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Forschungsbericht: DAfStb-Schnelltest auf Alkali-Reaktion. Abschlussbericht

DAfStb-Schnelltest auf Alkali-Reaktion. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3194
L. Franke
TU Hamburg-Harburg, Institut für Baustoffe, Bauphysik und Bauchemie
2007, 136 S., 112 Abb., 24 Tab.
Fraunhofer IRB Verlag
Best.-Nr. T 3194E (Kopie des Manuskripts)

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Inhaltsverzeichnis [PDF]

Inhalt

Die neue DAfStb-Richtlinie "Vorbeugende Maßnahmen gegen schädigende AlkaliReaktion im Beton" enthält in der neuen Ausgabe 2007 zwei Schnellprüfverfahren für die Prüfung gebrochener Gesteinskörnungen. Ziel des vorliegenden Projektes war es, die Aussage des in der Richtlinie als Referenzverfahren bezeichneten Schnellprüfverfahrens an bisher noch nicht mit einbezogenen Quarzporphyren näher zu untersuchen, ferner durch zusätzliche Prüfungen an gebrochenen Gesteinskörnungen (Grauwacken und Granit) die Aussagesicherheit des Schnellprüfverfahrens weiter zu untermauern. Darüber hinaus wurde die Leistungsfähigkeit des Schnellprüfverfahrens weiter untersucht für den Fall, dass mit ihm auch Kiese beurteilt werden sollen. Einbezogen wurden daher in die Untersuchungen 6 verschiedene Kiesmaterialien. Das Prinzip des Schnellprüfverfahrens ist es, die Dehnungen von Mörtelprismen, welche aus der zu beurteilenden Gesteinskörnung hergestellt wurden, bei Einlagerung in heißer Natronlauge bis zu einer Einlagerungszeit von 13 Tagen zu messen und zu prüfen, ob nach 13 Tagen ein bestimmter Grenzwert (1 mm/m) nicht überschritten wird. In diesem Fall kann die Gesteinskörnung als nicht reaktiv bzw. nach E I-S eingestuft werden. Nähere Einzelheiten zum Prüfverfahren sind aus der neuen Alkali-Richtlinie zu entnehmen. Die Zuverlässigkeit der Aussage des Schnellprüfverfahrens wurde beurteilt durch den Vergleich der Ergebnisse mit dem bis zu 9 Monaten dauernden Nebelkammer-Prüfungen ebenfalls nach Teil 3 der Alkali-Richtlinie. Für die zuvor genannten Gesteinskörnungen lagen teilweise bereits Nebelkammer-Prüfergebnisse vor, teilweise waren die Nebelkammer-Prüfungen im Rahmen des vorliegenden Forschungsvorhabens neu durchzuführen. Sofern auf bereits vorliegende Nebelkammer-Prüfungen zurückgegriffen wurde, wurden die Prüfungen mit dem Schnellprüfverfahren stets an Rückstellproben dieser Nebelkammer-Prüfungen durchgeführt.

Publikationslisten zum Thema:
Betonzuschlag, Gesteinskörnung, Eigenschaft, Alkalireaktion, Test, Schnelltest, Prüfverfahren, Probekörper, Dehnungsmessung,

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2009, 116 S., 14 Farbabb. 210 mm, Softcover
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In den ZTV-Asphalt-StB 2001 wird als ein Kriterium bei der Zusammensetzung der Mineralstoffe im bituminösen Straßenoberbau das Brechsand-Natursand-Verhältnis aufgeführt. In der europäischen Normung, insbesondere der DIN EN 13043 kommt dieses Verhältnis nicht vor. Um einen Sand, bzw. nach neuer Nomenklatur eine feine Gesteinskörnung, nach ihrer Eignung für den bituminösen Oberbau beurteilen zu können, wurde mit der DIN EN 933-6 ein Prüfverfahren zur Bestimmung des Fließkoeffizienten ECS eingeführt. Der Fließkoeffizient einer feinen Gesteinskörnung 0/2 bzw. 0/4 wird in Sekunden angegeben, die die Körnung benötigt, um einen definierten Zylinder mit Trichter zu durchlaufen. Die Arbeit gibt darüber Aufschluss, inwieweit der ECS einen Rückschluss darauf zulässt, ob es sich um einen Natur- oder einen Brechsand nach alter Definition handelt und wie diese Erkenntnisse auf die Verwendung der Körnung übertragen werden können. Außerdem wird der Fließkoeffizient darauf untersucht, ob und wie Abhängigkeiten zu bekannten Faktoren vorliegen und das Verfahren an sich wird auf seine Durchführbarkeit und eventuelle Fehlerquellen hin untersucht.

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Forschungsberichte

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L. Franke
DAfStb-Schnelltest auf Alkali-Reaktion. Abschlussbericht
Bauforschung , Band T 3194
2007, 136 S., 112 Abb., 24 Tab.,
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Schnelltest auf Alkalireaktion für deutsche Beton-Zuschläge
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2003, 131 S., Abb., Tab.,
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Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurde ein international bereits verwendeter Schnelltest hinsichtlich seiner Eignung für deutsche Zuschläge und bezüglich der Möglichkeit, ihn in die Alkali-Richtlinie des DAfStb zu übernehmen, geprüft. Die Voraussetzung dafür ist, dass die Bewertungen aus dem Schnelltest mit den Maßstäben derjenigen Testverfahren übereinstimmen, welche die Alkali-Richtlinie vorschreibt. Wichtig für einen Schnelltest ist dessen einfache Handhabbarkeit; das Verfahren sollte ohne Spezialgerätschaften auskommen. Werden diese Anforderungen erfüllt, könnte ein solches Testverfahren nicht nur für die Fremd-, sondern auch für die Eigenüberwachung von Kieswerken verwendet werden. Die Schnellprüfmethode basiert auf den Verfahren NBRI, ASTM-1260 und dem entsprechenden RILEM-Verfahren. Analysiert wird, ob es auf deutsche Verhältnisse übertragbar ist und ob es mit den in Deutschland vorkommenden verdächtigen Zuschlägen zu eindeutigen Ergebnissen führt. Der Forschungsbericht charakterisiert zunächst die Ausgangsstoffe zur Herstellung der Prüfkörper und Vergleichsbetone, insbesondere die unterschiedlichen Zuschlagstoffe und Zemente. Vorgestellt werden die Ergebnisse der Schnelltests und der Nebenkammerauslagerungsversuche. Die Ergebnisse werden miteinander verglichen. Beschrieben wird die Struktur der verschiedenen Körper nach Ablauf der Alkalireaktion, insbesondere anhand von Dünnschliffen. Vorschläge für die weitere Vorgehensweise werden abgeleitet. Beim Schnelltestverfahren zur Überprüfung der Alkalireaktivität von Zuschlägen werden für jeden Zuschlag bzw. jede Testreihe drei Mörtelprismen mit einer definierten Sieblinie hergestellt. Die Prismen werden für 24 Stunden nach Herstellung feucht gehalten, nach dem Ausschalen für 24 Stunden in 80 Grad heißem Wasser gelagert. Hierbei werden die Prismen ausgehärtet und auf Prüftemperatur gebracht. Unmittelbar anschließend erfolgt die Ausgangslängen-Messung (Nullmessung). Danach werden die Prismen in 80 Grad heißer, 1-molarer NaOH-Lösung eingelagert. Der geplante Pr

W. Manns, S. Wies
Betonprüfung zur Überwachung von Recyclingzuschlag aus Bauschutt
1997, 27 S.,
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Bislang wurde keine befriedigende Korrelation zwischen den Eigenschaften eines Zuschlags aus mineralischem Baustoffgemisch (Recyclingzuschlag aus Bauschutt) und der hiermit erzielbaren Betondruckfestigkeit festgestellt. Das bisherige Freigabekriterium einer bauaufsichtlichen Zulassung, die augenscheinliche Ermittlung höherfester Bestandteile (mind. 80 Masseprozent), könnte für Festigkeitsklassen ab B 25 zu Sicherheitsrisiken führen. Daher erschienen Freigabekriterien auf der Basis von Betonprüfungen mit dem Ziel einer hohen Frühfestigkeit erfolgversprechend. Werden Prüfbetone mit einer Zusammensetzung gemäß der in der Arbeit durchgeführten Versuche eingesetzt, kann bereits im Alter von 48 bzw. 24 Stunden sicher beurteilt werden, ob das Recyclingmaterial einen gleichbleibenden Festigkeitsbeitrag liefert. Diese Betonkurzzeitprüfung erscheint insbesondere für Betone mit einer Festigkeitsklasse größer als B 35 geeignet, Sicherheitsrisiken durch schwankende Festigkeitsbeiträge der Recylingzuschläge zu minimieren. Bei Beton der Festigkeitsklasse B 25 sollte über die Notwendigkeit dieser Prüfung im Einzelfall aufgrund der Qualität des Recyclingzuschlags (Ausgangsmaterialien, Herstellung und Aufbereitung) entschieden werden.

Umweltverträglichkeit von Recyclingmaterialien - Ansätze zur Bewertung im Hinblick auf die Verwertung als Betonzuschlag -. Abschlußbericht

C. Müller, Inga Hohberg
Umweltverträglichkeit von Recyclingmaterialien - Ansätze zur Bewertung im Hinblick auf die Verwertung als Betonzuschlag -. Abschlußbericht
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1996, 126 S.,
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Die Untersuchungsergebnisse belegen, daß die Auslaugung von Schwermetallen aus zementgebundenen Baustoffen weitgehend unabhängig von der vorhandenen Menge dieser Bestandteile im Baustoff ist, solange sich diese in einem für Betonausgangsstoffe bekannten und üblichen Rahmen bewegen. Dies gilt gleichermaßen für Mörtel und Betone unter Verwendung natürlicher Zuschläge wie auch unter Verwendung von Recyclingzuschlägen aus aufbereitetem mineralischem Bauschutt bzw. von Betonsplitt. Ob diese Aussagen auch auf organische Parameter übertragen werden können, konnte im Rahmen dieses Forschungsprojektes nicht geklärt werden. Darüber hinaus wurde bestätigt, daß sich bei der Aufbereitung von Altbeton zu Betonsplitt mit der Anreicherung von Zementstein in den feineren Fraktionen dort auch Schwermetalle anreichern. Die Mobilisierbarkeit der Schwermetalle wächst aber nicht in gleichem Maße. Da derzeit in Deutschland kein genormtes oder vorgeschriebenes Verfahren vorhanden ist, mit dem das Auslaugverhalten von zementgebundenen Baustoffen geprüft werden kann und somit auch noch kein stoff- und einsatzklassenbezogenes Bewertungsschema für Recyclingmaterialien in zementgebundenen Baustoffen vorliegt, ist zu empfehlen, bei der Bewertung von Recyclingmaterialien als Betonzuschlag übergangsweise nach den Technischen Regeln "Bauschutt" der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall vorzugehen. Maßgebend sollte dann der Zuordnungswert Z2 sein.

Gerhard Hempel
Überprüfung von Grauwackensplitt auf Alkalireaktivität. Abschlußbericht
1995, 34 S., Abb.,Tab.,Lit.,
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Grauwackensplitt aus Oßling bei Kamenz (Sachsen) ist bei einem Alkaligehalt von mehr als 5360 Gramm Alkalien pro Kubikmeter Labor-Beton unter humiden Bedingungen betonschädigend. Die Reaktion zwischen der Grauwacke als Betonzuschlagstoff und den Zementalkalien unterscheidet sich von üblichen Alkali-Zuschlagstoff-Reaktionen in ihrem verspäteten Einsetzen und den geringen Gelbildungen. Die potentiell schädigende Wirkung von Grauwackensplitt wurde vom Verf. erstmalig 1982 an Deckenelementen des Wohnungsbaues, 1983 an Spannbetonschwellen (Werk Güsen bei Magdeburg) und 1985 auf Flugbetriebsflächen in der Lausitz (Raum Guben) sowie 1990 im Staubauwerk Burgkhammer (Ausgleichsbecken, Saale) untersucht und ausgewertet. Diese neuen Erkenntnisse waren der Grund für ein Ringversuchsprogramm im Auftrag des IfBT, woran auch die MPA Eckernförde beteiligt war. Der FE-Bericht wird durch eine Analyse des internationalen Kenntnisstandes eingeleitet, zumal es viele Parallelen gibt (z.B. die metamorphen präkambrischen Grauwacken der Kapprovinz und ihr Verhalten in Staubauwerken und Hafenbauten).

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Zeitschriftenartikel

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Abed, Mohammed; Nemes, Rita
Karbonatisierung von selbstverdichtendem Hochleistungsbeton mit recycelten Gesteinskörnungen
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Eden, Wolfgang
Current research findings on calcium-silicate unit production technology
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Hoffmann, Cathleen; Lunk, Peter
Building construction in the recycling system - concrete made with recycled aggregate in Switzerland. Holcim (Schweiz) AG, Würenlingen/Switzerland
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Eicher, Johannes
Urban mining. Sekundärrohstoff Bauschutt - eine neue Ära im Hochbau?
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Scheidt, Julia; Breit, Wolfgang
Status Quo beim Einsatz rezyklierter Gesteinskörnungen in der Betonherstellung. Eigenschaften, Stand der Normung und Möglichkeiten zum Einsatz
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