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Detailergebnis zu DOK-Nr. 29501

Erforschung der Struktur und der Beständigkeit von Luftporen im Luftporenzementsteinsystem mit Hilfe der Elektronenmikroskopie

Autoren	H. Martin F. Grasenick J. Blaha
Sachgebiete	9.3 Zement, Beton, Trass, Kalk

Schriftenreihe Straßenforschung (Wien) H. 173, 1981, 69 S., zahlr. B, 10 Q

Im vorliegenden Forschungsbericht wurde ein Vergleich verschiedener luftporenbildender Zusätze im Zementstein angestellt und vorgefertigte Mikrohohlkörper für sich und ihr Verhalten beim Einmischen und Abbinden im Zementstein untersucht. Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen von Bruchflächen ergaben prägnante Vorteile gegenüber lichtmikroskopischen Anschliffflächen. So können unmittelbar das Gefüge, aber vor allem die Luftporen in ihrer Wechselwirkung mit dem Zementstein in hoher Auflösung und ohne die durch Schleifen bedingten Deformierungen erkannt werden. Auch wurde das Eindringen von Tausalz in Zementstein mit Luftporen mit der Röntgenmikrofluoreszenzanalyse (Mikrosonde) nachgewiesen. Zur grundsätzlichen Frage der Eisbildung im gefrorenen Zementstein konnten erstmalig Eiskristalle in den Luftporen elektronenmikroskopisch abgebildet werden. Für elektronenmikroskopische Untersuchungen zur Erforschung der Dynamik der Eisbildung und der Wirksamkeit der Luftporen sind somit die experimentellen Voraussetzungen geschaffen. Von den Präparaten wurden jeweils stereoskopische Aufnahmen gemacht. Die besonderen Vorteile, sowohl durchstrahlungselektronenmikroskopischer als auch rasterelektronenmikroskopischer Aufnahmen liegen neben einer hohen Auflösung in einem beträchtlichen Tiefenbereich, welcher scharf abgebildet werden kann. Speziell bei Untersuchungen von Bruchflächen der Zementsteinproben mit Luftporen ist eine dreidimensionale Wiedergabe notwendig und besonders aussagekräftig. Es wurde festgestellt, daß mehr als 20jährige Frost-/Tauwechsel und Tausalzbeanspruchungen in einem Autobahnbeton, die Funktionswirkung der Luftporen im Zementstein nicht zerstört haben. Elektronenmikroskopisch kann genau erkannt werden wie weit der Luftporenhohlraum sich durch Einwachsungen all mählich vermindert. Nach über 20 Jahren ist nur ein geringer Anteil der Poren mit Einwachsungen ausgefüllt. Von Kraftbauwerken standen ebenfalls Poren aus dem altesten Donaukraftwerk Ybbs zur Verfügung. Hier kommen noch zusätzliche Beanspruchungen durch die Wasserspiegelschwankungen und die dadurch bedingten Druckunterschiede zur Auswirkung. Auch hier konnte elektronenmikroskopisch klar erkannt werden, daß die Luftporen ihre Funktionsfähigkeit nur gering einbüßen. Aus den beschriebenen Untersuchungen bestätigt sich die Annahme einer günstigen Luftporengröße von möglichst unter 200 µ Porengrößen unter 40 µ sind ungünstig, da es sich zeigt, daß die Poren zuwachsen. Für Mikrohohlkörper liegen verständlicherweise keine langjährigen Beobachtungen vor. Möglicherweise könnten hier kleinere Dimensionen gewählt werden.