Bei Betonen, deren Zuschläge alkalireaktive Kieselsäure enthalten, können unter bestimmten Voraussetzungen wie hoher Feuchte und hohem Gesamtalkaligehalt des Betons Gefügeschäden infolge einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) auftreten. Diese schädigende Treibreaktion wurde bei Betonbauwerken des Verkehrswasserbaus im Küstenbereich, vereinzelt aber auch im Mitteldeutschen und Südwestdeutschen Raum festgestellt.
Seit STANTON im Jahr 1940 die betonschädigende Bildung von Natrium- und Kaliumoxid enthaltenden Kieselsäuregelen und die damit verbundenen Rissbildungen an Betonen beobachtete, sind viele Untersuchungen durchgeführt worden, um einen tieferen Einblick in den Mechanismus dieser mit Treiberscheinungen verbundenen Reaktion zu erhalten. Erst 1993 gelang es CONG mit Hilfe von 29Si Kernresonanz-(NMR)-Untersuchungen zu zeigen, daß Kaliumhydroxid mit dem SiO2 im Mineral Opal unter Bildung von Alkalischichtsilicaten reagiert.
Sowohl für die im Rahmen der Schadensdiagnose durchzuführende Bestimmung des Restreaktionspotentials geschädigter Betonbauwerke als auch für die Zuschlagprüfung im Vorfeld von Neubaumaßnahmen werden Probekörper für mehrere Monate bei rd. 100 % rel. Feuchte und mehr als 40°C in einer Nebelkammer gelagert. Während dieser Lagerung werden die infolge von Treiberscheinungen auftretenden Dehnungen und inneren Gefügestörungen sowie die ggf. auftretenden Rissbildungen und Gelausscheidungen erfasst und bewertet. Darüber hinaus werden im Anschluss an die Nebelkammerlagerung aus den Proben An- und Dünnschliffe entnommen, um unter dem Mikroskop die Rissursachen, die reaktiven Zuschlagbestandteile sowie ggf. vorhandene Gelbildungen näher zu klassifizieren.*)
Die Firma Schleibinger hat mit AKR Truhe ein Gerät entwickelt, welches erlaubt die Betonproben bei einer Temperatur von 60°C (einstellbar 20°C ..70°C ) bei einer Luftfeuchtigkeut von nahezu 100% über Wasser zu lagern. Die AKR-Truhe arbeitet nach dem sog. -Französischem Prüfverfahren- Norm NF P18-454 (Décembre 2004) : Béton - Réactivité d'une formule de béton vis-à-vis de l'alcali-réaction - Essai de performance - Reaktivität einer Betonformel auf Alkali-Reaktion - Leiststungsprüfung. bzw. nach der RILEM Testmethode TC 101-ARP AAR-4 -Detection of Potential Alkali-Reactivity- Accelerated method for testing aggregate combinations using concrete prisms - und ist als kompakte und preiswerte Alternative zur Nebelkammerlagerung, in die neue Alkali-Richtlinie aufgenommen worden.
Bestell Nr. K0001
Optional stellt eine integrierter leistungsfähiger Hochdruck-Nebelerzeuger, auch bei niedrigen Temperaturen eine Luftfeuchtigkeit nahe 100% sicher. Mit einer 20 bar Hochdruckpumpe und speziellen Edelstahl-Nebeldüsen wir zusätzlich ein Feinstnebel erzeugt. Die Tröpfchengröße ist <= 30µm. Die Nebelfunktion ist über die Steuerung in Dauer und Intensität frei einstellbar. Maximal werden 1,2 l pro Stunde vernebelt. Lieferung inklusive Ersatzfilterpatronen. Garantie auf Pumpe 2 Jahre.
AKR Nebelsystem | K0003 |
Innenmaße (L x B x H): 280 x 130 x 400
Ausführung aus 1,5 mm Edelstahl, durchgehend verschweißt, vollflächig gebeizt und passiviert. Deckel mit Kondenswasser-Abtropfblech. Inkl. herausnehmbarer Gitterrost für Betonproben auf 50 mm Höhe. Probenabstandshalter auf 260 mm Höhe aus Rundstangen mit dem Durchmesser von 10 mm. 2 Griffe (Durchmesser = 10 mm) an der Längsseite.
Bestell-Nr. K002
zur Herstellung eines Betonprismas 75x75x280 mm. Gefertigt aus 10 mm Edelstahl.
Bestell-Nr. K0113
zur Bestimmung der Längenänderung von Betonprismen 280x75x75 mm oder Zylinder 300 x 150 mm. Pfanne im Sockel zur Aufnahme einer 10 mm Kugel. Digitaler Messtaster mit 10 mm Kugel als Prüfspitze. Ablesung 0,0005 mm, Fehlergrenze 0,0025 mm, Vergleichskörper 280 mm oder 300 mm aus Karbonfaser. Andere Aufnahmen und Maße optional.
Bestell-Nr. S0111.
14 mm Sechskant x 16 mm. Zentralbohrung M5 mit Senkung 9 mm x 45°. Material Edelstahl 1.4571 / V4A.
Bestell-Nr. S0115.
Einfluss der Zemente (Quelle: VDZ)
Grundlagen Alkali-Kieselsäure-Reaktion
In der Zeitschrift beton 12/2006 sind zwei weitere Aufsätze zum Thema AKR erschienen:
Die Bundesanstalt für Straßenwesen bast hat wichtige Hinweise auf Ihre web-site gestell:
Mehrere Veröffentlichungen zum Thema AKR (incl. Zur neuen Richtlinie) in
Beton- und Stahlbetonbau, Volume 102, Issue 8,
Copyright © 2007 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin
Online Zugriff unter: https://onlinelibrary.wiley.com/toc/14371006/102/8
Website des US Amerikansichen Transportministeriums - Federal Higway Administration - zur AKR (in Englisch)
Website von Dr. Hempel, Jena, zum Thema AKR
"Neuausgabe der Alkali Richtlinie - was hat sich geändert?"
Vortrag von Dr. Wiens, DAfStB, 2013 zum Thema.
http://www.dafstb.de/application/Jahrestagungen/wiens.pdf
Praxisgerechte Prüfung der Alkaliempfindlichkeit von Betonen für die Feuchtigkeitsklassen WF und WA in AKR-Performance-Prüfungen
Practical testing of alkali reactivity of concrete compsositions of the WF and WA moisture classes in ASR performance tests
Ingmars Borchers, Christoph Müller, Dosseldorf, beton 10/2014, Seite 403-409
Als Broschüre erschienen:
Bewertung Performance-Prüfverfahren auf AKR bei Einsatz von SFA in Beton
Projektleitung: D. Heinz
Fraunhofer IRB Verlag
ISBN 978 3 8167 7664 2