Verhalten verschiedener Gesteine unter beschleunigenden Bedingungen in AKR-Prüfverfahren

Mit dem ARS 04/2013 wurde durch das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) ein Maßnahmenpaket verabschiedet, welches unter anderem Prüfverfahren zur Vermeidung von Schäden infolge Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) in neu gebauten Fahrbahndecken aus Beton für Bundesfernstraßen (Feuchtigkeitsklasse WS) empfiehlt. Das ARS 04/2013 regelt die Vorgehensweise bei der Bewertung der Alkaliunempfindlichkeit von groben Gesteinskörnungen in entsprechenden Betonrezepturen.

Erfahrungen bei der Anwendung dieser Regelungen in Regionen mit nachgewiesenen Schadensfällen haben gezeigt, dass die Prüfungen mittels 60°C Betonversuch und FIB-Klimawechsellagerung geeignet sind, grobe Gesteinskörnungen mit AKR-Schädigungspotential sicher zu erkennen. Mit Einführung des ARS 04/2013 sind die zuvor genannten Nachweisinstrumente nun auch in Regionen anzuwenden, aus denen nach Aussage der Länderverwaltungen keine Schäden bekannt sind. Unklar ist, ob die Erfahrungen mit den Prüfverfahren uneingeschränkt auf alle Regionen Deutschlands und die entsprechenden Gesteinskörnungen übertragen werden können.

Vor diesem Hintergrund soll das Projekt grundlegende Erkenntnisse über das Verhalten verschiedener Gesteine unter den beschleunigenden Bedingungen innerhalb der AKR-Prüfverfahren generieren. Hierbei gilt es, mit unterschiedlichen Prüfverfahren eine konsistente Beurteilung der Alkaliunempfindlichkeit von Gesteinskörnungen bzw. Betonen in der Feuchtigkeitsklasse WS zu erreichen und gegebenenfalls nicht AKR-bedingte Treibreaktionen (z. B. Sonnenbrennereffekt an Basalt) verlässlich zu charakterisieren. Weiterhin gilt es, zu bewerten, inwiefern die beobachteten Effekte für die Praxis von Bedeutung sind oder ob diese ausschließlich auf die beschleunigenden Prüfverfahren zurückzuführen sind. Einerseits könnte es sich um untersuchungsbegleitende Prüfartefakte handeln, die durch Besonderheiten der Gesteinskörnung (chemische und mineralogische Zusammensetzung, Korngefüge, Freisetzung von Alkalien aus der Gesteinskörnung) unter diesen Prüfbedingungen verstärkte Dehnungen am Probekörper auftreten ausgelöst werden. Diese müssen jedoch nicht zwangsläufig einer im Prüfkörper ablaufenden AKR zugeordnet werden. Andererseits kann auch ein tatsächliches AKR-Schädigungspotential vorhanden sein, welches durch die Prüfung erkannt und hinreichend bewertet werden muss.

Die Forschungsergebnisse sollen dazu beitragen, Gesteinskörnungen zur Verwendung in Betonen der Feuchtigkeitsklasse WS gleichermaßen sicher wie praxisgerecht zu beurteilen. Es soll gewährleistet werden, dass das bislang erreichte Sicherheitsniveau nicht verlassen wird ohne dabei jedoch brauchbare, lokal verfügbare Gesteinskörnungen auszuschließen.

Förderer

Das IGF-Vorhaben 19077 BG der Forschungsvereinigung VDZ gemeinnützige GmbH – VDZ gGmbH, Tannenstraße 2, 40476 Düsseldorf wird 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.