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Frost-Widerstand: Unterschied zwischen den Versionen
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'''Schädigungsmechanismen'''<br /> | '''Schädigungsmechanismen'''<br /> | ||
Das [[Poren|Porenvolumen]] sowie die Porengrößenverteilung im Festbeton sind wichtige Einflussgrößen für den Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand. Da das Porenvolumen unmittelbar vom [[Wasserzementwert]] abhängt, ist auch dieser eine wichtiger Faktor. | Das [[Poren|Porenvolumen]] sowie die Porengrößenverteilung im Festbeton sind wichtige Einflussgrößen für den Frost- und Frost-Tausalz-Widerstand. Da das Porenvolumen unmittelbar vom [[Wasserzementwert]] abhängt, ist auch dieser eine wichtiger Faktor.<br /> | ||
Der Phasenübergang von Wasser zu Eis führt zu einer 9%igen Volumenzunahme, die zu einem hydraulischen Druck im [[Betongefüge]] ausübt. Stehen nicht genügend wasserfreie [[Poren]] als Ausweichräume zur Verfügung oder sind diese [[Poren]] zu weit voneinander entfernt, bauen sich Zugspannungen im [[Zementstein]] auf. Die während eines Frost-Tau-Wechsels entstehenden Druckunterschiede im [[Betongefüge]] pumpen bei einem ausreichenden Feuchteangebot weiteres Wasser von außen in noch wasserfreie [[Poren]]. <br /> | Eis hat eine um das fünffache größere [[Wärmedehnzahl]] als [[Zementstein]]. Der Phasenübergang von Wasser zu Eis führt zu einer 9%igen Volumenzunahme, die zu einem hydraulischen Druck im [[Betongefüge]] ausübt. Stehen nicht genügend wasserfreie [[Poren]] als Ausweichräume zur Verfügung oder sind diese [[Poren]] zu weit voneinander entfernt, bauen sich Zugspannungen im [[Zementstein]] auf. Die während eines Frost-Tau-Wechsels entstehenden Druckunterschiede im [[Betongefüge]] pumpen bei einem ausreichenden Feuchteangebot weiteres Wasser von außen in noch wasserfreie [[Poren]]. <br /> | ||
Der Einsatz von [[Tausalz|Tausalzen]] bzw. [[Taumittel]]n verschärft den physikalischen Angriff in den oberflächennahen Bereichen des Betons. Wird eine Tausalzsole oder Taumittellösung auf eine überfrorene Fläche aufgebracht, entzieht das gefrorene Wasser beim Wechsel des Aggregatzustands von Fest nach Flüssig zum Aufspalten der Bindung von Molekülen der Umgebung schockartig Wärmeenergie (Schmelzwärme). Dies führt zu einer Erhöhung der Spannungen u. a. durch schichtenweises Gefrieren oder durch osmotische Drücke. Außerdem steigt bei zunehmendem [[Chloridgehalt]] der Wassersättigungsgrad in den oberflächennahen [[Poren]] an.<br /> | Der Einsatz von [[Tausalz|Tausalzen]] bzw. [[Taumittel]]n verschärft den physikalischen Angriff in den oberflächennahen Bereichen des Betons. Wird eine Tausalzsole oder Taumittellösung auf eine überfrorene Fläche aufgebracht, entzieht das gefrorene Wasser beim Wechsel des Aggregatzustands von Fest nach Flüssig zum Aufspalten der Bindung von Molekülen der Umgebung schockartig Wärmeenergie (Schmelzwärme). Dies führt zu einer Erhöhung der Spannungen u. a. durch schichtenweises Gefrieren oder durch osmotische Drücke. Außerdem steigt bei zunehmendem [[Chloridgehalt]] der Wassersättigungsgrad in den oberflächennahen [[Poren]] an.<br /> | ||
Prinzipiell können zwei Schädigungsarten durch Frost-Tau-Wechsel mit und ohne Tausalzeinsatz unterschieden werden: | Prinzipiell können zwei Schädigungsarten durch Frost-Tau-Wechsel mit und ohne Tausalzeinsatz unterschieden werden: | ||
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* mittleren [[Luftgehalt]] | * mittleren [[Luftgehalt]] | ||
* [[Gesteinskörnung]] | * [[Gesteinskörnung]] | ||
Einführen von [[Luftporen]] durch [[Luftporenbildner]] LP oder durch Zugabe von Mikrohohlkugeln verbessern den Frost-Tausalz-Widerstand erheblich. Beton der [[Expositionsklassen|Expositionsklasse]] | Einführen von [[Luftporen]] durch [[Luftporenbildner]] LP oder durch Zugabe von Mikrohohlkugeln verbessern den Frost-Tausalz-Widerstand erheblich. Beton der [[Expositionsklassen|Expositionsklasse]] XF4 darf nur als [[Luftporenbeton]] ausgeführt werden (Ausnahme: [[Erdfeuchter Beton]]). Dabei ist aber zu berücksichtigen, dass ein hoher [[Luftgehalt]] zu einer Druckfestigkeitsminderung führt: 1 Vol.-% eingeführter [[Luftporen]] kann einen Druckfestigkeitsabfall von 1 N/mm² bis 2 N/mm² bewirken. | ||
Beton mit Widerstand gegen Frost muss mit [[Gesteinskörnung]]en hergestellt werden, die einen erhöhten Frost-Widerstand aufweisen: [[Gesteinskörnung]]en müssen bei mäßiger Durchfeuchtung des Betons ([[Expositionsklassen|Expositionsklasse]] XF1) die Bedingung der Kategorie F4 (Masseverlust ≤ 4 %) und bei starker Wassersättigung des Betons z. B. in der Wasser-Wechsel-Zone von Schleusen ([[Expositionsklassen|Expositionsklasse]] XF2) die Bedingung der Kategorie F2 (Masseverlust ≤2 %) erfüllen. | Beton mit Widerstand gegen Frost muss mit [[Gesteinskörnung]]en hergestellt werden, die einen erhöhten Frost-Widerstand aufweisen: [[Gesteinskörnung]]en müssen bei mäßiger Durchfeuchtung des Betons ([[Expositionsklassen|Expositionsklasse]] XF1) die Bedingung der Kategorie F4 (Masseverlust ≤ 4 %) und bei starker Wassersättigung des Betons z. B. in der Wasser-Wechsel-Zone von Schleusen ([[Expositionsklassen|Expositionsklasse]] XF2) die Bedingung der Kategorie F2 (Masseverlust ≤2 %) erfüllen. | ||
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*[http://fwbau.verlagbt2.de.w014576d.kasserver.com/eintrag/1-5.6-2008-55.html Boos, Peter; Härdtl, Rainer; Bohlmann, Eckhard: Die Prüfung des Frostwiderstands von Beton mit verschiedenen Zementarten – Vergleich von Laborergebnissen mit Praxiserfahrungen: In: Beton-Informationen 5/6-2008, S. 55] | *[http://fwbau.verlagbt2.de.w014576d.kasserver.com/eintrag/1-5.6-2008-55.html Boos, Peter; Härdtl, Rainer; Bohlmann, Eckhard: Die Prüfung des Frostwiderstands von Beton mit verschiedenen Zementarten – Vergleich von Laborergebnissen mit Praxiserfahrungen: In: Beton-Informationen 5/6-2008, S. 55] | ||
*[http://www.beton.org/fileadmin/beton-org/media/Dokumente/PDF/Service/Zementmerkbl%C3%A4tter/B2.pdf Zement-Merkblatt B2: Gesteinskörnungen für Normalbeton] | *[http://www.beton.org/fileadmin/beton-org/media/Dokumente/PDF/Service/Zementmerkbl%C3%A4tter/B2.pdf Zement-Merkblatt B2: Gesteinskörnungen für Normalbeton] | ||
*[ | *[https://fwbau.verlagbt.de/eintrag/fachbuch-499-2008.html Verein Deutscher Zementwerke e. V. (Hrsg.): Zement-Taschenbuch 51. Ausgabe. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2008] | ||
* [ | *[https://betonshop.de/ebook-pdf/beton-herstellung-nach-norm-ebook-pdf#tab-product2 Pickhardt, Roland; Bose, Thomas; Weisner, André: Beton – Herstellung nach Norm. Arbeitshilfe für Ausbildung, Planung und Baupraxis; Verlag Bau+Technik GmbH, Erkrath 2020] | ||
*[https://betonshop.de/bauteilkatalog Peck, Martin; Pickhardt, Roland; Richter, Thomas: Bauteilkatalog - Planungshilfe für dauerhafte Betonbauteile. Verlag Bau+Technik GmbH, Erkrath 2016] | |||
* Bundesanstalt für Wasserbau (BAW): Merkblatt Frostprüfung von Beton (MFB) Ausgabe 2012. Karlsruhe 2012 | * Bundesanstalt für Wasserbau (BAW): Merkblatt Frostprüfung von Beton (MFB) Ausgabe 2012. Karlsruhe 2012 | ||
