Martina Schnellenbach-Held, Angelika Eßer, Roman Johansen

• Fahrbahndeckenbetone sind frei bewitterte Verkehrsflächen und werden der Expositionsklasse XF4 „Frostangriff mit Taumittel“ zugeordnet. Zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit wird ein hoher Frost-Tausalz-Widerstand gefordert. Dazu werden luftporenbildende Zusatzmittel eingesetzt. Zur frühzeitigen Qualitätskontrolle werden die Luftgehalte auf der Baustelle mit Luftgehaltsprüfgeräten am Frischbeton geprüft. Dazu muss ihre Messgüte sichergestellt sein. Auf Basis von theoretischen und praktischen Studien wurde die Konzeption einer Prüfmethode erarbeitet, die eine Beurteilung der Messgüte der unterschiedlichen LP-Gehaltsprüfer ermöglicht. Dazu wurden im Zuge gerätetechnischer Vergleichsuntersuchungen die Luftporengehalte an zuvor festgelegten Betonrezepturen mit ausgewählten national und international genormten Luftporengehaltsprüfern sowie nicht-genormten Alternativen nach einem einheitlichen Prüfregime bestimmt. Vorgeschaltet waren die Konzepterstellung für die Bewertung der Messgüte von Luftgehaltsprüfern, die Erarbeitung eines einheitlichen Prüfregimes, die Festlegung von Grundrezepturen (jeweils ein Ober- und ein Unterbeton) und deren betontechnologischen Variationen. Bei den Laboruntersuchungen erfolgte zur parallelen Datenauswertung und Präzisionsbestimmung einzelner Luftgehaltsprüfer die Erfassung maßgeblicher Frischbetonkennwerte. An ausgewählten Rezepturen wurden zusätzlich Luftporenkennwerte am Festbeton ermittelt und ebenfalls extern mit dem Ziel kontrolliert, eine Übertragbarkeit von Luftporengehalts-Messergebnissen am Frischbeton auf den Luftporengehalt im Festbeton valide einschätzen zu können. Die Erfassung ausgewählter Festigkeitskennwerte ermöglichte weiterhin die Reflexion zu den in der Baupraxis eingesetzten Ober- und Unterbetonen. Die konventionell mit dem Druckausgleichsverfahren ermittelten Luftporengehalte wurden durch die Art der Prüfausführung, z. B. die Verdichtungsart und -intensität, die Anzahl der verdichteten Betonlagen und die Fertigkeit des Laboranten, beeinflusst. Zudem spielten die Mischtechnik und die Temperatur sowie die Behandung des Frischbetons beim Transport und Einbau eine maßgebende Rolle. Bei den Ergebnissen der Vergleichsuntersuchungen zeigte sich, dass die betontechnologischen Kennwerte, wie Zementgehalt, Größtkorn, anzustrebender LP-Gehalt und w/z-Wert zum Teil eine erhebliche Auswirkung auf die Qualität der Messwertbildung besaßen. Ein gerätetechnischer Vergleich bei der praxisüblichen konventionellen Prüftechnik verschiedener Hersteller ergab, dass trotz gleicher Nutzungsdauer und Kalibrierungsrate bei baugleichen Modellen individuelle Unterschiede in der Messwertgüte festgestellt wurden. Alternative Prüftechnik wie das HYDRO_5, die auf dem Wassersäulenprüfverfahren und einem Arbeitsdruck von 2 bar basiert und das Super Air Meter (1 bar Arbeitsdruck) erwiesen sich in der Regel als hinreichend präzise.
• Road surface concretes are freely weathered traffic surfaces and are assigned to exposure class XF4 "Frost attack with de-icing agent". To ensure durability, a high resistance to frost and de-icing salt is required. Air-entraining additives are used for this purpose. For early quality control, the air content is tested on fresh concrete at the construction site using air content testers. For this purpose, their measurement quality must be ensured. Based on theoretical and practical construction studies, a test method was developed that allows the measurement quality of the various air content testers to be assessed. For this purpose, air void contents were determined on previously defined concrete mix designs with selected, nationally and internationally standardized air void content testers as well as non-standardized alternatives according to a uniform test regime in the course of comparative equipment tests. This was preceded by the development of a concept for the evaluation of the measurement quality of air entrainment testers, the development of a uniform testing regime, the design of basic mixtures (a top and bottom concrete) and their concrete technology variations. During the laboratory tests, relevant fresh concrete parameters were recorded for parallel data evaluation and precision determination of individual air content testers. In addition, air entrainment parameters were determined on hardened concrete using selected mix designs and also checked externally with the aim of being able to validly assess the transferability of air entrainment measurement results in fresh concrete to the air entrainment content in hardened concrete. The recording of selected strength parameters also made it possible to reflect on the top and bottom concretes used in construction practice. The air void contents determined conventionally by the pressure equalization method was influenced by the type of test execution, e.g. the type and intensity of compaction, the number of compacted concrete layers and the skill of the laboratory technician. In addition, the mixing technique, the temperature and the handling of the fresh concrete during transportation and installation also played a decisive role. The results of the comparative tests showed that the concrete technology parameters, such as cement content, maximum aggregate size, target LP content and w/c ratio, had a considerable effect on the quality of the measured values in some cases. A technical comparison of conventional testing equipment from different manufacturers showed that, despite the same service life and calibration rate, individual differences in the quality of the measured values were found for identical models. Alternative testing techniques such as the HYDRO_5 which is based on the water column test method and a working pressure of 2 bar, and the Super Air Meter (1 bar working pressure) generally proved to be sufficiently precise.