Erarbeitung eines Performance-Prüfverfahrens auf Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) bei Einsatz von Steinkohlenflugasche (SFA) in Beton - Variation von Vorlagerungszeiten und Erarbeitung von Kriterien

Projektnummer 329

Die langjährigen Erfahrungen mit Flugasche in Beton zeigen, dass Flugasche erfolgreich zur Vermeidung von Schäden durch Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) eingesetzt werden kann. Dabei reagieren die Alkalien aus dem Bindemittel mit reaktiver Kieselsäure aus der Gesteinskörnung und bilden ein Gel, dessen Volumen stetig zunimmt und zur Gefügezerstörung führt. Der Flugascheeinsatz in solchen Bindemitteln führt zum einen zur Erniedrigung des Gesamtalkaligehalts und auch zu einer erhöhten Alkalieinbindung in die Reaktionsprodukte der Flugasche.

Die bisher durchgeführten Untersuchungen haben dazu geführt, dass Flugasche unter bestimmten Bedingungen in Verbindung mit normalen Zementen in Betonen mit AKR-gefährdeten Gesteinskörnungen eingesetzt werden kann. Die prüftechnischen Nachweise wurden bisher durch Lagerung in einer 40°C-Nebelkammer erbracht. Die Prüfung ist anerkannt, nimmt jedoch sehr viel Zeit in Anspruch (bis zu einem Jahr).
Mit der Überarbeitung der Alkalirichtlinie des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) wurde nun auch eine Performance Prüfung als alternative Prüfmethode eingeführt, die sich zunehmend in der Praxis durchsetzt. Die Methode arbeitet bei 60 °C, die höhere Temperatur führt zu einer kürzeren Untersuchungsdauer. Bei der Untersuchung flugaschehaltiger Betone ist jedoch festgestellt worden, dass die Wirkung der Flugasche mit diesem Verfahren nur unzureichend bewertet werden kann. Bei Einschränkung der Prüfung nur auf das Performance-Prüfverfahren sind somit Anwendungseinschränkungen zu erwarten.

Zielsetzung dieses Forschungsprojekts ist die Ermittlung belastbarer Bewertungskriterien für die Beurteilung der Leistungsfähigkeit von flugaschehaltigen Betonen mit alkaliempfindlichen Gesteinskörnungen bei Prüfung mit dem für die Alkali-Richtlinie des DAfStb vorgesehenen 60°C-Performance-Prüfverfahren. Dabei soll insbesondere der Einfluss der Vorlagerung der Proben bewertet. Zusätzlich werden Erfahrungen für das in Deutschland neue Performance-Prüfverfahren gesammelt und eine Datenbasis bezüglich flugaschehaltiger Betone geschaffen.

Das Forschungsprojekt wird von Oktober 2009 bis September 2011 unter der Leitung von Prof. Detlef Heinz am Lehrstuhl für Baustoffkunde und Werkstoffprüfung der Technischen Universität München durchgeführt. Der Technische Ausschuss Kraftwerksnebenprodukte begleitet die Untersuchungen. Das Projekt ist fachlich dem VGB-Schwerpunktforschungsprogramm "Entsorgung von Reststoffen aus Kohlekraftwerken und Müllverbrennungsanlagen" (ERKOM) zugeordnet.