Ultrahochfester Beton

Ultrahochfeste Betone, oft auch Ultrahochleistungsbetone genannt (engl.: Ultra High-Performace Concrete, UHPC), sind sehr gefügedichte Betone mit Druckfestigkeiten von über 150 N/mm². Sie enthalten etwa 600 bis 900 kg/m³ Zement und bis zu 250 kg/m³ hochreaktiven Silikastaub. Hochwirksame Fließmittel, meist auf Polycarboxylatetherbasis, ermöglichen sehr niedrige äquivalente Wasserzementwerte von unter 0,25. Das Größtkorn der Gesteinskörnung liegt i.d.R. zwischen 0,5 und 8 mm. Die Packungsdichte wird meist zusätzlich durch die gezielte Verwendung verschiedener Quarzsandfraktionen erhöht. Das gegenüber Normalbeton sehr spröde Verformungs- und Bruchverhalten kann durch Stahlfasern verbessert werden. Sie ermöglichen Biegezugfestigkeiten von bis zu 50 N/mm². Mit Hilfe von Vakuummischern und durch Wärmebehandlung wurden Druckfestigkeiten von mehr als 800 N/mm² erreicht.

Neben der hohen Festigkeit wird dem Ultrahochfesten Beton allgemein auch eine sehr hohe Dauerhaftigkeit zugeschrieben. Dies ist v.a. auf den niedrigen Anteil an Kapillarporen zurückzuführen. Allerdings kann auch bei UHPC das Eindringen schädigender Substanzen durch Risse im Bauteil beschleunigt werden. In der Folge kann die Dauerhaftigkeit des Materials herabgesetzt werden. Auch innere Gefügeschädigungen, z.B. aufgrund von autogenem Schwinden, können sich negativ auf die Dauerhaftigkeit auswirken.

Im Forschungsinstitut wird untersucht, unter welchen Bedingungen Risse und Gefügeschädigungen in UHPC entstehen und welche Folgen diese Risse für die Dauerhaftigkeit haben können. Es soll insbesondere die Möglichkeit einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion und einer sekundären Ettringitbildung untersucht werden. Außerdem soll die Frage beantwortet werden, ob und unter welchen Bedingungen es zu einer Selbstheilung der Risse kommen kann.

Das Forschungsprojekt "Dauerhaftigkeit von Ultrahochfestem Beton" ist Teil des Schwerpunktprogramms "Nachhaltiges Bauen mit ultra-hochfestem Beton" der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).