Dauerhaftigkeit Von Beton: Der Baustoff ALS Werkstoff

ISBN-13: 9783764363444 / Niemiecki / Twarda / 2001 / 340 str.

Jochen Stark; Bernd Wicht;F. a. Finger-Institut F]r Baustoffkunde Derbauhaus-Universit

Opis

Beton ist der am haufigsten velWendete Bau- und Werkstoff der Gegenwart und wie kein anderes Material dazu geeignet, Visionen zu realisieren und Emotionen zu wecken. Yom ersten Bundesprasidenten der Bundesrepublik Deutschland, Theodor Heuss, wurde der Beton einmal als "der Baustoff unseres Jahrhunderts" bezeichnet. Und wir konnen heute hinzufUgen, dass der Beton nicht nur der Bau stoff des 20. Jahrhunderts sondern mit Sicherheit auch der Baustoff des 21. Jahr hunderts sein wird. Aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften wird der Be ton auch in Zukunft weiter seine tiberragende Rolle als Baustoffbehaupten, trotz gelegentlicher Kritiken hinsichtlich Asthetik oder Dauerhaftigkeit. Der Kritik hinsichtlich Asthetik mtissen sich Architekten und Ktinstler stellen, hinsichtlich der Dauerhaftigkeit ist der Bau- bzw. Baustoffingenieurgefordert. 1m vorliegenden Buch werden die wesentlichsten Aspekte zu Fragen der Dauerhaftigkeit von Beton aus werkstofflicher Sicht behandelt. Das Buch solI helfen, als wichtige Voraussetzung fUr Bauwerke mit langer Nutzungsdauer das Wissen vom Verhalten des Baustoffs Beton bei unterschiedlchen Beanspruchun gen und Einfltissen zu vermitteln und zu elWeitern. Am F. A. Finger-Institut fUr Baustoffkunde (FIB) der Bauhaus-Universitat Weimar werden seit vielen Jahren Forschungsarbeiten zu Fragen der Dauerhaf tigkeit von Beton durchgefUhrt. Ein groBer Teil der Ergebnisse dieser Forschun gen ist Bestandteil dieses Buches. Das betrifft insbesondere die Kapitel zur scha digenden Ettringitbildung, zur Alkali-Kieselsaure-Reaktion, zum Frost- und Frost Tausalzwiderstand sowie der Sulfatbestandigkeitvon Beton."

Spis treści

Einführung.- 1 Kenngrößen und Einflussfaktoren auf die Dauerhaftigkeit von Beton.- 1.1 Historische Rolle der Dauerhaftigkeit.- 1.2 Voraussetzungen für die Dauerhaftigkeit.- 1.3 Einfluss des Zementsteins.- 1.4 Literatur.- 2 Carbonatisierung von Beton.- 2.1 Kurzer historischer Abriss.- 2.2 Wesen der Carbonatisierung.- 2.3 Phasen der Carbonatisierung.- 2.4 Auswirkungen der Carbonatisierung.- 2.4.1 Der pH-Wert.- 2.4.2 Korrosion der Bewehrung.- 2.5 Methoden zur Bestimmung der Carbonatisierungstiefe.- 2.6 Berechnung des Carbonatisierungsfortschrittes.- 2.7 Carbonatisierungsschwinden.- 2.8 Einflussfaktoren auf die Carbonatisierung.- 2.8.1 CO2-Konzentration.- 2.8.2 Feuchtigkeit.- 2.8.3 w/z-Wert.- 2.8.4 Zementart.- 2.8.5 Nachbehandlung.- 2.8.6 Zuschläge, Zusatzmittel, Zusatzstoffe.- 2.8.7 Temperatur und thermodynamische Aspekte.- 2.9 Schutz- und Instandsetzungsmaßnahmen gegen stahlbetongefährdende Carbonatisierung.- 2.9.1 Schutzmaßnahmen.- 2.9.2 Instandsetzungsmaßnahmen.- 2.9.3 Beurteilung der Wirksamkeit carbonatisierungsbremsender Beschichtungen.- 2.10 Selbstheilung von Rissen.- 2.11 Literatur.- 3 Neutralisation durch Schwefeldioxid und Stickoxide.- 3.1 Mechanismen der SO2- und NOx-Aufnahme.- 3.2 Literatur.- 4 Einwirkung von Chloriden auf Beton.- 4.1 Kurzer historischer Abriss.- 4.2 Chloride im Beton.- 4.2.1 Betonausgangsstoffe.- 4.2.2 Einwirkung von Meerwasser.- 4.2.3 Einwirkung von Tausalzen.- 4.2.4 Brandfall.- 4.3 Mechanismus des Eindringens von Chloriden.- 4.4 Beeinflussung der Transportvorgänge von Chloriden im Beton.- 4.5 In welcher Form liegen Chloride im Beton vor?.- 4.6 Chlorideinbindung durch Bindemittel.- 4.7 Kritischer korrosionsauslösender Grenzwert.- 4.8 Bestimmung des Chloridgehaltes.- 4.8.1 Quantitative chemische Analyse.- 4.8.2 Bestimmung (Nachweis) freier Chloridionen.- 4.8.3 Nachweis der fest gebundenen Chloridionen.- 4.9 Chloridangriff auf Stahlbeton.- 4.9.1 Elektrochemische Grundlagen.- 4.9.2 Rolle der Risse auf den Korrosionsfortschritt des Betonstahles.- 4.10 Schutz- und Instandsetzungsmaßnahmen bei chloridinduzierter Korrosion.- 4.10.1 Schutzmaßnahmen.- 4.10.2 Instandsetzungsmaßnahmen.- 4.11 Literatur.- 5 Sulfatwiderstandsfähigkeit von Beton.- 5.1 Kurzer historischer Abriss.- 5.2 Schadensmechanismus des Sulfatangriffs auf Beton.- 5.3 Ursachen des Sulfattreibens.- 5.4 Wirkungen des Sulfatangriffs.- 5.5 C3A-Gehalt und Sulfatwiderstand.- 5.6 Einfluss von Zusatzstoffen auf den Sulfatwiderstand.- 5.7 Einfluss verschiedener Sulfatlösungen auf Zementstein.- 5.8 Betonangreifende Flüssigkeiten, Böden und Dämpfe.- 5.9 Betonparameter und Sulfatkorrosion.- 5.10 Prüfverfahren.- 5.11 Literatur.- 6 Schädigende Ettringitbildung im erhärteten Beton.- 6.1 Kurzer historischer Abriss.- 6.2 Grundlagen.- 6.3 Ettringit im Frischbeton.- 6.4 Ettringit im erhärteten Beton.- 6.5 Schädigende Ettringitbildung infolge unsachgemäßer Wärmebehandlung.- 6.5.1 Thermodynamische Berechnungen zur Ettringitbildung.- 6.5.2 Sulfatbindung in Abhängigkeit von der Erhärtungstemperatur.- 6.5.3 Einfluss der Betonzusammensetzung auf die späte Ettringitbildung.- 6.5.4 Laborversuche zur Dauerhaftigkeit wärmebehandelter Betone.- 6.5.5 Vorbeugende Maßnahmen.- 6.6 Späte Ettringitbildung in nicht wärmebehandelten Betonen.- 6.6.1 Innere Sulfatquellen und späte Sulfatfreisetzung.- 6.6.2 Wechselnde Feuchtebelastung und schadensfördernde Randbedingungen.- 6.7 Nachweis von Betonschäden.- 6.7.1 Makroskopisches Schadensbild.- 6.7.2 Kennwerte zur Schadenserfassung.- 6.7.3 Nachweis der Schadensbeteiligung von Ettringit.- 6.7.3.1 Mikroskopisches Schadensbild.- 6.7.3.2 Analytische Verfahren zur Bestimmung von Oxidund Phasenzusammensetzung.- 6.8 Literatur.- 7 Frost-und Frost-Tausalz-Widerstand von Beton.- 7.1 Kurzer historischer Abriss.- 7.2 Gefrieren der Porenlösung im Zementstein.- 7.2.1 Gefrierpunkterniedrigung durch Druck.- 7.2.2 Gefrierpunkterniedrigung durch gelöste Stoffe.- 7.2.3 Gefrierpunkterniedrigung durch Oberflächenkräfte.- 7.2.4 Unterkühlungseffekte.- 7.3 Zerstörungsmechanismen.- 7.3.1 Makroskopische Mechanismen.- 7.3.1.1 Ungleiche Temperaturausdehnungskoeffizienten.- 7.3.1.2 Schichtenweises Gefrieren.- 7.3.1.3 Temperatursturz.- 7.3.2 Mikroskopische Schadensursachen.- 7.3.2.1 Hydraulischer Druck.- 7.3.2.2 Kapillarer Effekt.- 7.3.2.3 Diffusion und Osmose.- 7.3.2.4 Thermodynamisches Modell.- 7.3.2.5 Kristallisationsdruck.- 7.4 Einflussgrößen.- 7.4.1 Einfluss der Betonzusammensetzung.- 7.4.1.1 Wasserzementwert.- 7.4.1.2 Zuschlag.- 7.4.1.3 Künstliche Luftporen.- 7.4.1.4 Zement.- 7.4.2 Technologische Einflüsse.- 7.4.3 Äußere Einflüsse.- 7.5 Frost- und Frost-Taumittel-Prüfverfahren.- 7.5.1 Prüfung des Frost-Taumittel-Widerstandes mit dem CDF-Verfahren.- 7.5.2 Prüfung des Frostwiderstandes mit dem CIF-Verfahren.- 7.5.3 Präzision von CDF- und CIF-Test.- 7.5.4 Prüfung des Frost- und Frost-Tausalz-Widerstandes nach der schwedischen Norm SS 13 72 44 (Slab-Test; Borås-Verfahren).- 7.6 Baupraktische Hinweise.- 7.6.1 Wesentliche Einsatzgebiete für Betone mit hohem FTW bzw.FTSW.- 7.6.2 Hauptschadensbilder frost-und/oder frosttaumittelgeschädigter Betonkonstruktionen.- 7.6.3 Mikroluftporen im Beton (LP-Beton).- 7.6.4 Betontechnische Voraussetzungen für Betone mit hohem FTW bzw. FTSW.- 7.6.5 Wesentliche betontechnologische Anforderungen zur Sicherung eines sachgerechten LP-Betons.- 7.6.6 Beispiel für die Berechnung des spezifischen Zementgehaltes eines Luftporenbetons (LP-Beton).- 7.7 Literatur.- 8 Mikrobiologische Betonkorrosion.- 8.1 Korrosion von Beton in Abwasseranlagen.- 8.2 Korrosion von Beton an Hochbauten.- 8.3 Literatur.- 9 Alkali-Kieselsäure-Reaktion.- 9.1 Kurzer historischer Abriss.- 9.2 Mechanismus der Alkali-Kieselsäure-Reaktion.- 9.3 Reaktivität von Zuschlägen.- 9.4 Alkaliempfindliche Zuschläge.- 9.5 Einflussgrößen auf die Alkali-Kieselsäure-Reaktion.- 9.6 Möglichkeiten zur Reduzierung bzw. Verhinderung schädigender Alkali-Kieselsäure-Reaktion.- 9.7 Prüfverfahren.- 9.8 AKR-Schadensmerkmale.- 9.9 Alkali-Richtlinie.- 9.10 Literatur.- Stichwortverzeichnis.