projekt die ersten experimentellen Ergebnisse hinsichtlich ihres Einflusses auf das Passivierungsverhalten des eingebetteten Bewehrungsstahls gewonnen. Die Zeit, bis Korrosion aufgrund von Carbonatisierung oder Chlorid-Eindringen initiiert werden kann, ist ein entscheidender Faktor bei der Bewertung der Leistungsfähigkeit eines Bindemittels bzw. Betons. Daher wurde die Eignung standardisierter Prüfmethoden zur Quantifizierung der Dauer der Initiationsphase der Korrosion der Bewehrung für die verschiedenen Bindemitteltypen bewertet. Es wurde festgestellt, dass indikatorbasierte Methoden nicht uneingeschränkt für alle untersuchten Bindemittel zuverlässige Ergebnisse liefern. Dies ist auf den Einfluss der Porenlösungszusammensetzung auf die chemische Reaktion von üblicherweise verwendeten Indikatorlösungen zurückzuführen. Als vielversprechende Alternative zu indikatorbasierten Methoden wurde die Bewertung der Qualität von Mörteln und Betonen mit elektrischen Verfahren vorgeschlagen: Der Formationsfaktor, der aus dem spezifischen elektrischen Gesamtwiderstand des Mörtels bzw. Betons geteilt durch den spezifischen elektrischen Widerstand der Porenlösung berechnet wird, wird als universell geeigneter Parameter hervorgehoben, um die Durchlässigkeit der Porenstruktur für korrosionsfördernde Stoffe und den Einfluss der Porenstruktur auf andere transportbezogene Prozesse zu klassifizieren. Aus den Ergebnissen der Untersuchungen und der Erfahrung mit den verschiedenen Bindemittelarten wurden Empfehlungen für deren Prüfung, Anwendungsmöglichkeiten im Stahlbeton und weiterführender Forschungsbedarf abgeleitet.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Dauerhaftigkeitseigenschaften von alternativen Bindemitteln. Beton- und Stahlbetonbau, 116(10), 775-785.
Achenbach, Rebecca; Kraft, Bettina; Ludwig, Horst‐Michael & Raupach, Michael
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Hydration and Carbonation of Alternative Binders. Corrosion and Materials Degradation, 3(1), 19-52.
Kraft, Bettina; Achenbach, Rebecca; Ludwig, Horst-Michael & Raupach, Michael
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Influence of alternative binders on the passivation of steel in mortar. 6th International Conference on Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting (ICCRRR 2022), 03. – 05. 10.2022, Kapstadt, Südafrika
Achenbach, R. & Raupach, M.
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Applicability of the Formation Factor for Different Alternative Binder Types Investigated on Mortars. Corrosion, 79(7), 709-718.
Achenbach, Rebecca & Raupach, Michael
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Carbonation behaviour of concretes with alternative binders at different CO2 concentrations. ce/papers, 6(6), 1334-1341.
Kraft, Bettina; Müller, Matthias; Achenbach, Rebecca; Ludwig, Horst‐Michael & Raupach, Michael
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Comparative investigation on the influence of metakaolin, metaillite and steel slag as SCMs in mortar on the corrosion behavior of embedded steel. Koroze a ochrana materialu, 67(1), 21-32.
Achenbach, R. & Raupach, M.
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Comparative study on the electric resistance of mortars made of low carbon binders. Materials Today: Proceedings.
Achenbach, R.; Raupach, M.; Kraft, B.I.E. & Ludwig, H.-M.
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Eignung des RCM‐Versuchs zur Bestimmung des Chloridmigrationskoeffizienten in Mörteln aus alternativen Bindemitteln. ce/papers, 6(6), 1237-1245.
Achenbach, Rebecca; Kraft, Bettina I. E.; Raupach, Michael & Ludwig, Horst‐Michael
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Influence of CO2 Concentration During Accelerated Carbonation Tests with Alternative Binders. NanoWorld Journal, 9.
Kraft, B.I.E.; Müller, M.; Achenbach, R.; Ludwig, H.-M. & Raupach, M.
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Untersuchungen zum Einfluss von neuartigen Bindemitteln auf die Dauerhaftigkeit der Stahlbewehrung. Beiträge zur 10. DAfStb-Jahrestagung mit 62. Forschungskolloquium. - 26./27. September 2023 RWTH Aachen University; RWTH Aachen University, 2023; pp 239–248
Achenbach, R.; Raupach, M.; Kraft, B.I.E. & Ludwig, H.-M.
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Zur Anwendbarkeit des Formationsfaktors als Gefügekennwert für Mörtel aus verschiedenen alternativen Bindemittelsystemen. ce/papers, 6(6), 1324-1333.
Raupach, Michael; Achenbach, Rebecca; Ludwig, Horst‐Michael & Kraft, Bettina I. E.
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Corrosion protection of steel reinforcement by alternative binder types. RWTH Aachen University, Dissertation
Achenbach, R.
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Passivation of Steel Reinforcement in Low Carbon Concrete. Buildings, 14(4), 895.
Achenbach, Rebecca & Raupach, Michael
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Suitability of rapid chloride migration tests for determining the migration coefficient in mortars made from different novel binder types. Materials and Corrosion, 75(9), 1173-1184.
Achenbach, Rebecca & Raupach, Michael
