Wichtiger Indikator für die Nachhaltigkeit: Dauerhaftigkeit von Beton

Dauerhaftigkeit
© Fraunhofer IBP

Die Analyse der Dauerhaftigkeit von Beton ist neben der Untersuchung der mechanischen Eigenschaften ein Hauptschwerpunkt bei der Betonprüfung. Die Dauerhaftigkeit definiert die Langlebigkeit von Beton bzw. Betonbauwerken unter deren planmäßiger Beanspruchung über eine erwartete Nutzungsdauer hinweg. Damit ist sie ein wichtiger Indikator für die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit von Baustoffen.

Einschlägige Methoden bzw. Kriterien sind dabei die Messung des Frost-Tau- und Frost-Tausalz-Widerstands, Carbonatisierungswiderstands und Chlorid-Eindring-Widerstands sowie der Empfindlichkeit gegenüber der Alkali-Kieselsäure-Reaktion. Zur Prüfung der Dauerhaftigkeit wenden wir – je nach Schadreaktion – die genannten Verfahren an.

Alkali-Kieselsäure-Reaktion
Die Anfälligkeit von Gesteinskörnungen und Betonen für die Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) kann mit dem 60°C-Betonversuch gemäß der Alkali-Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb) geprüft werden. Dazu stellen wir Prüfkörper her und lagern diese 140 Tage in einer AKR-Prüftruhe. Dabei wird in regelmäßigen Intervallen die Längenausdehnung der Prüfkörper gemessen, um die Entstehung voluminöser Kieselsäure-Gele frühzeitig zu erkennen. Neben dem Einsatz bewährter Verfahren entwickeln wir neue, innovative Methoden, um die AKR-Empfindlichkeit von Gesteinskörnungen schneller beurteilen zu können.

Frost-Tau- und Frost-Tausalz-Widerstand
Bauteile im Außenbereich, die Frost-Tau-Wechseln und Tausalzen ausgesetzt sind, müssen hohen Anforderungen hinsichtlich des Frost-Tau- bzw. Frost-Tausalz-Widerstands erfüllen. Zu deren Bestimmung verfügen wir über eine eigene Frost-Tau-Truhe, in der sich Frost-Tau-Zyklen sowie der Einsatz von Taumitteln praxisnah simulieren lassen.

Chloridmigration
Der Chlorid-Eindring-Widerstand stellt gerade bei Stahlbeton eine wichtige Größe dar, da das Eindringen von Chlorid-Ionen zur Korrosion der Bewehrung führen kann. Anhand der Prüfung in unserem Labor können wir Ihnen Informationen zur Verfügung stellen, die dem optimalen Schutz der Bewehrung Ihres Baustoffs dienen.

Karbonatisierung
Beton nimmt kontinuierlich Kohlendioxid aus der Atmosphäre auf und baut diesen in sein Gefüge ein. Neben den positiven Effekten der CO2-Fixierung sowie der Erhöhung der Festigkeit führt dieser Prozess jedoch auch zu einer Absenkung des pH-Werts im Zementstein und damit zu einem erhöhten Risiko für Korrosion im Stahlbeton. Unsere Wissenschaftler*innen können die Karbonatisierungstiefe in Betonproben bestimmen und Ihre Betonformulierung im Sinne einer Minimierung der Karbonatisierung optimieren. 

Trocknungsschwinden
Trocknet Beton während oder nach dem Erhärten aus, kann er schwinden. Dies stellt nicht nur aufgrund des Volumenverlusts, sondern auch wegen auftretender Risse im Bauteil einen erheblichen Nachteil dar. Mit einer passenden Kombination aus dem richtigen Zement sowie Zusatzmitteln kann dem allerdings wirksam vorgebeugt werden. Sprechen Sie uns an!

Highlightprojekte

  • Masterarbeit (2018): »Charakterisierung der Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) mittels Raman-Spektroskopie«
  • Entwicklung eines schnellen Prüfverfahrens zur Vermeidung von AKR-Schäden in Beton mittels Ramanspektroskopie (2019-2020)

  • Masterarbeit (2020): »Ramanspektroskopische Untrersuchung der Q-Spezies in SiO2-Phasen in Bezug auf ihr Lösungsverhalten in alkalischem Milieu zur schnellen Prüfung der AKR-Empfindlichkeit SiO2-haltiger Gesteinskörnungen«