AKR-Schädigungspotenzial von Beton-
decken auf Straßen, Busverkehrs- und Parkflächen im kommunalen Bereich

Viele Verkehrsflächen im kommunalen Bereich werden unter Bezug auf das Allgemeine Rundschreiben Straßenbau Nr. 04/2013 zur Alkaliempfindlichkeit aufgrund der Einordnung in die Belastungsklassen Bk1,8 bis Bk100 der Feuchtigkeitsklasse WS zugeordnet. Die Eignung von Gesteinskörnungen bzw. Betonen für die Feuchtigkeitsklasse WS kann durch eine WS-Grundprüfung oder eine AKR-Performance-Prüfung des Betons nachgewiesen werden. Da in vielen Regionen keine entsprechenden Nachweise vorliegen, ist oftmals kein Transportbeton lieferbar. Die Einstufung WS wurde für Autobahnen (hohe dynamische Belastung und Alkalizufuhr von außen) gewählt. Bei kommunalen Flächen ist aber infolge der geringeren Geschwindigkeit die dynamische Verkehrsbelastung nicht so hoch. Zudem werden im innerstädtischen Bereich oft keine Taumittel eingesetzt, sodass die Alkalizufuhr und das Risiko einer schädigenden AKR im Vergleich zum Autobahnbau geringer ausfallen dürften. Möglicherweise ist die Feuchtigkeitsklasse WA oder eine vergleichbare Zuordnung ausreichend. In diesem Forschungsvorhaben wurden daher Bohrkerne aus Flächen des kommunalen Straßenbaus und Laborbetone mit den für die Feuchtigkeitsklassen WS bzw. WA entwickelten Prüfverfahren geprüft. Aus den Versuchsergebnissen wurden Kriterien erarbeitet, um die Alkaliempfindlichkeit und eine praxisgerechte Zuordnung der Feuchtigkeitsklasse von Betonen im Bereich des kommunalen Straßenbaus zu beurteilen.

Bezeichnung und Baujahr der ausgewählten BauflächeBezeichnung und Baujahr der ausgewählten Baufläche

Im 60 °C-Betonversuch zeigten alle Bohrkerne mit einer Ausnahme Dehnungen unterhalb des Bewertungskriteriums für die Feuchtigkeitsklasse WA. In einem Fall traten Dehnungen über dem Bewertungskriterium auf. Die Fläche ist nach Angaben des Probenbereitstellers im Alter von zehn Jahren ungeschädigt. Der Beton würde aufgrund der Zuordnung der Gesteinskörnung anhand der Nebelkammerprüfung zur Klasse E III-S nicht der Alkali-Richtlinie in der Feuchtigkeitsklasse WA entsprechen. Bei einer Fläche aus dem Seitenstreifen einer Bundesautobahn ist der Splitt ebenfalls E III-S zuzuordnen und darf nach Alkali-Richtlinie bei einem Zementgehalt > 350 kg/m3 nicht in der Feuchtigkeitsklasse WA verwendet werden. Bei einem Zementgehalt bis 350 kg/m3 kann die Gesteinskörnung mit na-Zement verwendet werden. Der Beton der untersuchten lag bei 350 kg/m3 und der verwendete Zement hatte na-Eigenschaft.

Dehnung der Bohrkernhälften/BetonbalkenDehnung der Bohrkernhälften bzw. der Betonbalken nach zehn Zyklen der Wechsellagerung im 60° C-Betonversuch mit Alkali-Zufuhr von außen durch eine 3/10%ige Natriumchloridlösung

Acht von neun Bohrkernen zeigten Dehnungen unterhalb des Bewertungskriteriums für die Feuchtigkeitsklasse WA. Der eine Beton mit Dehnungen oberhalb des Bewertungskriteriums für die Feuchtigkeitsklasse WA wäre aufgrund der Nebelkammerergebnisse einer der verwendeten Gesteinskörnungen nicht WA geeignet gewesen. Die vier Laborbetone zeigten durchgängig Dehnungen unterhalb des Bewertungskriteriums für die Feuchtigkeitsklasse WA. Fünf von neun Bohrkernen erfüllten ebenfalls die Bewertungskriterien für die Feuchtigkeitsklasse WS. Die galt ebenfalls für zwei Laborbetone.

In den untersuchten Fällen erscheint somit die Anwendung der Regeln der Alkali-Richtlinie für die Feuchtigkeitsklasse WA für Fahrbahndecken angemessen. Es wird vorgeschlagen, dass sich bei Betonfahrbahndecken im kommunalen Bereich bis einschließlich der Belastungsklasse Bk10 die AKR-vorbeugenden Maßnahmen zukünftig an der Feuchtigkeitsklasse WA orientieren. Die Betonzusammensetzungen und die Ausgangsstoffe müssen den Anforderungen der Alkali-Richtlinie entsprechen. Die Anforderungen an Zemente nach TL Beton-StB blieben unabhängig von der Feuchtigkeitsklasse bestehen, wenn die Ausschreibung Bezug auf die TL Beton-StB nimmt. Bei Einstufung in die Feuchtigkeitsklasse WA können in bestimmten Fällen für den Zement zusätzlich die Anforderungen der DIN 1164-10 (na-Zement) gelten. Performance-Prüfungen wären dann in den in der Alkali-Richtlinie definierten Fällen oder in Zweifelsfällen durchzuführen.

Vorschlag für die Beurteilung der Feuchtigkeitsklasse von Flächen im kommunalen Bereich im Vergleich zu Bundesfernstraßen gemäß ARSVorschlag für die Beurteilung der Feuchtigkeitsklasse von Flächen im kommunalen Bereich im Vergleich zu Bundesfernstraßen gemäß ARS

Förderer

Das IGF-Vorhaben 18775 N der Forschungsvereinigung VDZ gemeinnützige GmbH – VDZ gGmbH, Tannenstraße 2, 40476 Düsseldorf wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Kontakt

Dr. Christoph Müller

Dr. Christoph Müller

Tel.: (0211) 45 78-351

Fax: (0211) 45 78-219

Projektzeitraum

07/2015 - 12/2017

Veröffentlichungen

Alkali-Kieselsäure-Reaktion im kommunalen Straßenbau

Eickschen, Eberhard; Müller, Christoph

In: Beton (68), 2018, Heft 4, S.447-453

 

Erfahrungen mit AKR-Prüfverfahren - Hinweise zur Ableitung praxisgerechter Bewertungskriterien für Performance und WS-Grundprüfungen.

Müller, Christoph; Borchers, Ingmar; Eickschen, Eberhard

In: Beton (62), 2012, Heft 10, S.397-406


Bewertung der Alkaliempfindlichkeit von Betonen für die Feuchtigkeitsklassen WF und WA.

Borchers, Ingmar; Müller, Christoph

In: Bauhaus-Universität Weimar (Hrsg): 18. Internationale Baustofftagung 12.-15. September 2012, Weimar; Tagungsbericht Bd. 2. - Weimar, 2012 (ibausil: 18), S.327-336