BTU-SP-Schnelltest zur Beurteilung der Alkaliempfindlichkeit von Gesteinskörnungen
Entwicklung eines direkten Prüfverfahrens
Bachmann, Robert / Hünger, Klaus-Jürgen / Scholz, Yvonne / Hahn, Ulrich
In der Alkali-Richtlinie des DAfStb vom Februar 2007 ist erstmals ein verbindlicher Mörtelschnelltest zur Prüfung gebrochener Gesteinskörnungen enthalten. Das Referenzverfahren basiert auf dem Verfahren nach Franke, als Alternativverfahren ist der Test nach Stark angegeben. Hauptproblem bei der Anwendung von Mörtelschnelltests ist die nicht absolut zuverlässige Aussagefähigkeit über die Reaktivität von Gesteinskörnungen. Beim Vergleich mit dem Betonversuch nach Alkali-Richtlinie Teil 3 zeigen sich teilweise deutliche Differenzen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens 14691BR „Direktes Prüfverfahren zur Alkaliempfindlichkeitsbeurteilung von Gesteinskörnungen“ der Forschungsgemeinschaft Mineralische Rohstoffe e.V. wurden nun Untersuchungen an über 130 Gesteinskörnungen (weit über 70 verschiedene Gesteinsarten) durchgeführt. Darauf aufbauend wurde ein direkt am Gesteinskorn durchführbares chemisches und physikalisches Prüfverfahren entwickelt, mit dem es innerhalb kurzer Zeit (maximal 14 Tagen) möglich ist, Gesteinskörnungen für Beton hinsichtlich ihrer Alkaliempfindlichkeit sicher zu beurteilen. Die Vorteile des BTU-SP-Verfahrens lassen sich wie folgt zusammenfassen: – Direkte Prüfung der Körnung, ähnlich dem Teil 2 der Alkali-Richtlinie, – Prüfung chemischer und physikalischer Eigenschaften, basierend auf grundlegenden Erkenntnissen über die ablaufenden Reaktionsmechanismen. – Die Messwerte liegen bereits nach maximal 14 Tagen vor. – Das Prüfverfahren lässt eine Abstufung in der AKR-Empfindlichkeit zu. – Die Mörtelrezeptur (w/z), der Alkaligehalt des Zements und ggf. eine Alkalizufuhr von außen sowie die Wasseraufnahme der Gesteinskörnung haben keinen Einfluss auf die Messwerte. – Für alle Gesteinsarten lässt sich ein einheitlicher Grenzwert definieren. – Mit diesem Prüfverfahren wird die Systematik der Gesteinskörnungsuntersuchungen zur AKR in der Weise wieder hergestellt, dass nunmehr sowohl für Opalsandstein und Flinte als auch für Gesteine nach Teil 3 und weitere Gesteine, die noch nicht in der Alkali-Richtlinie verankert sind, direkte Verfahren zur Prüfung von Gesteinskörnungen vorliegen. Zusätzlich kann ebenfalls in Analogie zum Teil 2 der Alkali-Richtlinie auch für Gesteine nach Teil 3 die Empfindlichkeitsklasse E II-S eingeführt werden. Sie ermöglicht eine notwendige feinere Abstimmung der Alkaliempfindlichkeiten für einen zu konzipierenden Performance-Test. – Development of a direct test method for assessing the alkali sensitivity of aggregates – the BTU-SP accelerated test – For the first time the Alkali Guidelines issued by the DAfStb (German Committee for Reinforced Concrete) in February 2007 contain a mandatory accelerated mortar test for testing crushed aggregates. The reference method is based on the Franke method, and the Stark test is given as an alternative. The main problem when using accelerated mortar tests is that the information about the reactivity of the aggregates is not absolutely reliable. In some cases there are significant differences from the concrete test specified in Part 3 of the Alkali Guidelines. Investigations were carried out on more than 130 aggregates (covering more than 70 different types of rock) as part of the Research Association of Mineral Raw Materials’ research project 14691BR entitled “Direct test method for assessing the alkali sensitivity of aggregates”. From this was developed a chemical and physical test method that can be carried out directly on the aggregate with which the alkali sensitivity of aggregates for concrete can be assessed reliably in a short time (maximum of 14 days). The advantages of the BTU-SP method can be summarized as follows: – Direct testing of the particulate material, similar to Part 2 of the Alkali Guidelines. – Testing of chemical and physical properties, based on fundamental understanding of the reaction mechanisms taking place. – The measured values are available after a maximum of 14 days. – The test method permits classification of ASR sensitivity. – The mortar mix formulation (w/c), the alkali content of the cement and possibly external introduction of alkalis as well as the water absorption of the aggregate have no influence on the measured values. – A uniform limit can be defined for all types of rock. – This test method means that the system for examining aggregates for ASR has been re-established so that direct methods for testing aggregates are now available both for opaline sandstone and flints and also for rocks specified in Part 3 as well as for other rocks that are not yet covered in the Alkali Guidelines. The sensitivity class E II-S can also be introduced for rocks specified in Part 3 in analogy with Part 2 of the Alkali Guidelines. It makes it possible to carry out the fine tuning of the alkali sensitivity that is needed for a performance test that is still to be designed.
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beton 4/2009 ab Seite 138
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