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Reduzierung der Schwindverformungen des Straßenbetons durch den Einsatz neuartiger Schwindreduzierer

BASt-Bericht S 128

Rolf Breitenbücher, Joose Penttilä, Christoph Schulte-Schrepping, Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Baustofftechnik
50 Seiten
Erscheinungsjahr: 2019
Preis: 0,00 €

Dieser Bericht steht ausschließlich kostenfrei im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.

Fahrbahndecken aus Beton werden neben den Verkehrslasten auch durch lastunabhängige Einwirkungen beansprucht. Hierzu zählen neben den thermischen Verformungen vor allem Schwindverformungen. Überschreiten die resultierenden Zwangsspannungen die Zugfestigkeit des Betons, kann es zu einer Rissbildung kommen. Daher werden in der Regel in einem Abstand von rund fünf Metern Fugen angeordnet, welche die Zwangsspannungen wirksam reduzieren.

Zur Reduktion von Zwangsspannungen infolge Schwindverformungen stehen seit geraumer Zeit sogenannte Schwindreduzierer (SRA) zur Verfügung, durch die sowohl die Schwindverformungen im jungen Alter als auch das Trocknungsschwinden vermindert werden können.

Ziel war es, zu eruieren, inwieweit durch SRA Schwindverformungen und damit potenzielle Risse effektiv vermindert werden können. Dazu waren insbesondere Schwinduntersuchungen sowohl im frischen / erhärtenden Beton als auch im späteren Alter am erhärteten Beton durchzuführen. Daneben war auch zu untersuchen, inwieweit die Frisch- und Festbetoneigenschaften potenziell beeinflusst werden.

Mit den Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass SRA insbesondere die sich frühzeitig einstellenden Schwindverformungen reduzieren können. Besonders positiv wirkt sich dies auf die Vermeidung von Frühschwindrissen in den ersten Tagen aus. Die Schwindreduzierung war generell in der Anfangsphase stets größer und nahm nach 187 Tagen auf Werte zwischen 30 bis 50 Prozent ab. Inwieweit das über Jahre ablaufende Trocknungsschwinden reduziert wird, kann aus diesen bis lediglich sechs Monate umfassenden Untersuchungen nicht abgeleitet werden. Die Frischbetoneigenschaften wurden durch die SRA nicht beeinflusst. Ebenso zeigten sich keine nennenswerten Änderungen in der Druckfestigkeit, der Spaltzugfestigkeit und im statischen Elastizitätsmodul. Hingegen zeigte sich, dass das Mikroluftporensystem in Betonen mit hohem Frost-Taumittelwiderstand durch die Zugabe von SRA auf Basis von Glykol und Polyglykol nachteilig beeinflusst werden kann.

Reducing of shrinkage-deformations of concrete pavements through new shrinkage-reducing agents

In addition to traffic-related stresses, concrete pavements primarily experience load-independent stresses. These are thermal deformations as well as shrinkage induced deformations. If these restraint stresses exceed the tensile strength of the concrete, cracks occur. Therefore, usually at a distance of approximately five meters joints are installed, which effectively reduce the restraint stresses.

For some time, so-called shrinkage reducing agents (SRA) have been available for reducing restraint stresses as a result of shrinkage, thereby reducing both, the shrinkage deformations at a young age as well as the drying shrinkage.

The aim was to determine, to what extent shrinkage deformations and thus potential cracks can be effectively reduced with SRA. In detail, shrinkage tests in fresh / hardened concrete as well as later at a higher age were carried out on hardened concrete. In addition, it had to be examined to what extent the other concrete properties are potentially affected.

These investigations have shown that SRA can reduce shrinkage deformations, in particular those occurring at an early stage. This has a distinctly positive effect on the prevention of early shrinkage-cracks during the first few days. The shrinkage-reduction was generally larger in the initial phase and then decreased to values between 30 and 50 percent after 187 days. The extent to which the drying shrinkage is also reduced over long periods cannot be deduced from these tests, which lasted only six months. The fresh concrete properties were not affected by the use of SRA. Furthermore, there were no significant changes in compressive strength, splitting tensile strength and in the modulus of elasticity. On the other hand, it was observed, that the micro air void system in concretes with high freeze -thaw-resistance can be adversely affected by the addition of SRA on the basis of glycol and polyglycol.

  • Kontakt

    Bundesanstalt für Straßenwesen
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  • Berichte zum Download

    Die Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen stehen ab dem Jahrgang 2003 zum Teil als kostenfreier Download im elektronischen BASt-Archiv ELBA zur Verfügung.