Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Prüfung des Frost-Tausalz-Widerstandes von Beton für die Expositionsklasse XF2

Betone im Spritzwasser- und Sprühnebelbereich unterliegen im Winter einem kombinierten Frost-Tausalz-Angriff (XF2), dessen Angriffsgrad geringer ist als bei z. B. taumittelbehandelten Verkehrsflächen (XF4-Beton). In der Fachwelt wird Bedarf an einem Prüfverfahren für die Beurteilung von XF2-Betonen gesehen. Bisherige Modifikationen von bestehenden XF4-Prüfverfahren führten häufig zu praxisfremden Verfahren mit hohen Prüfstreuungen und z. T. fehlerhaften Beurteilungen.

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, eine praxisgerechte Methode für die Prüfung des Frost-Tausalz-Widerstandes von XF2-Betonen zu entwickeln. Der Slab-Test und das CDF-Verfahren werden so modifiziert, dass sie für die Bewertung von XF2-Betonen herangezogen werden können. Eine Grundlage bietet hierzu der Schädigungsmechanismus der sogenannten "glue spall"-Theorie. Der Angriffsgrad der Frost-Tausalz-Beanspruchung soll über die Eisschichtdicke abgeschwächt werden. Die weiteren Prüfparameter sollen so gewählt werden, dass eine Anbindung an das Praxisverhalten bei gleichzeitig hoher Präzision gewährleistet werden kann.

Insbesondere für KMU mit stark begrenzten Kapazitäten für F&E und Labor ist die Entwicklung eines Prüfverfahrens für XF2-Betone von Nutzen. Kleinere Unternehmen der Baustoffindustrie können einfacher die Eignung neuer Baustoffe beurteilen. Markteintrittsbarrieren werden abgesenkt und es wird Unternehmen der Transportbeton- und Fertigteilindustrie erleichtert, ihre XF2-Betone zu optimieren. Darüber hinaus können insbesondere mittelständische Zementhersteller (KMU) durch die Ableitung deskriptiver Anwendungsregeln für neue Zemente mit mehreren Hauptbestandteilen bei der Markteinführung unterstützt werden. Die Anwendungssicherheit für die Bauausführenden wird erhöht und das Reklamationsrisiko gesenkt.

Ergebniszusammenfassung:

Im Jahr 2007 wurde von der BASt)ein Laborprüfverfahren für Betone in der Expositionsklasse XF2 veröffentlicht. Hierzu war das CDF-Prüfverfahren XF4 modifiziert worden. Die Anwendung dieses Verfahrens wird von einigen ausschreibenden Stellen mittlerweile gefordert. In eigene Untersuchungen wies das modifizierte CDF-Prüfverfahren relativ hohe Prüfstreuungen auf, die teilweise zu fehlerhaften Eignungsbewertungen führten.

Dies war Anlass zur Untersuchung alternativer Ansätze für die Prüfung von XF2-Betonen auf Grundlage des CDF-Verfahrens und des Plattenprüfverfahrens (Slab-Test). Die Frost-Tausalz-Beanspruchung und die Sättigung des Betongefüges wurden reduziert. Dies gelang im angepassten CDF-Prüfverfahren durch ein schnelles Aufheizen in der Auftauphase und die Reduzierung der Anzahl der Frost-Tauwechsel. Bei dem angepassten Plattenprüfverfahren wurde hierzu auf die seitliche Abdichtung der Probekörper verzichtet und die Anzahl von Frost-Tauwechseln reduziert. Eine wannenartige Vertiefung des Probekörpers verhindert zudem den Verlust von Prüfflüssigkeit. Der Verzicht auf eine wärmedämmende Styrodur- Ummantelung verbesserte den Temperaturübergang zum Probekörper und lässt eine präzisere Steuerung der Probentemperatur zu.

So war in vielen Fällen eine praxisgerechte Bewertung von XF2-Betonen möglich. Es wurde festgestellt, dass sich bei Einhaltung der Mindestdruckfestigkeit entsprechend der Klasse C35/45 ein überwiegend geringes Abwitterungsniveau einstellte. Ausnahme waren zwei Betone mit einem höheren Nachbehandlungsbedarf, für die eine angepasste Vorlagerung vorgesehen. Die Vorlagerung von Betonen mit relativ langsamer Festigkeitsentwicklung bleibt ein Thema, dass es zu klären gilt. Ziel sollte es dabei sein, Diskrepanzen zwischen der Performance im Prüfverfahren und dem Verhalten unter Praxisbedingungen (z. B. übermäßige Carbonatisierung) sicher zu vermeiden. Die prinzipiellen Grundlagen eines Prüfverfahrens für XF2-Betone wurden mit dem Forschungsvorhaben gelegt.