Sulfatwiderstand von Beton: verbessertes Verfahren basierend auf der Prüfung nach SIA 262/1, Anhang D

• Forschungsstelle: ASTRA SBT
• Projektnummer: FGU2010/001
• Projekttitel Englisch: Sulphate resistance of concrete: improved method based on the test according to SIA 262/1, appendix D:

Schlüsselwörter (Deutsch)

Sulfatwiderstand, Beton, Prüfung, Bergwasser, Untertagebau, Dauerhaftigkeit

Schlüsselwörter (Englisch)

Sulfate resistance, concrete, testing, ground water, tunnelling, durability

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Die zentrale Bedeutung von Untertagebauwerken für das Verkehrsnetz und die Energiegewinnung durch Wasserkraft ist unbestritten. Diese Bauten können durch die Interaktion von Beton mit sulfathaltigem Bergwasser geschädigt werden, was mit einer entsprechenden Reduktion der Lebensdauer einhergeht. Solche Fälle sind unter anderem innerhalb eines von der Empa durchgeführten ASTRA-Projektes über die Wechselwirkung von Bergwasser mit Beton dokumentiert worden. Deshalb sind wirkungsvolle Betonkonzepte als vorbeugende Massnahme (unter Umständen in Kombination mit Abdichtungssystemen) zwingend. Die Prüfung dieser Betonkonzepte ist zurzeit nicht zufriedenstellend möglich, weil die Aussagekraft der mit dem Verfahren nach SIA 262/1 erhobenen Resultate ungenügend ist, wie das im laufenden Projekt FGU 2007/002 gezeigt wird (vgl. Zwischenbericht im Anhang). Dies hat zur Folge, dass aufgrund der aktuellen Prüfung optimierte Betonkonzepte mit einer grossen Unsicherheit bezüglich Dauerhaftigkeit behaftet sind und kostenintensive Folgeschäden wahrscheinlich sind. Das verbesserte Verfahren soll die Aussagekraft der Prüfung massgeblich erhöhen und damit die Wahrscheinlichkeit von Folgeschäden durch Betonkonzepte verringern, welche anhand von falschen Kriterien optimiert wurden.

Das verbesserte Verfahren soll mit einer Matrix von Sulfatwiderstandsprüfungen an Beton in Kombination mit mikrostrukturellen und chemischen Analysen zuerst optimiert und anschliessend validiert werden, damit ein griffiges Werkzeug zur Optimierung von Betonkonzepten und zur Reduktion der Wahrscheinlichkeit von Sulfatschäden an Untertagbauwerken zur Verfügung steht.

Kurzbeschreibung (Englisch)

The vital importance of tunnel systems for traffic and energy production using water-power is undisputed. These concrete structures can be damaged by an interaction with sulfate-bearing groundwater leading to a decreased service life. Cases of such interactions have been documented for example in an ASTRA project done at Empa. Therefore, effective concrete concepts preventing damages are mandatory (eventually in combination with sealing systems). Testing such concrete concepts are currently not possible because the usability of the results obtained with the test according to SIA 262/1 is very limited as shown in the current ASTRA project (see provisional report in appendix). As a result, concrete concepts that have been optimized according to the SIA 262/1 test are related to a significant uncertainty concerning durability. Therefore, expansive repair work necessary in the future is probable. The improved test procedure will increase the meaningfulness of the results considerably. Moreover, the probability of damages caused by concrete concepts optimized according to wrong criteria will be decreased.

The improved test will be optimized and validated afterwards using a matrix of sulfate tests in combination with microstructural and chemical analysis. The test will be a valuable tool to optimize concrete concepts and it will help to decrease the probability of sulfate related damages in tunnel systems.

Projektbeschreibung (Deutsch)

Tunnelbauwerke stellen zentrale verkehrstechnische Objekte im schweizerischen Strassennetz sowie wichtige Verbindungen in der Nutzung der Wasserkraft und im Schienenverkehr dar. Dementsprechend hoch sind die Anforderungen an solche Objekte während der Nutzungszeit und somit an die Dauerhaftigkeit der verwendeten Baumaterialien.

Bei Betonkonzepten im Tunnelbau muss davon ausgegangen werden, dass es zum Kontakt zwischen Bergwasser und Beton kommt. Bei Tunnels ohne Abdichtungsmassnahmen ist dieser Kontakt unumgänglich. Bei Tunnels mit Abdichtungen können undichte Stellen auftreten und in solchen Bereichen muss der Beton dem Bergwasser Widerstand bieten. Entsprechend ist der Gefährdung des Betons durch sulfathaltige Wässer oder Böden durch eine zweckmässige Tragwerksanalyse, Bemessung, konstruktive Durchbildung und insbesondere durch die Wahl geeigneter Baustoffe zu begegnen.

Untersuchungen der Schädigungsmechanismen bei der Interaktion zwischen Beton und Bergwasser in verschiedenen schweizerischen Tunnels durch die Empa haben gezeigt, dass in allen untersuchten Fällen ein Sulfatangriff präsent war (Romer und Lienemann, 1998 / Holzer, 1999 / Pfiffner und Holzer, 2001 / Romer et al., 2003). Die Gefahr des Sulfatangriffes ist auch bei den Anforderungen und Betonkonzepten für die beiden neuen Alpentransversalen berücksichtigt worden. In der Phase der Eignungsprüfungen wurde die Sulfatprüfung nach AlpTransit Gotthard (ATG) eingesetzt, welche zwei Jahre dauert. Um den Sulfatwiderstand von Beton während der Ausführung in relativ kurzer Zeit prüfen zu können, wurde ein entsprechender Schnelltest mit Sulfateintrag durch Trocknungs- und Tränkungszyklen entwickelt (Studer, 2001), dessen Aussage mit der ATG-Prüfung teilweise korreliert. Diese verkürzte Prüfung wurde in leicht abgeänderter Form in die SIA 262/1 (2003) übernommen. Die Prüfung gemäss SIA 262/1 hat gegenüber der ATG-Prüfung neben der kürzeren Prüfdauer (28 Tage anstatt 2 Jahre) den weiteren Vorteil, dass die Sulfataufnahme während der Prüfung bekannt ist. Die Aussage der Sulfatprüfung ist - wie bei jedem anderen Performance-Test auch - dass bei einer positiven (guten) Beurteilung in der Prüfung die Wahrscheinlichkeit für einen grossen Schaden am Objekt gering ist.

Nachdem dieses Prüfverfahren schon einige Jahre verwendet wurde, lagen ausreichend Erfahrungen vor. Es traten verschiedene Problempunkte auf, die im laufenden Projekt FGU 2007/002 abgeklärt wurden. Nun zeigt es sich, dass verschiedene dieser Problempunkte direkt mit dem Verfahren selbst, insbesondere aber auch mit der Art der Auswertung der Messgrössen im Zusammenhang stehen. Die zentralen Erkenntnisse aus dem laufenden Projekt sind:

· aktuelle Sulfatprüfung nach SIA 262/1 führt bei Normalbeton zu keinen aussagekräftigen Werten.

· tiefer w/z-Wert wirkt sich negativ aus: steht im Widerspruch zu den Ergebnissen von Langzeitversuchen.

· Zementleimvolumen wirkt sich stark auf die Dehnung aus.

· Zeit in der Sulfatlösung scheint für die Ettringitbildung zu kurz zu sein.

· Sulfateintrag bei dichten Betonsystemen ist sehr gering.

Die offensichtliche Schlussfolgerung aus diesen Erkenntnissen ist, dass mit der aktuelle Prüfung das Ziel eines griffigen Werkzeugs zur Optimierung von Betonkonzepten und damit der Reduktion der Wahrscheinlichkeit von Sulfatschäden an Untertagbauwerken zumindest für Normalbeton nicht erreicht werden kann. Während der experimentelle Teil der Prüfung grundsätzlich den Erwartungen entsprechende Resultate liefert, führt insbesondere die anschliessende Auswertung beim Normalbeton zu Widersprüchlichen Ergebnissen. Entsprechend besteht ein dringender Handlungsbedarf. Wie dem beiliegenden Zwischenbericht entnommen werden kann, führt eine Adaption des Verfahrens wie auch der Auswertung zu einer verbesserten Aussagekraft der Prüfresultate. Im Wesentlichen wird dabei nur noch die effektiv gemessene Dehnung beurteilt. Zusätzlich ist zur Verlängerung der für die chemische Reaktion zur Verfügung stehenden Zeit nach den vier Trocknungs- und Tränkungszyklen eine vierwöchige Zusatzlagerung vorgesehen. Dies bedeutet, dass wesentliche Bestandteile des experimentellen Verfahrens wie zum Beispiel die Prüfkörperdimension oder die Tränkungs- und Trocknungszyklen für den beschleunigten Sulfateintrag, sowie die Messgeräte für die Bestimmung der Expansion inkl. der weiteren notwendigen Laboreinrichtung übernommen werden könnten. Es gilt nun, das abgeänderte Verfahren zu optimieren und zu validieren. Dazu müssen neue Experimente durchgeführt werden. In deren Gestaltung fliessen auch die neusten internationalen Forschungsresultate mit ein (z. Bsp. El Hachem et al., 2009 / Müllauer et al., 2009 / Sarkar et al., 2009). Die wie schon im laufenden Projekt vorgesehene Kooperation zwischen Empa und VersuchsStollen Hagerbach AG ermöglicht es zudem, erste Abschätzungen der Vergleichbarkeit und der Wiederholbarkeit des Verfahrens abzuleiten.

In einer zurzeit laufenden Dissertation an der Empa über den Einfluss der Zusammensetzung der Sulfatlösung auf den Schädigungsgrad werden Langzeitversuche an Zementstein und Mörtel durchgeführt. Deshalb besteht die Möglichkeit, die Ergebnisse des verbesserten Prüfverfahrens mit denen der Langzeitversuche zu vergleichen. Auf Langzeitversuche innerhalb des beantragten Projektes kann somit verzichtet werden.

Erwartete Erkenntnisse/ Nutzen, Nutzniesser (Deutsch)

Mit der Verbesserung des Verfahrens ist es möglich, den Sulfatwiderstand von Beton mit einer Kurzzeitprüfung zu bestimmen. Dadurch wird die korrekte Risikobeurteilung der Bauherren mit den entsprechenden Kostenfolgen sichergestellt.

Auf die Anforderungen abgestimmte Betonkonzepte können zuverlässiger im Rahmen der Vorversuche beurteilt und optimiert werden.

Für die Bauherren ist somit ein doppelter Nutzen vorhanden, indem das Risiko für grosse Instandsetzungskosten über die Nutzungsdauer verkleinert wird und bei der Erstellung der Objekte durch angemessene Konzepte die Erstellungskosten minimiert werden.

Methoden (Deutsch)

Das Projekt wird in vier Phasen durchgeführt:

Phase 1:

Wie sich im laufenden Projekt gezeigt hat, ist der Sulfateintrag bei dichten Betonsystemen bei der aktuellen Normprüfung sehr gering. Der Grund liegt darin, dass dichte Betonsysteme trotz der kleinen Prüfkörperabmessung bei der nach Norm vorgesehenen Trocknung noch sehr viel Wasser enthalten. Dadurch ist der Sulfateintrag durch kapillares Saugen sehr gering. Durch die vorgesehene Zusatzlagerung ist es nun möglich, die anfänglichen Trocknungs- und Tränkungszyklen zu optimieren. An Betonmischungen mit einem Bindemittel und drei verschiedenen w/z-Werten werden deshalb verschiedene Kombinationen von Trocknung und Tränkung in Sulfatlösung untersucht. Dabei wird das Trocknungsverhalten und die Massenänderung der Prüfkörper in Funktion der Zeit bestimmt. Zusätzlich werden mittels Elektronenmikroskopie die Schwefelprofile bestimmt und daraus das optimale Lagerungsregime für die angepasste Sulfatwiderstandprüfung abgeleitet.

Phase 2:

In der Praxis kommt der Beton in den meisten Fällen nicht mit einer reinen Natriumsulfatlösung in Kontakt, sondern es sind fast immer auch Magnesiumionen vorhanden. Verschiedene Bindemittel verhalten sich jedoch ganz unterschiedlich bezüglich dieser verschiedenen Ionen in der Lösung. Mit dem in Phase 1 bestimmten Lagerungsregime wird deshalb untersucht, welche Lösung in der angepassten Sulfatwiderstandsprüfung verwendet werden soll. Dazu werden Betone mit drei verschiedenen w/z-Werten und zwei verschiedenen Bindemitteln, welche sich bekannterweise unterschiedlich bezüglich der verwendeten Prüflösungen verhalten, hergestellt. An diesen Betonen wird eine angepasste Sulfatwiderstandsprüfung (optimierte Vorlagerung und vierwöchige Zusatzlagerung) mit folgenden Prüflösungen durchgeführt:

- reine Natriumsulfatlösung, wie sie in der aktuellen Normprüfung verwendet wird

- reine Magnesiumsulfatlösung

- Gemisch aus Natriumsulfat und Magnesiumsulfat

Zusätzlich zu den gemessenen Längen- und Massenänderungen wird der dynamische E-Modul gemessen, da insbesondere beim Magnesiumsulfat eine Schädigung nicht zwangsläufig mit einer grossen Dehnung einhergeht. Mittels Elektronenmikroskopie werden zudem die Reaktionsprodukte bestimmt. Aus diesen Untersuchungen wird dann die für die angepasste Sulfatwiderstandsprüfung zu verwendende Prüflösung abgeleitet.

Phase 3:

Mit dem in Phase 1 optimierten Lagerungsregime und der in Phase 2 bestimmten Prüflösung wird die angepasste Sulfatwiderstandsprüfung mit anschliessender vierwöchiger Zusatzlagerung validiert. Dazu wird in einer Prüfmatrix unterschiedlicher Betone mit drei verschiedenen w/z-Werten und ca. fünf verschiedenen Bindemitteln jeweils der Sulfatwiderstand mit der angepassten Prüfmethode bestimmt. Um den Einfluss des Bindemittelleimvolumens abzuklären, werden von einem mittleren w/z-Wert zusätzlich von jedem Bindemittel ein Normalbeton mit erhöhtem Leimvolumen und ein SCC mit hohem Leimvolumen hergestellt und daran der Sulfatwiderstand geprüft.

Um die bei Betonprüfungen zentrale Frage der Vergleichbarkeit und Wiederholbarkeit beurteilen zu können, werden in dieser Phase von ca. 10 – 12 Betonmischungen Vergleichsversuche mit der VersuchsStollen Hagerbach AG durchgeführt. Daraus sollen Erkenntnisse gewonnen werden, ob mit der angepassten Prüfung bei einem späteren Ringversuch mit mehreren Prüflabors (z.B. VAB) überhaupt eine Chance besteht, die zurzeit grossen Streuungen zu reduzieren.

Bei ausgewählten Mischungen werden der dynamische E-Modul in Funktion der Lagerungsdauer sowie Schwefelprofile und entstehende Mineralphasen mittels Elektronenmikroskopie bestimmt.

Von den verschiedenen Betonsorten werden zur Charakterisierung und Beurteilung der Resultate der Sulfatiwderstandsprüfung zudem die Druckfestigkeit und der Sauerstoffdiffusionskoeffizient bestimmt.

Phase 4:

Auswertung und Beurteilung der Resultate aus Phase 3. Auf der Basis dieser Auswertung werden eine neue Prüfanleitung und mögliche Grenzwerte für hohen Sulfatwiderstand formuliert.

Wie schon im laufenden Projekt wird auch das Folgeprojekt in Kooperation zwischen Empa und VersuchsStollen Hagerbach AG durchgeführt. Die Projektleitung und der Hauptteil der Arbeiten liegt bei der Empa. Die VersuchsStollen Hagerbach AG führt Sulfatwiderstandsprüfungen im Zuge der Validierung (Vergleichsversuche) durch.

Spezielle Geräte und Installationen (Deutsch)

• Infrastruktur zur Herstellung von Beton unter kontrollierbaren Bedingungen
• Elektronenmikroskopie mit EDX
• Prüfeinrichtung Sauerstoffdiffusion und dynamischer E-Modul

Allgemeiner Stand der Forschung (Deutsch)

Bei einem Sulfatangriff auf Mörtel oder Beton können die Sulfatmineralien Ettringit, Gips und Thaumasit gebildet werden. Die Bildung dieser Mineralien über Lösungs- und Ausfällungsprozesse können zu einem Kristallisationsdruck führen (Taylor and Gollop, 1997 / Scherer, 2004). Für die Ettringitbildung wird das im Zement vorhandene Aluminat benötigt. Entsprechend weisen die sogenannt "sulfatbeständigen" Zemente einen tiefen Gehalt an Aluminat auf. Allerdings hat sich gezeigt, dass die "sulfatbeständigen" Zemente eine Sulfatschädigung nicht in allen Fällen verhindern können (Monteiro and Kurtis, 2003). Es ist auch nicht klar, inwieweit das in den beiden Zementklinkerphasen C₃A und C₄AF vorhanden Aluminium der Reaktion zur Verfügung steht (Taylor, 1997 / Lothenbach and Wieland, 2006). Offenbar spielt das C₄AF eine weniger wichtige Rolle als das C₃A (Neubauer et al., 2002). Die Gipsbildung kann zwar zu einer Expansion führen (Kollmann, 1979 (1) / Kollmann, 1979 (2) / Kollmann and Strübel, 1978), scheint jedoch nur bei einem schädigenden Sulfatangriff im Labor einer Rolle zu spielen, da dort die Sulfatkonzentrationen wesentlich höher sind als bei Bauwerken (Bellmann et al., 2006 / Koch and Steinegger, 1960 / Wittekind, 1960). Thaumasit kann sich in Beton mit tiefem und hohem Aluminatgehalt des Zementes bilden (Blanco-Varela et al., 2006 / Brown and Hooton, 2002 / Nobst and Stark, 2003). Wichtig ist, dass bei der Thaumasitbildung neben dem Sulfat auch eine Calciumquelle vorhanden sein muss (Thaumasite Expert Group, 1999 / Bensted, 1999 / Crammond, 1985 / Bensted, 2000 / Crammond and Halliwell, 1995). Diese Quelle kann entweder der im Zement vorhandene Kalksteinanteil oder eine kalkhaltige Gesteinskörnung sein. Zur Bildung von Thaumasit bestehen zwei Theorien: entweder wird er direkt gebildet oder seiner Entstehung geht die Bildung von Ettringit voraus ("Woodfordite-Bildung"). Neuste Ergebnisse weisen darauf hin, dass die zweite Variante zutrifft (Schmidt, 2009).

In verschiedenen Forschungsprojekten wurden Aspekte der Sulfatschädigung bei Laborprüfungen untersucht. Diese Laborprüfungen weisen jedoch zum Teil beträchtliche Unterschiede zum Verfahren nach SIA 262/1 auf, weshalb die Übertragbarkeit der Resultate nicht gewährleistet ist. Entsprechend besteht bei der Prüfung des Sulfatwiderstandes nach SIA ein Forschungsbedarf. Eine Normprüfung für Beton ist auf europäischer Ebene zudem nicht vorhanden und in absehbarer Zeit auch nicht zu erwarten.

Sowohl bei Laborprüfungen als auch bei Bauwerken treten Schäden durch eine Bildung von expansivem Ettringit auf. Neben Ettringit kann auch Thaumasit gebildet werden (Schmidt, 2007). Es hat sich allerdings gezeigt, dass das Sulfat zuerst mit den Aluminatphasen reagiert und Ettringit gebildet wird (Schmidt, 2008 / Leemann und Loser, 2010). Erst wenn kein verfügbares Aluminat mehr vorhanden ist, setzt die Thaumasitbildung ein. Dies bedeutet, dass einer Thaumasitschädigung immer zuerst eine Etttringitschädigung vorausgeht. Folglich kann in einer Laborprüfung, bei der eine Expansion durch Ettringitbildung verursacht wird, der Sulfatwiderstand eines realen Betonsystems grundsätzlich abgebildet werden.

Wie neuste Erkenntnisse aus der Forschung zeigen, kommt neben dem Sulfatgehalt der angreifenden Lösung auch der Präsenz von weiteren Ionen eine zentrale Bedeutung zu (Kunther et al., 2009a und b). Ist Bikarbonat in der angreifenden Lösung vorhanden, kann es zu der oberflächlichen Bildung einer Calcitschicht kommen. Diese vermindert den Eintrag von Sulfat und damit die Expansion erheblich (Kunter et al., 2009a). Allerdings ist dies nur bei statischen Bedingungen, das heisst stehendem Wasser, von Bedeutung. In der Tunnelrealität ist der Beton normalerweise fliessendem Wasser ausgesetzt, was mit einem Auslaugen einhergeht, was die Bildung einer solchen Calcitschicht verunmöglicht. Hingegen von grosser Bedeutung ist das Vorkommen von Magnesium im Bergwasser. Laboruntersuchungen zeigen, dass eine Magnesiumsulfatlösung zwar weniger Expansion verursacht als die üblicherweise verwendete Natriumsulfatlösung, dass sie aber zu einem erheblichen, zum Teil sogar vollständigen Festigkeitsverlust des zementösen Baustoffs führt (Al-Amoudi et al., 1995). Brisanterweise sind Zemente, die bei einem Angriff durch Natriumsulfatlösung eine hohe Beständigkeit aufweisen, besonders anfällig bei einem Angrifff durch Magnesiumsulfat (Al-Amoudi et al., 1995 / Kunther et al., 2009b). Deshalb gilt es abzuklären, ob eine Prüfung des Sulfatwiderstandes von Beton mittels einer Natriumsulfatlösung genügend ist oder ob zusätzlich die Verwendung einer Magnesiumsulfatlösung oder allenfalls einer gemischten Lösung notwendig ist. Analysen von Bergwasser in der Schweiz zeigen auf alle Fälle das Vorkommen sowohl von Natrium- als auch Magnesiumsulfat (Pfiffner und Holzer, 2001).

Wegen der CO₂-Problematik sind die Zementproduzenten gezwungen, ihre Produktepalette anzupassen. Deshalb kommen gegenwärtig neue Zemente auf den schweizerischen Markt. Eine veränderte Zusammensetzung der Zemente kann sowohl einen positiven als auch negativen Einfluss auf die Sulfatbeständigkeit haben (Lipus und Punkte, 2004). Da diese Zusatzstoffe gleichzeitig dichtend wirken können, ist zu untersuchen, ob in der Auswertung der verbesserten SIA-Prüfung von der Zementchemie abhängige Korrekturen vorgenommen werden müssen.

Im Zusammenhang mit der Einführung der aktuellen Prüfung des Sulfatwiderstandes und einer möglichen Verbesserung dieser Prüfung muss auch deren geschichtliche Entwicklung berücksichtigt werden. Die Prüfung des Sulfatwiderstandes nach SIA 262/1 beruht im Wesentlichen auf der Korrelation zur zwei Jahre dauernden Prüfung des Sulfatwiderstandes nach der Methode ATG = AlpTransit Gotthard AG (Projektleitung Gotthard, 1996). Für diese Methode ATG wurde eine umfangreiche Literaturstudie durchgeführt, die die möglichen Schadensmechanismen am Bauwerk mit der Prüfung auf theoretischer Basis vergleicht (Paglia und Studer, 2000). Die Studie kommt zum Schluss, dass nur in wenigen Punkten Übereinstimmungen zwischen der ATG-Prüfung und den Verhältnissen am Bauwerk bestehen. Die Prüfergebnisse sind deshalb nur schwer interpretierbar und lassen auch nur beschränkte Aussagen über den Sulfatwiderstand am Bauwerk zu.

Bei der Erarbeitung der Kurzprüfung, welche später in leicht abgeänderter Form in die SIA 262/1 aufgenommen wurde, wurden bereits umfangreiche Versuche mit unterschiedlichen Betonsorten durchgeführt (Studer, 2001 / Holzer, 2001), die jedoch einen hohen Zementgehalt aufwiesen (Spritzbetonmischungen). Das Augenmerk wurde dem damaligen Auftrag entsprechend im Wesentlichen auf die Korrelation zur ATG-Prüfung gelegt (Verwendung der gleichen Betonmischungen). Die Ursachen für die Expansion wurden lediglich punktuell untersucht. „Ausreisser“, die aufgetreten sind, konnten entsprechend auch nicht erklärt werden.

Projektziele (Deutsch)

Eine Prüfung der Tauglichkeit von Betonkonzepten gegenüber einem Sulfatangriff muss für Untertagbauwerke gewährleistet sein. Seit 2003 ist in der SIA 262/1 ein Verfahren zur Prüfung des Sulfatwiderstandes definiert. Weil bezüglich dieses Verfahrens das Wissen über die massgebenden Grössen und die Aussagekraft der Resultate fehlten, wurde vom ASTRA 2008 ein Projekt bewilligt, um die Anwendbarkeit des Verfahrens abzuklären. In diesem laufenden Projekt hat sich nun nach dem Abschluss der experimentellen Untersuchungen und ihrer Auswertung gezeigt, dass insbesondere die Auswertung der Messgrössen wie teilweise auch das Verfahren selbst für Normalbeton nicht zielführend sind (vgl. Zwischenbericht im Anhang). Die Erkenntnisse aus dem laufenden Projekt zeigen jedoch einen möglichen Weg für eine Adaption des Verfahrens auf. Dieses verbesserte Verfahren ist allerdings noch zu optimieren und es ist zwingend, dass eine solche Veränderung der Prüfmethode mit entsprechenden Experimenten validiert wird. Die Ziele dieses Nachfolgeprojektes sind:

· Validierung des adaptierten Verfahrens unter Einbezug

Ø der Optimierung des Sulfateintrages während der Prüfung

Ø des Einflusses der Beton- und Lösungszusammensetzung

Ø des Erfassens der chemischen und physikalischen Abläufe während der Prüfung

Ø der Definition der Prüfanweisung und Auswertung

der Definition und Verifikation eines Grenzwertes

Projektziele (Englisch)

The usability of a test determining the sulfate resistance of concrete exposed in the tunnel environment has to be ensured. In 2003 such a test was defined in the SIA 262/1. Because the decisive parameters influencing the test results were poorly understood and the usability of the test had to be clarified, a project financed by ASTRA was started in 2008. After finishing the experimental part and analysing the results of this current project, it became clear that the procedure and data analysis according to SIA 262/1 are of limited value (see provisional report in appendix). However, the results of the current project show a way how to adapt the test. Such an improvement has to be optimized and validated with experiments. The goals of the follow-up project are:

· adaptation of the test procedure with

Ø optimisation of the sulfate ingress

Ø determining the influence of concrete composition and sulfate solution composition

Ø analysis of chemical and physical processes during the test

Ø definition of test procedure and data analysis

definition and verification of limit value for expansion

Forschungsplan (Deutsch)

siehe Tabelle unten.

Zugehörige Dokumente

• Tabelle.pdf [PDF] 72 kB

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Die Resultate aus dem laufenden Projekt zeigen, dass eine Revision der SIA 262/1 Anhang D unumgänglich ist. Die Erkenntnisse aus dem Nachfolgeprojekt soll die Grundlage für die Anwendung eines verbesserten Verfahrens sein, dass vorgängig durch eingehende Untersuchungen validiert wurde. Letzteres ist eine wichtige Voraussetzung für die Einführung/Änderung jedes normierten Verfahrens, die bei der Einführung der aktuellen Prüfung nicht erfüllt wurde.

Berichtsnummer (Deutsch)

1416

Literatur (Deutsch)

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