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Detailergebnis zu DOK-Nr. 54572

Auswirkungen der Probenvorbereitung auf die chemische Zusammensetzung und die Morphologie der Produkte der Alkali-Silika-Reaktion (Orig. engl.: Effect of sample preparation on chemical composition and morphology of alcali-silica reaction products)

Autoren	T.J. van Dam K.R. Peterson K.F. Hanson
Sachgebiete	9.0 Allgemeines, Prüfverfahren, Probenahme, Güteüberwachung 9.3 Zement, Beton, Trass, Kalk

Washington, D.C.: Transportation Research Board (TRB), 2003 (Transportation Research Record (TRB) H. 1834) S. 1-7, 6 B, 3 T, 12 Q

Alkali-Silika-Reaktionen (ASR) können durch Volumenvergrößerung zu Schädigungen an Betondecken infolge von Abplatzungen führen. Die Ursache liegt in der Verbindung von Zement mit hohem Alkaligehalt und bestimmten Gesteinskörnungen, wie Schieferton, Kieselerde oder unreinem Kalkstein. Diesen Zusammenhang erkannte 1938 erstmalig Thomas Stanton an einer Strecke in Salinas Valley, Kalifornien. Die chemische Zusammensetzung und die Morphologie der Produkte der Alkali-Silika-Reaktion sind von großer Bedeutung, wenn es darum geht, die Wirkungsweise der Reaktionsmechanismen zu untersuchen und die Wirksamkeit von möglichen Abhilfemaßnahmen zu beurteilen. Die Betrachtung erfolgt anhand von Experimenten an Bohrkernen (Ø 150 mm) einer 1976 eingebauten Betondecke (W/Z-Wert = 0,57, Portlandzement Typ I). Letztere enthält kieselsäurehaltiges Feinkorn und grobes Korn aus Hochofenschlacke. Um den Einfluss der Probenvorbereitung auf die Ergebnisse zu ermitteln, werden lotrechte Scheiben mittels einer Diamantsäge hergestellt. Es kommen sowohl Methoden mit als auch ohne Verwendung von Wasser zur Probenvorbereitung zum Einsatz. Die chemische Zusammensetzung der Reaktionsprodukte wird mit einem Elektronenmikroskop durch energiedispersive Röntgenspektroskopie ermittelt. Festgestellt werden zwei ausgeprägte Morphologien von ASR-Produkten im Beton. Zum einen offenporig, blättrig, kristalline Typen, zum anderen glasig dichte, amorphe Strukturen. Es zeigt sich, dass durch Wasser bei der Probenvorbereitung sowohl die chemische Zusammensetzung der Reaktionsprodukte als auch die Morphologie beeinflusst werden. Wasserhaltiges Milieu bedingt eine gesteigerte Rissbildung und führt zu Auslaugung und chemischem Abbau. Demgegenüber resultiert aus wasserfreien Methoden ein wesentlich gleichförmigeres Bild des Zementleims. Zum ausschließlichen Nachweis von ASR zeigt sich die Probenvorbereitung unter Verwendung von Wasser als ausreichend. Sollen jedoch genaue Untersuchungen durchgeführt werden, um die Mechanismen von ASR beurteilen und mögliche Abhilfemaßnahmen treffen zu können, wird empfohlen, Versuche mit wasserfreier Probenvorbereitung anzuwenden.