Beton ist der Baustoff der Zukunft. In den letzten Jahrzehnten hat dieses Baumaterial eine enorme technologische und qualitative Weiterentwicklung durchlaufen. In der zunehmenden Belastung des Verkehrs, der Vielzahl neuartiger Techniken und Bauweisen, aber auch am eben genannten gewachsenen Anspruch an Architektur und konstruktiven Vorgaben sind die Ursachen des enormen Bedarfs an leistungsfähigen Betonen zu suchen. Nicht nur Güte-Eigenschaften wie die zum Teil sehr großen Festigkeiten sollen diese Leistungsfähigkeit wiederspiegeln. Hohe Erwartungen werden ebenfalls an die Dauerhaftigkeit des Materials gestellt, da sie maßgeblich die Nutzungsdauer eines Bauwerks bestimmt. Die europäische Betonnorm, Grundlage der Planung dauerhafter Betonbauwerke, geht von einer mittleren Nutzungsdauer von 50 Jahren aus, die jedoch durch eine Vielzahl von Einwirkungen drastisch herabgesetzt werden kann. Gerade Umwelteinflüsse gewinnen in den kommenden Jahren durch die fortschreitenden Klimaveränderungen zunehmend an Bedeutung. In Mitteleuropa spielt dabei in der Winterperiode weniger die absolute, zumeist geringe Frosttemperatur eine Rolle, als vielmehr die häufig auftretenden Wechsel von Gefrier- und Auftauvorgängen (Frost-Tau-Wechsel) im Bereich des Nullpunktes. Verkehrswege werden in der Winterperiode aus Gründen der Sicherheit und Mobilität schnee- und eisfrei gehalten. Die Folge ist eine zusätzliche Belastung der Betone im Bereich des Brücken-, Straßen- und Flugplatzbaus, aber auch der Betonwerkstoffe, wie Plattenbeläge und Pflastersteine, durch den Einsatz von organischen Taumitteln in Form von technischen Harnstoffen wie Urea oder Frigantin und anorganischen Tausalzen wie Natriumchlorid. Hinzu kommen eine Vielzahl an weiteren Belastungen durch gasförmige Stoffe wie Kohlendioxide oder Chloride, Alkalien und Sulfaten in vielen Bereichen des Ingenieurbaus, Straßen- und Wasserbaus. Die stetig steigenden und in einer Vielzahl vorhandenen Einwirkungen auf den Beton haben zum Teil sehr komplexe Schadensbilder zur Folge. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Auswirkungen von Frost-Tau-Wechseln auf frostbeständige und frostunbeständige Zuschläge anhand mehrerer Prüfverfahren sowohl an den Gesteinskörnungen selbst als auch an Betonen verschiedener Festigkeitsklassen nachzuweisen und zu vergleichen. Die daraus resultierenden Ergebnisse werden Aufschlüsse über die notwendige Zusammensetzung verschiedener Betone unter dem Aspekt der Frostwiderstandsfähigkeit geben.
Inhaltsverzeichnis
- Vorwort
- Aufgabenstellung
- Inhaltsverzeichnis
- Abbildungsverzeichnis
- Tabellenverzeichnis
- 1. Einleitung
- 2. Literaturüberblick
- 2.1 Stand der Wissenschaft
- 2.1.1 Einflussfaktoren auf den Frost- und Frost-Taumittelwiderstand
- 2.1.1.1 Zuschlagsstoffe
- 2.1.1.2 Betontechnologie
- 2.1.2 Physikalische Grundlagen der Zerstörung
- 2.1.3 Prüfverfahren
- 2.2 Gegenstand, Zielsetzung und Vorgehensweise der Untersuchungen
- 3. Vergleichende Untersuchungen der Zuschlagsstoffe
- 3.1 Untersuchungsverfahren im Hinblick auf Frostwiderstand
- 3.2 Auswahlkriterien im Versuchsrahmen
- 3.2.1 Zuschlagsstoffe
- 3.2.2 Prüfverfahren
- 3.3 Die Versuchsreihen
- 3.3.1 Probenvorbereitung
- 3.3.2 Allgemeine Zuschlagsuntersuchungen
- 3.3.3 Frost-Tau-Wechselversuche
- 3.4 Analyse und Vergleich der vorliegenden Ergebnisse und Messdaten
- 4. Vergleichende Untersuchungen der Betone
- 4.1 Untersuchungsverfahren im Hinblick auf Frostwiderstand
- 4.1.1 Das CDF/CIF -Verfahren
- 4.1.2 Das MPA -Verfahren
- 4.2 Die Auswahl der Betonrezeptur
- 4.2.1 Allgemeine Überlegungen zur Herstellung der Versuchsbetone
- 4.2.2 Mischungsberechnung
- 4.3 Der Versuchsablauf
- 4.3.1 Herstellung und Vorlagerung der Probekörper
- 4.3.2 Die Frischbetonuntersuchungen
- 4.3.3 Die Frost-Tauwechselversuche
- 4.3.3.1 CDF / CIF-Verfahren
- 4.3.3.2 MPA -Verfahren
- 4.3.4 Die Festigkeitsuntersuchungen
- 4.4 Analyse und Vergleich der vorliegenden Ergebnisse und Messdaten
- 5. Schlussbetrachtung und Zusammenfassung
- 6. Literaturverzeichnis
- 7. Anlagenverzeichnis
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erforschung von Frost-Tau- und Frost-Tausalzuntersuchungen an Gesteinskörnungen. Ziel ist es, die Ursachen für oberflächennahe Frostschäden an Betonen zu verstehen und Möglichkeiten zur Vermeidung dieser Schäden zu erforschen.
- Einflussfaktoren auf den Frost- und Frost-Taumittelwiderstand von Gesteinskörnungen
- Betontechnologie und ihre Auswirkungen auf die Frostempfindlichkeit
- Physikalische Prozesse bei der Frostzerstörung von Beton
- Standardisierte Prüfverfahren zur Ermittlung des Frostwiderstands
- Vergleichende Untersuchungen von frostunbeständigen und frostbeständigen Gesteinskörnungen
Zusammenfassung der Kapitel
Die Arbeit beginnt mit einer Einleitung, die den Kontext und die Relevanz des Themas beleuchtet. Anschließend werden die relevanten wissenschaftlichen Erkenntnisse aus der Literatur im Kapitel 2 zusammengefasst. Hier werden die Einflussfaktoren auf den Frostwiderstand von Betonmaterialien, die physikalischen Grundlagen der Frostzerstörung und die gängigen Prüfverfahren beschrieben. Kapitel 3 widmet sich detailliert der vergleichenden Untersuchung der Zuschlagsstoffe. Hier werden die Auswahlkriterien, die Versuchsreihen und die Analyse der Ergebnisse vorgestellt. Kapitel 4 beschäftigt sich mit den vergleichenden Untersuchungen von Betonproben. Hier werden die verschiedenen Prüfverfahren, die Auswahl der Betonrezeptur, der Versuchsablauf und die Analyse der Ergebnisse diskutiert. Die Arbeit schließt mit einer Schlussbetrachtung und Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse.
Schlüsselwörter
Die Arbeit beschäftigt sich mit den Themenbereichen Frostwiderstand, Frost-Tau-Wechsel, Frost-Tausalz, Betontechnologie, Gesteinskörnungen, Prüfverfahren, CDF/CIF-Verfahren, MPA-Verfahren und Frostschäden.
- Arbeit zitieren
- Dipl.-Ing. (FH) Patrick Kühl (Autor:in), 2003, Frost-Tau- und Frost-Tausalzuntersuchungen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/10789
