Modellierung der initialen Phase einer Betonkorrosion durch Alkali-Kieselsäure-Reaktion

Die Alkali-Kieselsäure-Reaktion ist ein gefährlicher Schadensprozess für Betonbauwerke mit sehr hohen Kosten für die Instandsetzung. Die rechnerische Modellierung dieses Schadensprozesses ist ein wichtiges Instrument zum Verständnis der vielfältigen Wechselwirkungen der Einflussgrößen und kann ein Prognoseinstrument für diesen z.T. extrem langwierigen Schadensprozess sein. Ziel des Projektes war die Modellierung der initialen Phase einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion, d.h. der chemischen und strukturellen Veränderungen im alkalireaktiven Gestein als Funktion der Zeit und unter Berücksichtigung der Gesteinsart und der Zusammensetzung der angreifenden Betonporenlösung. Damit wurde eine wesentliche Lücke bei der Modellierung der Alkali-Kieselsäure-Reaktion geschlossen. Das Simulationsmodell baut auf dem bestehenden Transport-Reaktions Modell Transreac auf. Es wurde anhand von Korrosionsexperimenten, die sich an den BTU-SP Schnelltest für Gesteinskörnung anlehnen, bei denen jedoch eine Reihe weitergehender Kenngrößen ermittelt wurden, erfolgreich getestet. Details der einzelnen Teilprozesse innerhalb der Gesteine (Transportprozesse, in Lösung gehen von Bestandteilen der Gesteine, Phasenneubildungen) wurden untersucht.

Stichworte

• Alkalireaktion
• Beton
• Dauerhaftigkeit
• Simulation

Publikationen

• Türk, S.: Einfluss der Gesteinskörnung auf den Alkaligehalt eines zementgebundenen Baustoffs. Hamburg, 2011.
• Lautz, J.: Ermittlung von materialspezifischen Ionendiffusionskoeffizienten. 2013.
• , Hrsg.: Jehn, C.; Schmidt-Döhl, F.: Rechnerische Simulation der beginnenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion. Tagung Bauchemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker, Hamburg, 6.-7.10.2011. GDCh Monographie Band 44, S. 364-368, ISBN 978-3-936028-69-0, 2011. , 2011.
• , Hrsg.: Jehn, C.; Schmidt-Döhl, F.: Simulation of Transport Processes and Chemical Reactions in Building Materials. 8th German Conference on Chemoinformatics. Goslar, 11.-13.11. 2012, Journal of Cheminformatics 2013 5(Suppl 1):P13., 2013.
• , Hrsg.: Jehn, C.; Schmidt-Döhl, F.: Transport process and chemical reaction in siliceous rock particles at the beginning of ASR. International Workshop Computational Modeling of Alkali-Silica Reaction, 9.4.2014, Bochum, 2014, 2014.
• , Hrsg.: Jehn, C.; Schmidt-Döhl, F.: Transport- und Reaktionsprozesse in silikatischen Gesteinskörnern – Simulation einer beginnenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion. Tagung Bauchemie, 11.-12.10.2012, Dübendorf, Schweiz. GDCH-Monographie, Bd. 45, S. 97-102, 2012. , 2012.
• Raabe, R.: Prüfmethoden für die Alkali-Kieselsäure-Reaktion von Beton, Systematik, historische Entwicklung und Korrelationen zwischen den Ergebnissen. 2013.
• Markievicz, P.: Synthese und Charakterisierung von Alkali-Kieselsäure-Gelen. 2013.