In den vergangenen Jahren wurden über ganz Deutschland verteilt Risse in verschiedenen Betonfahrbahndeckenlosen festgestellt, denen in den meisten Fällen keine eindeutige Rissursache zugeordnet werden konnte. Für diese Risse kommen mehrere, sowohl lastabhängige als auch lastunabhängige Ursachen in Betracht, die sich zeitlich und räumlich überlagern können. Dabei werden diese Risse immer wieder mit einer Alkali-Kieselsäure- Reaktion (AKR) in Verbindung gebracht. Es ist jedoch unklar, inwieweit eine solche AKR maßgeblich zur Rissbildung in Betonfahrbahndecken beiträgt. Um dieser Fragestellung näher zu kommen, wurden in Phase I dieses Forschungsprojektes neben gezielten Literaturstudien insbesondere Auswertungen von Bauwerksakten und einschlägige AKR- Untersuchungen an ausgewählten Betonfahrbahndeckenlosen (mit und ohne Rissbildung) durchgeführt. Dabei zeigte sich u. a., dass die Rissbildung tendenziell mit steigender Temperatur bei der Herstellung der Betonfahrbahndecken (über rd. 15-20 Grad C) zunahm. Ebenso war in einem Fall, bei dem sehr ungünstige hygrische Verhältnisse (hoher Grundwasserstand) vorlagen, eine extreme Rissbildung aufgetreten. Zudem konnte bei den Bohrkernproben, die aus bereits rissgeschädigten Streckenlosen entnommen worden waren, eine intensivere AKR festgestellt werden als an Proben, die aus ungeschädigten Streckenlosen stammten, obwohl beide von der Betonzusammensetzung ein vergleichbares AKR-Potenzial aufwiesen. Hieraus ist abzuleiten, dass die eigentliche Rissinitiierung deutlich stärker durch thermische/hygrische Zwangsspannungen sowie Lastspannungen beeinflusst wird als durch eine AKR, Letztere bei Vorhandensein von ersten Rissen (auch Mikrorissen) vor allem zur Schadensausweitung beiträgt. Eine externe Alkalizufuhr führte in den Untersuchungen zu größeren Dehnungen als eine reine Feuchtlagerung ohne solche externe Alkalizufuhr. Besonders ausgeprägt war dieser Dehnungszuwachs wiederum dann, wenn die Proben aus bereits rissvorgeschädigten Streckenlosen stammten. Bei den Bohrkernuntersuchungen zeigten sich auch unterschiedliche Dehnungen und damit ein unterschiedliches AKR-Potenzial für Betone mit verschiedenen Gesteinskörnungen (Granodiorit/Grauwacke, Quarzporphyr), bei denen die übrigen Randbedingungen (insbesondere der Alkalieintrag durch den Zement) gleich waren. Allerdings konnte auch mit Ausnahme eines Streckenloses (BAB A 10 - 8 mit 2,89 kg/m3) Gesamtalkaligehalt) bei Vorhandensein alkaliempfindlicher Gesteinskörnungen keine AKR in schädigendem Ausmaß festgestellt werden, wenn der Gesamtalkaligehalt im Beton unter 3,0 kg/m3 gehalten wurde. Der Originalbericht enthält als Anhänge eine Zusammenstellung der untersuchten Streckenlose, deren Pläne (Anhang A), die Ergebnisse der AKR- Untersuchungen - FIZ (Anhang B), Tabellen der Bohrkernaufnahmen - FIZ (Anhang C), die Ergebnisse der Dünnschliffuntersuchungen - FIZ (Anhang D) sowie die Ergebnisse der mikroskopischen Untersuchungen des FIB (Anhang E). Die Anhänge befinden sich auf der beiliegenden CD-ROM.

    In recent years, cracks have been found in various concrete roadway sections all over Germany, most of which could not be clearly allocated to a specific cause. Both load-dependent and load-independent causes of such cracks, with possible overlaps in space and time, must be considered. A recurring association has been found between these cracks and an alkali/silica reaction (ASR). It is not clear, however, to what extent such an ASR has contributed to the formation of cracks in concrete roadways. To approach this question, Phase I of the research project involved a targeted literature study in addition to the evaluation of construction documentation and relevant ASR investigations carried out on selected concrete roadway sections (with and without cracks). Among other things it was found that the tendency to crack increased with an increase in the temperature at which such concrete roadways were constructed (above approximately 15-20 deg C). There was also one case in which extreme crack formation was associated with very unfavourable hygric conditions (a high groundwater level). The drill core samples taken from previously cracked roadway sections were found to have more intensive ASRs than samples originating from undamaged roadway sections, although both had equal ASR potential from the point of view of concrete composition. It may be deduced from this that actual crack initiation is clearly more influenced by thermal / hygric force-induced and load-induced stress than by an ASR, with the latter mainly contributing to further damage where initial cracking has already occurred. In the investigations, an external alkali supply resulted in greater expansion than mere humid storage conditions without such an external alkali supply. The increase in expansion was particularly noticeable when the samples came from roadway sections previously damaged by cracking. The drill core investigations also showed varying degrees of expansion and thus a different ASR potential for concretes with different aggregates (granodiorite/greywacke, quartz porphyry), with the other marginal conditions (especially the alkali supply resulting from the addition of cement) being equal. With the exception of one roadway section (BAB A 10 - 8 with a total alkali content of 2.89 kg/m3), the existence of alkali- sensitive aggregates did not result in any ASR to an extent that could have caused damage, provided that the total alkali content of the concrete could be kept below 3.0 kg/m3. The original report incorporates appendices detailing the road sections investigated, the plans for them (Appendix A), the results of the ASR investigations - FIZ (Appendix B), tables of drill core pictures - FIZ (Appendix C), the results of the thin section investigations - FIZ (Appendix D) as well as the results of the microscopic FIB investigations (Appendix E). The appendices may be found on the attached CD-ROM.


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    Titel :

    Rissbildung an Fahrbahndecken aus Beton: Auswirkungen von Alkali-Kieselsäure-Reaktionen (AKR) - Phase 1. In-situ-Untersuchungen an Fahrbahndecken aus Beton mit/ohne Risse


    Weitere Titelangaben:

    Crack formation in pavements made of concrete: Effects of alkali-silica reactions (ASR) - Phase 1. In-situ investigations on road pavement batches made of concrete with and without cracks


    Beteiligte:

    Erschienen in:

    Erscheinungsdatum :

    2010


    Format / Umfang :

    113 Seiten, 178 Bilder, 40 Tabellen, 77 Quellen




    Medientyp :

    Report


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch