Prüfung und Bewertung des wirksamen Alkaligehalts von Zementen

Langzeitversuche mit Betonprobekörpern im Außenlager des VDZ

Die Eigenschaft „niedriger wirksamer Alkaligehalt“ wird nach DIN 1164-10 vereinfacht anhand des Gesamtalkali- und ggf. des Hüttensandgehalts definiert. Mit einem neuen Konzept will der VDZ ein Prüf- und Bewertungsschema entwickeln, dass den stofflichen Eigenschaften der Zemente noch besser gerecht wird. Bewertungskriterien werden anhand von Porenlösungen aus Zementstein sowie Erfahrungen mit Betonen im Außenlager und in AKR-Performance-Prüfungen abgeleitet.

Ein hoher Widerstand von Betonbauwerken gegen eine schädigende Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) kann bei alkaliempfindlichen Gesteinskörnungen in bestimmten Fällen erreicht werden, wenn Zemente mit einem niedrigem wirksamem Alkaligehalt (na-Zement) eingesetzt werden. Durch die vereinfachte Bestimmung des Gesamtalkaligehalts wird die Wirkung verschiedener Hüttensande und die Wirkung anderer Zementhauptbestandteile wie z. B. Kalkstein (LL) auf den wirksamen Alkaligehalt eines Zements bisher nicht oder nur teilweise erfasst.

Ziel des Forschungsvorhabens
In dem nun begonnenen IGF-Vorhaben 19295 N soll ein Prüf- und Bewertungsschema entwickelt werden, das den stofflichen Eigenschaften der Zemente noch besser gerecht wird. Dazu werden Bewertungskriterien für Zemente in unterschiedlichen Anwendungssituationen - ohne und mit Alkalizufuhr von außen – sowie in Kombination mit unterschiedlich alkaliempfindlichen Gesteinskörnungen (z. B. auch Kriterien für potentielle Alkaliempfindlichkeitsklasse E II-S) abgeleitet.

Ableitung von Bewertungskriterien
CEM I-na-Zemente, Fahrbahndeckenzemente und Laborzemente unterschiedlicher Zusammensetzung werden mit dem Auspress- und dem Lösungsverfahren untersucht. Das Ergebnis ist die Hydroxidionenkonzentration der ausgepressten Porenlösung (Auspressverfahren) und des überstehenden Porenwassers (Lösungsverfahren) von Zementstein, anhand derer der wirksame Alkaligehalt von Zementen bewertet werden soll.

Die ermittelten Hydroxidionenkonzentrationen werden den Ergebnissen aus Betonversuchen im Labor (AKR-Performance-Prüfungen) und der seit 40 Jahren durchgeführten Betonversuche mit Außenlagerung (siehe Bild oben) gegenübergestellt. Auf dieser Grundlage werden Vorschläge für Bewertungskriterien für den wirksamen Alkaligehaltes von Zementen abgeleitet.

Förderer

Das IGF-Vorhaben 19295 N 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.

Kontakt

Dr. Christoph Müller

Dr. Christoph Müller

Tel.: (0211) 45 78-351

Fax: (0211) 45 78-219

Projektzeitraum

01/2017 - 06/2019