@phdthesis{Scholz2016, author = {Scholz, Yvonne}, title = {Dauerhaftigkeit von Beton - Wirkungsweisen von Betonzusatzstoffen zur Vermeidung einer AKR}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-42076}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2016}, abstract = {Auch 75 Jahre nach einem ersten dokumentierten Schadensfall stellt die Alkali-Kiesels{\"a}ure-Reaktion (AKR) ein aktuelles Problem dar. International werden derartige Sch{\"a}den durch diese chemische Reaktion durch die Verwendung von mineralischen Betonzusatzstoffen im Beton maßgeblich vermindert. Einen besonderen Einfluss hat dabei das gel{\"o}ste Aluminium aus den Zusatzstoffen, deren Wirkungsweise aber noch nicht ausreichend gekl{\"a}rt ist. Die vorliegende Arbeit besch{\"a}ftigt sich mit der Aufkl{\"a}rung und dem Vergleich der Wirkungsweise aluminiumhaltiger Betonzusatzstoffe unterschiedlicher Art und Herkunft und deren Wechselwirkungen sowohl mit der Porenl{\"o}sung als auch der Zementsteinmatrix. Die Spannweite der untersuchten Zusatzstoffe (ZS) reicht dabei von rein siliciumhaltigen ZS, wie Microsilica, {\"u}ber aluminium-/siliciumhaltige (z.B. Metakaolin) bis hin zu rein aluminiumhaltigen ZS. Als Ausgangspunkt wurden Betonproben mit einer alkalireaktiven Gesteinsk{\"o}rnung (GK) untersucht, bei denen ein teilweiser Austausch des Zementes durch die ZS mit unterschiedlichen Aluminiumgehalten erfolgte. Anhand der Dehnungen der Betonbalken, gelagert bei 40°C (Nebelkammer), konnten erste deutliche Unterschiede hinsichtlich der dehnungsreduzierenden Wirkung der ZS in Abh{\"a}ngigkeit von der Lagerungsdauer unter konstanten Bedingungen gezeigt werden. In einem zweiten Schritt galt es, dass L{\"o}severhalten der ZS in alkalischer L{\"o}sung unterschiedlicher Konzentrationen (1M bzw. 0,1M KOH-L{\"o}sung) sowohl bei 40°C als auch bei 80°C und mit unterschiedlichen Feststoff/Laugenverh{\"a}ltnissen zu untersuchen. Es konnte nachgewiesen werden, dass sowohl Silicium als auch Aluminium in ausreichender Konzentration aus dem ZS gel{\"o}st werden m{\"u}ssen, wobei das Si/Al-Verh{\"a}ltnis entscheidend f{\"u}r eine dauerhafte AKR-vermeidende Wirkung im Beton ist. Untersuchungen an Zement/ZS-Mischungen sollten neue Erkenntnisse {\"u}ber die stofflichen Ver{\"a}nderungen sowohl am erh{\"a}rteten Zementstein als auch in der ausgepressten Porenl{\"o}sung liefern, die wesentlich durch die ZS beeinflusst werden. Der Vergleich mit den Dehnungen des Betonversuchs zeigte, dass die ZS, die neben Al auch Si in ausreichender Konzentration l{\"o}sen, im Wesentlichen sowohl durch die Absenkung der Hydroxid- und Alkaliionenkonzentration als auch durch die Bildung zus{\"a}tzlicher C-S-H- und/oder C-A-S-H-Phasen eine Dehnungsreduzierung bewirken. Dar{\"u}ber hinaus zeigte sich, dass die Mischung eines silicium- mit einem aluminiumreichen ZS in gleichen Anteilen zwar erm{\"o}glicht, die Wirkungen eines nachweislich AKR-vermeidenden ZS auf die Porenl{\"o}sung und die Zementsteinmatrix ann{\"a}hernd nachzustellen, die langfristige Dehnungsreduzierung mit dieser Mischung im Beton jedoch nicht erreicht werden konnte. Folglich gibt es neben den nachgewiesenen Wechselwirkungen zwischen ZS und alkalischer L{\"o}sung bzw. Zementsteinmatrix weitere Reaktionen insbesondere auch mit der GK, die entscheidend f{\"u}r die dauerhafte Vermeidung einer AKR im Beton durch die Zugabe von ZS sind.}, subject = {Alkali-Kiesels{\"a}ure-Reaktion; AKR; Beton; Zusatzstoffe; Vermeidung; Alkali-silica reaction; ASR; Supplementary cementing materials SCMs; Durability; Concrete; Beton; Betonzusatzstoff; Alkali-Kiesels{\"a}ure-Reaktion}, language = {de} }