Einsatz von Steinkohlenflugasche (SFA) als Betonzusatzstoff zur Vermeidung einer schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) bei alkali-empfindlichen Gesteinskörnungen

Projektnummer 245

Die langjährigen internationalen Erfahrungen mit Flugasche in Beton zeigen, dass Flugasche erfolgreich gegen AKR-Schäden eingesetzt werden kann. In Betonbauwerken mit alkaliempfindlichen Zuschlägen konnte eine AKR Schädigung durch den teilweisen Austausch von alkalireichen Zementen mit Flugasche oftmals vermieden werden.

Nach der Alkali-Richtlinie des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DafStb) darf Flugasche der Betonmischung zwar zugesetzt werden, ihre AKR-reduzierende oder -verhindernde Wirkung wird jedoch bisher nicht anerkannt. Durch den Nachweis einer AKR-verhindernden Wirkung der Flugasche könnte diese in Kombination mit alkalireichen Zementen anstelle eines NA-Zementes zur Herstellung von Betonen mit alkaliempfindlichen Gesteinskörnungen eingesetzt werden.

Geplant sind Untersuchungen an Betonen und Mörteln mit verschiedenen Flugaschen und Zementen unterschiedlichen Alkaligehaltes bei Einsatz von Gesteinskörnungen der Empfindlichkeitsklassen EII (bedingt brauchbar) und EIII (bedenklich) nach der Alkali-Richtlinie des DAfStb. Es werden neben Opalsandstein/Flint auch so genannte slow/late-Gesteine, wie Grauwacke oder gebrochener Kies vom Oberrhein, untersucht.

Die Beton- und Mörtelproben werden in der Nebelkammer (40 °C; 99 % r. F.) und im Freien gelagert. An Proben werden Dehnungs- und Ultraschalllaufzeitmessungen durchgeführt. Punktuell wird die AKR-Gelbildung mittels Dünnschliffmikroskopie erfasst. Außerdem werden die Alkaligehalte in der Porenlösung von Mörtelproben untersucht. Die Porenlösung wird dafür durch Auspressen dieser Proben gewonnen.

Das Projekt ist dem VGB-Schwerpunktforschungsprogramm "Entsorgung von Kohlekraftwerken und Müllverbrennungsanlagen" (ERKOM) zugeordnet. Es wird vom 1. Mai 2003 bis zum 31. Oktober 2005 im Institut für Baustoffe und Konstruktion der Technischen Universität München unter der Projektleitung von Prof. Detlef Heinz bearbeitet und von einer Arbeitsgruppe des Arbeitskreises "Kraftwerksnebenprodukte" fachlich begleitet. Das Vorhaben wird aus Mitteln des BMWA über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) finanziert (Vorhabennummer 13605 N).