Eine korrosive Umwelteinwirkung stellt die Beanspruchung eines Betonbauteils mit
Sulfat dar. Generell können bei längerfristiger Einwirkung von sulfathaltigen Böden
oder Wässern Betone üblicher Zusammensetzung so angegriffen und geschädigt werden, dass
eine Einschränkung der Gebrauchsfähigkeit und Tragfähigkeit des Betons eintreten kann.
Dabei reagieren hauptsächlich die im Zementstein vorhandenen aluminathaltigen Phasen in
hydratisierter und unhydratisierter Form (hauptsächlich C3A) sowie
Calciumhydroxid (Ca(OH)2) mit dem Sulfat. Als Reaktionsprodukte können
volumenreiche Phasen wie Ettringit (s. Bild 1), Monosulfat und sekundärer Gips entstehen,
die zu einem treibenden Angriff führen.
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| Bild 1:
langnadelige Ettringitkristalle im Mörtelgefüge |
Bei starkem chemischen Angriff sind aus diesem Grund Zemente mit einem
hohen Sulfatwiderstand (HS) nach DIN 1164-1 zu verwenden. Bei diesen Zementen handelt es
sich entweder um Portlandzemente mit einem C3A-Gehalt <= 3 M.-% und einem Al2O3-Gehalt
<= 5 M.-% oder um Hochofenzemente mit mindestens 65 M.-% Hüttensand. Da die
Diffusionsgeschwindigkeit der Sulfationen maßgeblich von der Dichtheit des Porengefüges
bestimmt wird, werden nach DIN 1045 der w/z-Wert auf 0,50 und die Wassereindringtiefe auf
30 mm begrenzt. Eine Reihe von Untersuchungen sowie praktische Erfahrungen belegen, dass
der Einsatz von SAFAMENT als Betonzusatzstoff nach DIN 1045 den Sulfatwiderstand von
Mörteln und Betonen deutlich verbessern kann. Dies ist auch dann der Fall, wenn Zemente
verwendet werden, die für sich gesehen keinen hohen Sulfatwiderstand besitzen. Für die
Beurteilung der Sulfatwiderstandsfähigkeit von Zement-SAFAMENT-Kombinationen wird i.d.R.
das Flachprismenverfahren verwendet. Zur Bewertung des Sulfatwiderstandes wird bei diesem
Verfahren die Dehnungsdifferenz zwischen Mörtelprismen (Flachprismen), die in einer
Sulfatlösung (30.000 mg SO42-/l) bzw. in einer gesättigten
Calciumhydroxidlösung lagern, herangezogen. In Bild 2 sind exemplarisch die
Dehnungsdifferenzen von Mischungen mit einem Portlandzement (CEM I 32,5 R) in Kombination
mit 5 unterschiedlichen Flugaschen über einen Einlagerungszeitraum von rd. 2750 Tagen
(entspricht rd. 7,5 Jahren) zusammengestellt [VGBVÖ]. Um den Einfluß der puzzolanischen
Reaktion der Flugaschen deut-licher herauszustellen, wurde zu Vergleichszwecken ein
gemahlenes Quarzmehl etwa gleicher Feinheit als Zusatzstoff eingesetzt. Bei einem
konstanten Wasserbindemittelwert w/(z+f) von 0,50 wurden bei allen Mischungen jeweils 40
M.-% Zement gegen die gleiche Menge Zusatzstoff ausgetauscht. Dieser Einsatz der SFA
entspricht zwar nicht der praxisüblichen Anwendung, er eröffnet jedoch die Möglichkeit,
die grundsätzli-chen Wechselwirkungen zwischen Zement und SFA herauszuarbeiten. |
