TY - JOUR A1 - Giebson, C. A1 - Voland, Katja A1 - Ludwig, H.-M. A1 - Meng, Birgit T1 - Untersuchungen zur Alkali-Kieselsäure-Reaktion in vorgeschädigten Fahrbahndeckenbetonen JF - Beton- und Stahlbetonbau N2 - In Betonbauteilen unter gleichzeitiger zyklischer Beanspruchung und externer Alkalizufuhr ist die Gefahr von Schäden infolge oder unter Mitwirkung einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) besonders hoch. Dies betrifft insbesondere Fahrbahndecken, bedingt durch den zunehmenden Schwerlastverkehr und den winterlichen Auftrag des Enteisungsmittels NaCl. Speziell die Rolle einer mechanischen Vorschädigung des Betons infolge der Verkehrsbeanspruchungen auf den Ablauf einer AKR ist dabei aber noch nicht in ausreichendem Umfang geklärt. Ein Teil der dazu seit 2012 durchgeführten Untersuchungen im Rahmen der DFG-Forschergruppe 1498 soll im Folgenden vorgestellt werden. Es zeigte sich, dass eine AKR in definiert mechanisch vorgeschädigten Betonprobekörpern mit alkalireaktiven Gesteinskörnungen und unter äußerer Alkalizufuhr vor allem früher beginnt als in äquivalenten Probekörpern ohne Vorschädigung. Grund dafür ist das schnellere und tiefere Eindringen von Wasser und insbesondere gelöstem NaCl in den Beton, wodurch Na-Ionen als Reaktionspartner für eine AKR früher und langfristig auch in größerer Menge verfügbar sind.------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ In concrete elements, simultaneously subjected to cyclic loadings and external alkalis, the risk for damages caused by or under participation of an alkali-silica reaction (ASR) is particularly high. This concerns especially concrete pavements due to the increasing heavy load traffic and the wintry application of NaCl deicer. Notably the role of a mechanical pre-damage of concrete caused by traffic loadings on the course of the ASR is largely unclear. A part of the investigations that has been conducted since 2012 into this issue within the scope of the DFG (German research foundation) funded research group 1498 shall be introduced in the following. It was evident that an ASR in defined mechanically pre-damaged concrete prisms with alkali-reactive aggregates and under an external supply of alkalis started earlier than in equal prisms without a pre-damage. The reason for this is the faster and deeper ingress of water and particularly of dissolved NaCl into the concrete, by what Na ions as reaction partner for an ASR are available earlier and, in the long-term, in greater amounts too. KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - AKR KW - Äußere Alkalizufuhr KW - Fahrbahndeckenbetone KW - Mechanische Vorschädigung KW - Versuche KW - Korrosion KW - Baustoff PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1002/best.201400094 SN - 0005-9900 SN - 1437-1006 VL - 110 IS - 1 SP - 13 EP - 21 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-32431 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Przondziono, R. A1 - Timothy, J.J. A1 - Nguyen, M. A1 - Weise, Frank A1 - Breitenbücher, R. A1 - Meschke, G. A1 - Meng, Birgit T1 - Vorschädigungen in Beton infolge zyklischer Beanspruchungen und deren Auswirkung auf Transportprozesse im Hinblick auf eine schädigende AKR JF - Beton- und Stahlbetonbau N2 - Auf Grundlage der Zielsetzung der Forschergruppe 1498 beschäftigt sich dieser Beitrag mit den Auswirkungen einer zyklischen mechanischen Belastung im Vierpunktbiegeversuch auf das Transportverhalten in Betongefüge. Hierzu wurde zunächst die Degradation des Mikrogefüges mittels Ultraschallmessungen sowie rissmikroskopischen Untersuchungen an Dünnschliffen charakterisiert. Mit dem Ziel der numerischen Modellbildung wurden Untersuchungen zum Wassereindringverhalten durchgeführt. Es wurden u. a. das Wassereindringverhalten über die Zeit und der Einfluss von Vorschädigungen experimentell geprüft. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen zu den Einzelprozessen des Ionentransports in poröses Gefüge wurde ein mikromechanisches Mehrskalenmodell entwickelt, welches es ermöglicht, die Wirkung der Vorschädigung auf gekoppelte Feuchte- und Ionentransportprozesse vorherzusagen. Das Modell berücksichtigt die Topologie und räumliche Verteilung der Mikrorisse und deren Einfluss auf die Ionendiffusivität. Die numerische Simulation liefert bei anisotroper Verteilung der Mikrorisse eine erhöhte Alkali-Eindringtiefe. ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- According to the goals of the research group 1498, this paper deals with the effects of cyclic flexural loading in a four-point bending test on the fluid transport processes within a concrete structure. Therefore, the degradation of the microstructure is characterized through ultrasonic wave measurements as well as microscopic crack analysis. In order to numerically model these processes, experiments on the penetration behavior of water into the concrete were carried out. The penetration behavior over time as well as the influence of degradation on the water transport were investigated. To predict the influence of concrete degradation on alkali diffusivity, a multi-scale continuum micromechanics model is incorporated into the numerical model, which accounts for the topology and the three-dimensional distribution of microcracks. As expected, the numerical simulation predicts larger alkali-penetration in pre-damaged concrete. Regarding the micro-crack distribution, an anisotropic distribution of micro-cracks tangential to the direction of the alkali and water flux increases their penetration depth. KW - Alkali-Kieselsäure-Reaktion KW - Baustoffe KW - Degradation KW - Ionentransport KW - Mikromechanik KW - Modellierung KW - Straßenbeton KW - Transportprozesse KW - Vorschädigung KW - zyklische Belastung KW - Korrosion KW - Versuche KW - Fahrbahn KW - Cyclic loading KW - Transport process KW - Schädigende AKR KW - ASR damage PY - 2015 DO - https://doi.org/10.1002/best.201400095 SN - 0005-9900 SN - 1437-1006 VL - 110 IS - 1 SP - 3 EP - 12 PB - Ernst CY - Berlin AN - OPUS4-33039 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -