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Modifizierung und Vergleich von Prüfverfahren zur Bewertung der Raumbeständigkeit von Stahlwerksschlacken
AiF 9539
IDN 706514
Forschungsstelle FEhS - Institut für Baustoff-Forschung e. V., Duisburg
Bearbeiter Motz, H.
Ehrenberg, A.
Auftraggeber Bundesministerium für Wirtschaft, Bonn
Stand Abschluss: Juni 1995

Die Raumbeständigkeit von Stahlwerksschlacken (SWS), die als Mineralstoff im Straßenbau Anwendung finden, kann durch die mit der Hydratation von freiem CaO oder MgO verbundene Volumenzunahme deltaV gefährdet werden.Um dieses Gefährdungspotential abschätzen zu können, sind von der FEhS praxisnahe Prüfverfahren für LD-Schlacken (LDS) entwickelt und in das nationale Regelwerk übernommen worden: Der Dampfversuch (DV) für die Anwendung der SWS in Tragschichten ohne Bindemittel und der Prüfzellenversuch (PZV) für die Anwendung im bitumengebundenen Straßenbau. Forschungsziel war es, unter Verwendung unterschiedlicher Schlackentypen verschiedene Versuchsparameter mit dem Ziel zu untersuchen, die Testverfahren zu optimieren, Zusammenhänge zwischen ihnen aufzuzeigen und sie anzupassen an den Einsatz bei weiteren Schlackentypen wie den Siemens-Martin- (SMS) oder Elektroofenschlacken (EOS), bei denen die langsamere Hydratation des freien MgO maßgeblich ist. 6 verschiedene LDS, SMS und EOS aus der laufenden Produktion wurden chemisch, mineralogisch und physikalisch charakterisiert. In zahlreichen DV und PZV wurde der Einfluß des Schlackentyps, der Verdichtung (Rütteltisch oder Proctorgerät), der Prüfdauer (max. 17 d), bestimmter Fraktionen (Einsatz von raumbeständigen oder besonders reaktivem Material), des Bindemittelgehalts (3,5 bis 5,5 Gew.-%) und der Abdichtung der Versuchskörper (Verhältnis Vaseline/Paraffin) auf die Volumenzunahmen der SWS untersucht. Nach einer Verdichtung mit dem Proctorgerät (bis 88 Schläge) ergaben sich deutlich höhere Hohlraumgehalte und niedrigere Volumenzunahmen im DV als bei der Verdichtung auf dem Rütteltisch. Der Vergleich der Hydratationsgeschwindigkeiten zeigte, daß für EOS und SMS eine Verlängerung der Prüfzeiträume auf 7 Tage (DV) bzw. 56 Tage (PZV) ausreicht, um die Raumbeständigkeit dieser SWS zu kennzeichnen. Besonderen Einfluß im DV haben sowohl sehr grobe (11/16) als auch sehr feine Fraktionen (0/5). Geringere Bindemittelgehalte erhöhen die Volumenzunahmen im PZV deutlich, höhere mindern sie. Für die Beziehung beider Verfahren kann keine mathematisch signifikante Korrelation ermittelt werden. Jedoch ist in fast allen Fällen die Erfüllung der Anforderungen im DV mit der entsprechenden Anforderung im PZV verknüpft. Extrem hohe deltaV im DV zeigten auch extreme deltaV im PZV. Daher kann nach Durchführung weiterer Vergleichsversuche zur statistischen Absicherung des halbquantitativen Zusammenhangs und bei entsprechender Wahl der Grenzwerte eine Beurteilung nach dem aufwendigeren und meßtechnisch ungenaueren PZV durch eine Beurteilung nach dem DV ersetzt werden. Die gewonnenen Erfahrungen konnten bereits in die Überarbeitung des nunmehr bundesweit gültigen Regelwerks eingebracht werden, schaffen die Voraussetzung für die Übernahme in europäische Normen und sichern somit längerfristig den qualifizierten Einsatz von SWS im Straßenbau.

Veröffentlichung