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Schadenskategoriespezifische Bewertung von AKR-Prüfverfahren

BASt-Bericht S 145

Frank Weise, Daniel Werner, Bärbel Maier, Gerd Wilsch, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin
62 Seiten
Erscheinungsjahr: 2020
Projektnummer: 29.0325
Preis: 0,00 €

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

Ausgehend von den verstärkt auftretenden AKR-Schäden an den vor 2005 hergestellten BAB-Abschnitten verfolgte das Forschungsvorhaben zwei Ziele. So sollte einerseits die Ursache für die mit der AKR-Schadensentwicklung einhergehende Dunkelfärbung der Oberfläche der Betonfahrbahndecke im Fugenbereich ermittelt werden. Andererseits galt es, ausgehend von der Zustands- und Schadenserfassung das AKR-Restschädigungspotenzial der Prüfkörper aus je drei ein- und zweischichtig ausgeführten, unterschiedlich stark AKR-geschädigten BAB-Abschnitten vergleichend zu bewerten. Folgende Ergebnisse wurden unter anderem erzielt:

1. Dunkelfärbung

Experimenteller Nachweis mit kombinierter insitu- Feuchtemessung mit Radar (integral) und NMR (tiefenaufgelöst), dass Dunkelfärbung der Oberfläche der Betonfahrbahndecke im Fugenbereich auf eine erhöhte Durchfeuchtung der Betonrandzone zurückzuführen ist; erfolgreiche Validierung der ZfP-Ergebnisse mit Darr-Wäge-Versuch.

2. Zustand beprobter BAB-Abschnitte und schadenskategoriespezifische Bewertung der AKR-Prüfverfahren:

  • Auffinden von Horizontalrissen im Bereich der Querscheinfuge bei allen AKR-geschädigten BAB-Abschnitten,
  • Ermittlung mittlerer Eindringtiefen bei Natrium von maximal 20 bis 45 mm und bei Chlorid von maximal 15 bis 60 mm im Entnahmezustand; keine Korrelation mit der AKR-Schadenskategorie des jeweiligen BAB-Abschnitts,
  • Nachweis gleichzeitig auftretender SEB bei allen AKR-geschädigten BAB-Abschnitten im Entnahmezustand,
  • keine signifikante Verminderung der Spaltzugfestigkeit durch die verstärkte AKR am Plattenrand,
  • Ermittlung eines erhöhten AKR-Restschädigungspotenzials bei vier der sechs beprobten BAB-Abschnitte primär mittels AKR-Performanceprüfungen,
  • Ermittlung höherer Dehnungen bei Performanceprüfungen aus Ober- und Unterbeton bestehenden Halbschalen, als an separat aus Ober- und Unterbeton gewonnenen Prismen,
  • Unauffälliges Verhalten nahezu aller bei der Performanceprüfung auffälligen Bestandsbetone im 40°C- und 60°C-Betonversuch; vermutete Ursache: mit LIBS nachgewiesene hohe und tiefreichende Auslaugung der Alkalien.

Evaluation of ASR testing methods in relation to specific damage categories

Our research project had two aims in addressing the increased occurrence of ASR damage on German motorway sections built before 2005: firstly, to establish the cause of the darker discolouration around the joints of concrete road surface that occurs in conjunction with ASR damage. Secondly, based on the status and damage report, it aimed to comparatively evaluate the residual ASR damage potential of test samples from three federal motorway sections of one-layer and three of twolayer pavement, showing different levels of ASR damage. We obtained the following results (among others):

1. Dark discolouration

Experimental evidence using non-destructive testing methods showing that dark discolouration of concrete road surfaces near joints is due to increased moisture in the concrete boundary zone: NDT findings successfully validated by weighing and drying test.

2. Condition of sampled motorway sections and evaluation of ASR test methods used:

  • discovery of horizontal cracks located near transverse contraction joint in all motorway sections with ASR damage,
  • determination of maximum mean penetration depth of sodium from 20 to 45 mm and of chloride from 15 to 60 mm in sample as extracted; no correlation with the ASR damage category of the relevant motorway section,
  • evidence of simultaneous occurrence of DEF on all ASR-damaged motorway sections in sample as extracted,
  • no significant reduction of splitting tensile strength due to increased ASR at slab edge,
  • increased ASR residual damage potential found on four of the six motorway sections tested primarily with ASR performance tests,
  • increased expansion found during performance tests on half shells consisting of upper and lower concrete compared to prisms taken separately from upper and lower concrete,
  • 40°C and 60°C concrete tests revealed no noticeable reactions in almost all existing concrete types that showed irregularities in the performance test. Suggested cause: high and deep levels of alkali leaching determined by LIBS.
  • Kontakt

    Bundesanstalt für Straßenwesen
    Brüderstraße 53
    51427 Bergisch Gladbach
    Info-Service
    Telefon: 02204 43-9101
    Fax: 02204 43-2550
    info@bast.de

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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.