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Detailergebnis zu DOK-Nr. 30439

Untersuchungen zur Einwirkung von Tausalzen auf Brückenbauwerke aus Stahlbeton

Autoren	P. Schimmelwitz D. Hoffmann M. Maultzsch
Sachgebiete	15.3 Massivbrücken

Forschung Straßenbau und Straßenverkehrstechnik (BMV, Bonn) H. 370, 1982, S. 25-60, 101 B, 8 T, 37 Q

Zur Klärung der Schädigungsmechanismen bei tausalzbelasteten Konstruktionsbetonen sollten einige Grundlagenuntersuchungen beitragen. Dabei wurden die Dauerbeanspruchung von Beton durch Tausalzlösungen (NaCl) bei gleichbleibender Temperatur, Vorgänge bei einseitiger Einwirkung des Tausalzes auf Betone sowie einzelne Aspekte bei zusätzlicher Frosteinwirkung behandelt. Dauerbeanspruchte Betone bzw. Zementmörtel nehmen kontinuierlich erhebliche Mengen an Chloridionen auf, die sich nach mehr als 40wöchiger Einwirkungsdauer einer Sättigungsgrenze nähern. Die Chloride werden in Mengen bis zu 3...5 %, bezogen auf den Zementanteil, je nach Zementart, Porositat und Tausalzkonzentration mehr oder minder fest im Zementstein gebunden. Hauptträger ist nicht das Friedelsche Salz, sondern vermutlich ein ettringitähnliches Mineral, das sowohl Sulfat als auch Chlorid enthält. Das Minderal Portlandit wird dagegen durch Tausalzlösungen abgebaut. Die Beeinflussung der Hydratationsprodukte führt zu Dehnungen der Zementmörtel, die nach 2 Jahren noch nicht abklingen. Porosität und spezifische Oberfläche werden ebenfalls beeinflußt. Aus Untersuchungen zur einseitigen Einwirkung von unterschiedlich konzentrierten Salz-Iösungen auf Mörtel und Betone sowie aus Auswertungen von Literaturangaben können Diffusionskoeffizienten für Chloridionen errechnet werden. Dabei ergeben sich für niedrige Salzkonzentrationen stets höhere Koeffizienten. Die Porosität der Betone spielt hierbei eine sekundäre Rolle. Anhand von Konzentrationsprofilen kann dargelegt werden, daß die Natriumdiffusion weit hinter derjenigen von Chlorid zurückbleibt, während die Kaliumionen des Zementsteins einer Gegendiffusion unterliegen; ähnliches gilt für Aluminium. Die Beeinflussung der Eisbildung im Beton ist wie die der chemischen Vorgänge und der Mineralumbildungen bei niedrigkonzentrierten Salzlösungen am ausgeprägtesten. Neben der spontanen Eisbildung, die nicht im Einklang mit theoretischen Berechnungen der Gefrierpunktserniedrigung und Temperaturgradienten steht, wird auch ein sehr langsames Gefrieren des Porenwassers beobachtet, das zusätzlich gefährlichen Eisdruck hervorrufen könnte. Auf die Bedeutung der in diesem Zusammenhang ablaufenden Feuchtigkeitstransportvorgänge ist hinzuweisen.