Beurteilung der Alkaliempfindlichkeit von Gesteinskörnungen und/oder Beurteilung der Alkaliempfindlichkeit von Beton

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1 ALKALIREAKTION Prüfungen im IMP Ziel Beurteilung der Alkaliempfindlichkeit von Gesteinskörnungen und/oder Beurteilung der Alkaliempfindlichkeit von Beton Petrographie Petrographie nach CH Normen Feinmörtel bzw. Mörteltest 7 Tage Microbar-Test (AFNOR XP ) 14 Tage Mörtel-Schnellprüfverfahren (Alkali-Richtlinie DAfStb) 28 Tage Mörtel-Alternativprüfverfahren (Alkali-Richtlinie DAfStb) Betonprüfverfahren - Laborbetone 60 C Beton-Performance-Test (AFNOR P ) 60 C Betonversuch (Alkali-Richtlinie DAfStb) 40 C Nebelkammertest (Alkali-Richtlinie DAfStb) Betonprüfverfahren - Baustelle bzw. Bauwerk 38 C Bohrkern-Restdehnungstest Anmerkung: 1. Der Microbar-Test (AFNOR XP ) wird durch Kooperationspartner in der Schweiz durchgeführt. Alle anderen Prüfungen erfolgen bei IMP in Oberbuchsiten. 2. Bei den Feinmörtel bzw. Mörteltest empfiehlt IMP das Alternativprüfverfahren nach der Alkali- Richtlinie des DAfStb.

2 Alkali-Aggregat-Reaktion (AAR) Microbar-Test SIA MB 2042 Beurteilung der Alkaliempfindlichkeit von Gesteinskörnungen. 12 Prüfkörper: (10 x 10 x 40) mm für Dehnung (3 Mischungen) Lagerung: Wasserdampf und 6 h bei 150 C Autoklavbehandlung Längenänderung: (0-Messung) und nach Autoklavbehandlung Durchführung / Mix Design Gesteinskörnung (g) als Mahlgut 0,16...0,63 mm Feinmörtel mit z/g = 2, z/g = 5 und z/g = 10 w/z = 0,3 mit Endkonzentration von 1,5 % Na 2 O-Äquivalent im Zement (z) durch NaOH Zudosierung Klassifizierung Alkaliempfindlichkeit der Gesteinskörnung NR = nicht reaktiv PR = potentiell reaktiv PRP = potentiell reaktiv mit Pessimum Effekt Gesteinskörnungen mit PR oder PRP erfordern einen Betonversuch

3 Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) Mörtel-Schnellprüfverfahren DAfStb Alkali-Richtlinie Beurteilung der Alkaliempfindlichkeit von Gesteinskörnungen. 3 Prismen (40 x 40 x 160) mm 1 molare NaOH-Lösung (80 ± 2) C Längenänderung: 1 (0-Messung), 2, 5, 9, 14 Tage Durchführung / Mörtelzusammensetzung w/z = 0,47, Gesteinskörnung/z = 2,25 CEM I 32,5 R mit (1,3 ± 0,1) M.-% Na 2 O-Äquiv. Definierte Sieblinie bis 4 mm der Prüfkörnung Dehnung [mm/m] Mittelwert Grenzwert Zeit [Tage] Gesteinskörnungen mit einer Dehnung ε 1,0 mm/m 13 Tage nach der Nullmessung gelten als unbedenklich hinsichtlich Alkalireaktion nach der Alkali-Richtlinie des DAfStb. Bei Dehnung ε > 1,0 mm/m wird ein Betonversuch angeschlossen.

4 Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) Mörtel-Alternativprüfverfahren DAfStb Alkali-Richtlinie Beurteilung der Alkaliempfindlichkeit von Gesteinskörnungen. 3 Prismen (40 x 40 x 160) mm Lagerung über Wasserbad bei 70 C Längenänderung: 1 (0-Messung), 14, 21, 28 Tage Durchführung 450 g CEM I 32,5 R mit (1,3 ± 0,1) M.-% Na 2 O-Äquiv. 450 g Prüfkörnung 0,5/1 mm 450 g Prüfkörnung 1/2 mm 450 g Natursand 0,1/0,5 mm unbedenklich gegenüber AKR w/z = 0,5 2,5 M.% Na 2 O-Äquiv. im Mörtel durch NaOH-Zugabe 3 Dehnung [mm/m] Grenzwert Mittelwert Zeit [Tage] Gesteinskörnungen mit einer Dehnung ε 1,5 mm/m nach 28 Tagen gelten als unbedenklich hinsichtlich Alkalireaktion nach der Alkali-Richtlinie des DAfStb. Bei Dehnung ε > 1,5 mm/m kann ein Betonversuch angeschlossen werden.

5 Alkali-Aggregat-Reaktion (AAR) Beton-Performance-Test SIA MB 2042 Nachweis des Widerstandes des Beton gegenüber schädigender Alkalireaktion im Betonversuch. 3 Prismen (75 ± 5 x 75 ± 5 x 280 ± 10) mm für Dehnung Lagerung (60 ± 2) C und RH > 98 % Längenänderung: 1 (0-Messung), 28, 56, 84, 112, 140 Tage Durchführung / Mix-Design Labormischung der zu prüfenden Betonzusammensetzung mit angepasstem Na 2 O-Äquivalent. Der Beton hat bestanden wenn nach 5 bzw. 12 Monaten festgelegte Grenzwerte (in Abhängigkeit von der Zusammensetzung) eingehalten werden.

6 Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) 60 C Betonversuch DAfStb Alkali-Richtlinie Beurteilung der Alkaliempfindlichkeit von Gesteinskörnungen im Betonversuch. 3 Prismen (75 ± 5 x 75 ± 5 x 280 ± 10) mm für Dehnung Lagerung (60 ± 2) C und RH > 98 % Längenänderung: 1 (0-Messung), 28, 56, 84, 112, 140 Tage Durchführung / Mix-Design 400 kg/m³ CEM I 32,5 R mit (1,3 ± 0,1) M.-% Na 2 O-Äquiv. 400 kg/m³ NA-Zement zum Vergleich w/z = 0,5 70% Prüfkörnung 2/22,4 (oder 2/16) 30% Sand unbedenklich gegenüber AKR Die Prüfung gilt als bestanden wenn die Dehnung ε nach 140 Tagen Lagerung weniger als 0,30 mm/m beträgt.

7 Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) Beton Nebelkammer 40 C DAfStb Alkali-Richtlinie Beurteilung der Alkaliempfindlichkeit von Gesteinskörnungen 3 Prismen (100 x 100 x 500) mm Dehnung Würfel (300 x 300 x 300) mm (Rissbildung visuell) Lagerung bei (40 ± 2) C bei RH > 99% (Nebelkammer) Längenänderung: 1 (0-Messung), 7, 28 Tage, monatlich bis 9 Monate Durchführung / Mix Design 400 kg/m³ CEM I 32,5 R mit (1,3 ± 0,1) M.-% Na 2 O-Äquiv. 400 kg/m³ NA-Zement zum Vergleich (NA = alkaliarmer Zement) w/z = 0,5 70% Prüfkörnungen im Kornbereich 2/22.4 oder 2/16 30% Sand unbedenklich Dehnung [mm/m] Tage Prüfzement, Na2O- Äquiv.: 1,00 M.-%, Kaliumsulfatzugabe: 8,5 g/kg Zement NA-Zement, Na2O- Äquiv.: 0,60 M.-%, Kaliumsulfatzugabe: keine Grenzwert nach Alkali- Richtlinie Gesteinskörnungen mit einer Dehnung am Betonbalken von ε 0,6 mm/m nach 9 Monaten und keinen Rissbildungen am Würfel gelten als unbedenklich hinsichtlich Alkalireaktion nach der Alkali-Richtlinie des DAfStb.

8 Alkali-Aggregat-Reaktion (AAR) Bohrkern-Restdehnungs-Test in Anlehnung an LPC 44 Beurteilung des Widerstandes einer Betonzusammensetzung (Mix-Design) gegenüber schädigender Alkalireaktion im Beton (aus Probewürfel bzw. Bauwerk) Beurteilung der potentiellen Restdehnung eines Betonbauwerkes 3 Bohrkerne ø 50 mm, L 160 mm oder 3 Bohrkerne ø 100 mm, L 250 mm Lagerung bei (38 ± 2) C bei RH > 99% (Behälter) Längenänderung: 1 (0-Messung), 7, 14 28, 56, 84, 112 und 140 Tage nach Entnahme ggf. weitere Messungen Durchführung Bohrkern des Betons aus Prüfkörpern bzw. Bauwerk Dehnung [mm/m] Wochen dia dib dic diia diib diic Mittelwert ε < 0,30 mm/m nach 5 Monaten = hoher AAR Widerstand für Betone bei Probenahme bis 60 Tage nach Herstellung ε < 0,20 mm/m zwischen 1. und 5. Monat nach Einlagerung = geringe Restgefährdung

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