Aspekte zur Entwicklung einer Schnellprüfmethode zum Nachweis der Alkali-Kieselsäure-Reaktion an Betonen

relativer Luftfeuchte gelagert. Nach dem Ausschalen werden die Probekörper 24 Stunden in 80 °C heißes Wasser gelegt. Anschließend wird die Länge der Prismen gemessen und als Referenzwert festgelegt. Daraufhin schließt sich eine Einlagerung der Prismen in 80 °C heiße 4 %ige Natronlauge an. Der untersuchte Zuschlag gilt als unbedenklich, wenn innerhalb von 10 Tagen eine Dehnung von 1 mm/m nicht überschritten wird. Bei Werten zwischen 1 und 2,5 mm/m wird der Zuschlag als reaktiv und bei Dehnungen über 2,5mm/m als stark reaktiv eingestuft. Die in Deutschland durchgeführten Versuche mit der NBRI – Methode zeigten, dass dieses Verfahren als Schnelltest eingesetzt werden kann. Zuschläge, die den Test nicht bestehen, müssen aber nicht zwangsläufig zu einer betonschädigenden AlkaliKieselsäure-Reaktion führen [25]. 2.5.2.2 ASTM C 227 Ein anderes internationales Prüfverfahren ist der in der amerikanischen Norm ASTM C 227 standardisierte Mörtelbalkentest. Hier werden Prüfkörper mit den Abmessungen 25 x 25 x 285 mm³ bei 38 °C in eine Nebelkammer eingelagert. Als Prüfkriterien werden die Dehnung, Verkrümmungen, Risse und Gelauscheidungen bestimmt. Der zu untersuchende Zuschlag wird nach einer vorgegebenen Sieblinie im Bereich von 0,15 bis 4,75 mm geprüft. Das Verhältnis von Zement und Zuschlag beträgt auch in diesem Fall 1:2,25. Der Wasserzementwert wird mit 0,5 festgelegt. Die mit dem Mörtelbalkentest erhaltenen Versuchsergebnisse sind nach ASTM C 227 wie folgt zu interpretieren [13]: Dehnungen des Prüfkörpers größer als 0,1 mm/m nach 6 Monaten, bzw. größer als 0,05mm/m nach 3 Monaten deuten auf eine potenzielle Alkaliempfindlichkeit hin. 2.5.2.3 Fluoreszenz - Test Eine weitere Methode zur Erkennung und Bewertung der Alkaliempfindlichkeit von Zuschlägen ist der Fluoreszenz - Test. Der Test ist eine Spektralanalyse, die unter Zugabe von Gemischen die Fluoreszenz bestrahlter Stoffe zum Nachweis und zur Identifizierung von Substanzen ausnutzt. Sind auf einer Betonfläche alkalihaltige AKR Neubildungen entstanden, so findet bei einer Beaufschlagung der Fläche mit einer schwach essigsauren Uranylacetatlösung ein Austausch von Alkali-Ionen gegen Uranylionen statt. Das Vorhandensein von Alkali-Kieselsäure-Gel wird unter UV-Licht durch ein gelblich-grünes fluoreszierendes Leuchten angezeigt. Ablagerungen sind begrenzt auf Risse, Luftporen und bestimmte Zuschlagstoffteilchen. Eine überschlägige quantitative Wertung ist anhand der Intensität und des Anteils des Fluoreszierens an der Betonfläche möglich. Eine angenommene Bewertungsskala (siehe Tab. 2-3) von 1 (kein Fluoreszieren) bis 5 (starkes und flächendeckendes Fluoreszieren) soll die Wertung vereinheitlichen. [...]

2.5.2 Internationale Prüfverfahren 2.5.2.1 NBRI – Test Als internationales zeitgemäßes Verfahren und sicherster Schnelltest hat sich der südafrikanische NBRI – Test (National Building Research Institute) durchgesetzt [25]. Dieses Verfahren wurde von vielen Ländern, darunter Italien, Frankreich und Norwegen übernommen. Auch in Ländern, wie Australien, Kanada und den USA, in denen schon lange intensive Forschungen betrieben werden, führte man den NBRI – Test ein. Aus der NBRI – Testmethode wurde auch der RILEM – Test für beschleunigte Versuche entwickelt. Das NBRI – Verfahren lässt sich in Kürze wie folgt beschreiben [25]: Der zu untersuchende Zuschlag wird auf eine Sieblinie im Bereich von 0,15 bis 0,75 mm gebrochen. Der Zement und der Zuschlag werden im Verhältnis 1:2,25 und Wasser zu einem Mörtel gemischt. Die Konsistenz wird über das Ausbreitmaß festgelegt und sollte im Bereich von 105 und 120 mm liegen. Der Mörtel wird in Prismenformen (40 x 40 x 160 mm) gefüllt, verdichtet und bei 20 °C und rund 100 % [...]

sonst gleichen Bedingungen stets geringere Schäden gegenüber Luftlagerung festgestellt [13]. Es gilt auch als ziemlich gesichert, dass wechselnde Feuchte den Reaktionsverlauf stärker beeinflusst als eine ständige Durchfeuchtung [25]. 2.4.5.3 Alkalizufuhr von außen Eine weitere Einflussgröße kann eine Alkalizuführung von außen in den Beton darstellen. Es ist möglich, dass Gesteine, Betonzusatzstoffe, Tausalze oder Meerwasser der Porenlösung Alkalienhydroxide zuführen [17]. Eine Reaktion mit alkaliempfindlichen Zuschlägen ist nur dann möglich, wenn die Alkalien als Hydroxid vorliegen. NaCl kann also nur wirksam werden, sobald das Chlorid von dem Zement in schwerlösbarer Form gebunden wird und dann NaOH gebildet werden kann. Da Zement nur eine geringe Menge Chlorid binden kann, ist die Zufuhr von NaCl von außen hinsichtlich einer schädigenden AKR wenig gefährlich [17]. [...]