Reduzierung der Schwindverformungen des Straßenbetons durch den Einsatz neuartiger Schwindreduzierer

Reducing of shrinkage-deformations of concrete pavements through new shrinkage-reducing agents

  • Fahrbahndecken aus Beton werden neben den Verkehrslasten auch durch lastunabhängige Einwirkungen beansprucht. Hierzu zählen neben den thermischen Verformungen vor allem Schwindverformungen. Überschreiten die resultierenden Zwangsspannungen die Zugfestigkeit des Betons, kann es zu einer Rissbildung kommen. Daher werden i. d. R. in einem Abstand von rd. 5 m Fugen angeordnet, welche die Zwangsspannungen wirksam reduzieren. Zur Reduktion von Zwangsspannungen infolge Schwindverformungen stehen seit geraumer Zeit sog. Schwindreduzierer (SRA) zur Verfügung, durch die sowohl die Schwindverformungen im jungen Alter als auch das Trocknungsschwinden vermindert werden können. Ziel war es, zu eruieren, inwieweit durch SRA Schwindverformungen und damit potenzielle Risse effektiv vermindert werden können. Dazu waren insbesondere Schwinduntersuchungen sowohl im frischen / erhärtenden Beton als auch im späteren Alter am erhärteten Beton durchzuführen. Daneben war auch zu untersuchen, inwieweit die Frisch- und Festbetoneigenschaften potenziell beeinflusst werden. Mit den Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass SRA insbesondere die sich frühzeitig einstellenden Schwindverformungen reduzieren können. Besonders positiv wirkt sich dies auf die Vermeidung von Frühschwindrissen in den ersten Tagen aus. Die Schwindreduzierung war generell in der Anfangsphase stets größer und nahm nach 187 Tagen auf Werte zwischen 30 bis 50 % ab. Inwieweit das über Jahre ablaufende Trocknungsschwinden reduziert wird, kann aus diesen bis lediglich 6 Monate umfassenden Untersuchungen nicht abgeleitet werden. Die Frischbetoneigenschaften wurden durch die SRA nicht beeinflusst. Ebenso zeigten sich keine nennenswerten Änderungen in der Druckfestigkeit, der Spaltzugfestigkeit und im statischen Elastizitätsmodul. Hingegen zeigte sich, dass das Mikroluftporensystem in Betonen mit hohem Frost-Taumittelwiderstand durch die Zugabe von SRA auf Basis von Glykol und Polyglykol nachteilig beeinflusst werden kann.
  • In addition to traffic-related stresses, concrete pavements primarily experience load-independent stresses. These are thermal deformations as well as shrinkage induced deformations. If these restraint stresses exceed the tensile strength of the concrete, cracks occur. Therefore, usually at a distance of approx. 5 m joints are installed, which effectively reduce the restraint stresses. For some time, so-called shrinkage reducing agents (SRA) have been available for reducing restraint stresses as a result of shrinkage, thereby reducing both, the shrinkage deformations at a young age as well as the drying shrinkage. The aim was to determine, to what extent shrinkage deformations and thus potential cracks can be effectively reduced with SRA. In detail, shrinkage tests in fresh / hardened concrete as well as later at a higher age were carried out on hardened concrete. In addition, it had to be examined to what extent the other concrete properties are potentially affected. These investigations have shown that SRA can reduce shrinkage deformations, in particular those occurring at an early stage. This has a distinctly positive effect on the prevention of early shrinkage-cracks during the first few days. The shrinkage-reduction was generally larger in the initial phase and then decreased to values between 30 and 50% after 187 days. The extent to which the drying shrinkage is also reduced over long periods cannot be deduced from these tests, which lasted only six months. The fresh concrete properties were not affected by the use of SRA. Furthermore, there were no significant changes in compressive strength, splitting tensile strength and in the modulus of elasticity. On the other hand, it was observed, that the micro air void system in concretes with high freeze -thaw-resistance can be adversely affected by the addition of SRA on the basis of glycol and polyglycol.

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Metadaten
Author:Rolf Breitenbücher, Joose Penttilä, Christoph Schulte-Schrepping
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-21327
ISBN:978-3-95606-426-5
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe S: Straßenbau (128)
Publisher:Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG
Place of publication:Bremen
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2019/02/07
Date of first publication:2019/02/07
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Contributing corporation:Ruhr-Universität Bochum. Lehrstuhl für Baustofftechnik
Release Date:2019/02/07
Tag:Beton; Betonstraße (Oberbau); Bewertung; Decke (Straße); Deckschicht; Deutschland; Festigkeit; Forschungsbericht; Nachhaltige Entwicklung; Verformung; Zement; Zusammendrückung
Cement; Compression; Concrete; Deformation; Evaluation (assessment); Germany; Research report; Rigid pavement; Strength (mater); Surfacing; Sustainability; Wearing course
Number of pages:51 Seiten
Institutes:Sonstige
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt

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