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Detailergebnis zu DOK-Nr. 82543

Auswirkungen des Wasser-Zement-Verhältnisses und von Polyethylenterephthalat (PET)-Mikrofasern auf die Gebrauchseigenschaften von in-situ karbonisiertem Beton (Orig. engl.: Effects of water‑to‑binder ratio and polyethylene terephthalate (PET) microfibers on the performance of in‑situ carbonated concrete)

Autoren H.Z. Kubba
S.A. Sahii
R. Alsultani
Sachgebiete 9.3 Zement, Beton, Trass, Kalk
9.14 Ind. Nebenprodukte, Recycling-Baustoffe
15.0 Allgemeines, Erhaltung

Springer Nature: Advances in Bridge Engineering 2025, 6:36, 23 S., 12 B, 7 T, zahlr. Q. - Online: https://doi.org/10.1186/s43251-025-00185-1

Die vorliegende Studie untersucht den kombinierten Einfluss des Wasser-Bindemittel (Zement)-Verhältnisses (w/b) und recycelter Polyethylenterephthalat-(PET-) Mikrofasern auf die Eigenschaften von in-situ karbonatisiertem Beton. Ziel ist es, gute mechanische Eigenschaften und Dauerhaftigkeit mit nachhaltigen Materialkonzepten zu verbinden. Experimentell wurden Betone mit w/z-Verhältnissen von 0,35, 0,40 und 0,50 sowie PET-Mikrofasern in Dosierungen von 0,5 % und 1,0 % bezogen auf die Bindemittelmasse hergestellt und einer beschleunigten Karbonatisierung unterzogen. Die Ergebnisse zeigen, dass niedrige w/z-Verhältnisse zu dichteren Betongefügen mit erhöhter Druckfestigkeit führen, jedoch die Verarbeitbarkeit verschlechtern. Die Zugabe von PET-Mikrofasern verringerte die Verarbeitbarkeit weiter, erforderte erhöhte Fließmittelzugaben und führte zu einer leicht erhöhten Luftporenmenge, ohne die Betondichte wesentlich zu beeinträchtigen. Mechanisch verbesserten die PET-Fasern insbesondere die Spaltzug- und Biegezugfestigkeit um bis zu etwa 15 %, während die Druckfestigkeit moderat anstieg. Im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit reduzierte die Faserzugabe in Kombination mit niedrigen w/z-Verhältnissen die Karbonatisierungstiefe signifikant. Bei einem w/z-Verhältnis von 0,35 verringerte sich die Karbonatisierungstiefe nach 28 Tagen von 8,0 mm auf 6,6 mm bei 1,0 % PET. Mikrostrukturelle Untersuchungen bestätigten eine gute Faser-Matrix-Haftung, eine reduzierte Mikrorissbildung sowie eine verstärkte Calcitbildung infolge der Karbonatisierung.