Einfluss der relativen Luftfeuchtigkeit und des w/z-Wertes auf den auf RL von 60 % normierten Karbonatisierungskoeffizienten [15] Influence of the relative humidity and the w/c ratio on the normalized carbonation coefficient (reference: values at a relative humidity of 60%)
Rel. Luftfeuchtigkeit [%]
Normierter Karbonatisierungskoeffizient, % w/z-Wert = 0.65 CEM II/ A-LL
60 80 90 100
–
–
–
–
100 93 73 0
w/z-Wert = 0.60
CEM II/ MittelA-LL + KSM wert 100 103 64 0
100 98 69 0
CEM II/ A-LL
CEM II/ MittelA-LL + KSM wert
100 75 58 0
Zementsteins und dem damit verbundenen verstärkten Verstopfen der Poren bzw. der Reduktion des CO2-Diffusionskoeffzienten erklärt werden. Es ist möglich, dass auch das mit der Karbonatisierung freigesetzte Wasser in der Karbonatisierungsfront bremsend wirkt. Eine Vortrocknung der Prüfkörper erhöht die Karbonatisierungskoeffizienten, die relative Änderung in Abhängigkeit vom CO2-Gehalt bleibt aber erhalten. Die Karbonatisierungsprüfung bei normalen CO2-Gehalten kann nur dann als Referenzverfahren benutzt werden, wenn der CO2-Gehalt in engen Grenzen konstant gehalten werden kann [1]. In der Regel ist dies nur mit einer aktiven Regelung möglich. Zwischen Karbonatisierungskoeffizient und physikalischen Parametern (Druckfestigkeit, Gesamtporosität, Wasserleitfähigkeit und Gaspermeabilität) und chemischen Größen (wasser- und säurelösliches Na2O-Äquivalent und Ca(OH)2-Gehalt) sind keine oder nur sehr schwache Zusammenhänge vorhanden. Keiner der Parameter eignet sich für eine Beurteilung des Karbonatisierungswiderstandes von Betonen mit verschiedenen Zementarten und/oder Zusatzstoffen bzw. als Ersatz für die Bestimmung des Karbonatisierungswiderstandes. Diese Ergebnisse werden später publiziert [1]. Der Karbonatisierungswiderstand eines Betons kann daher nur mit einer Prüfung ermittelt werden. Die Verlängerung der Nachbehandlung von 1 auf 7 Tage reduziert den Karbonatisierungskoeffizienten ganz erheblich. Die Verlängerung von 7 auf 28 Tage bewirkt nur noch eine geringe Verbesserung. Die Zementart hat dabei einen wesentlichen Einfluss. Diese
w/z-Wert = 0.50
100 74 41 0
100 75 49 0
CEM II/ A-LL 100 46 27 0
CEM II/ MittelA-LL + KSM wert 100 63 19 0
100 55 23 0
Aussagen gelten zunächst nur für die Randbedingungen dieser Untersuchung (Temperatur: 20 °C, relative Luftfeuchtigkeit: ca. 70 %). Bei anderen Bedingungen (vorab tiefere Luftfeuchtigkeit und Wind) kann sich die Wirkung der Nachbehandlung ändern. – Die Ergebnisse können für die deterministische oder probabilistische Modellierung der Karbonatisierung verwendet werden. Auf der Basis dieser Arbeit wurde eine Prüfnorm erarbeitet. Diese wird als Anhang I zur Norm SIA 262/1 [11], die zurzeit in der Vernehmlassung ist, publiziert. Die Ergebnisse können auch für die Weiterentwicklung der Prüfnorm für ein beschleunigtes Karbonatisierungsverfahren [8] sowie für Anpassungen bei den übrigen europäischen Prüfnormen dienen. Weiter konnten für die Expositionsklassen XC3 und XC4 Grenzwerte für den Karbonatisierungskoeffizienten festgelegt werden. Die Herleitung dieser Werte wird zusammen mit weiteren Ergebnissen aus den noch laufenden Untersuchungen (z. B. Einfluss des w/z-Wertes und des Luftgehaltes, Korrelation zu Festbetoneigenschaften) später publiziert [1].
Dank Der Autor dankt dem Bundesamt für Strassen (ASTRA), Bern, für die finanzielle Unterstützung des Forschungsprojektes. Ein weiterer Dank geht an die cemsuisse, Bern, für die Genehmigung, ihre Resultate in dieser Publikation zu verwenden.
Literatur [1] F. HUNKELER; L. LAMMAR: Anforderungen an den Karbonatisierungswiderstand von Betonen. Abschlussbericht zu Projekt AGB 2008/012, Bundesamt für Strassen (in Arbeit). [2] F. SCHRÖDER; H.-G. SMOLCZYK; K. GRADE; R. VINKELOE; R. ROTH: Einfluss der Luftkohlensäure und Feuchtigkeit auf die Beschaffenheit des Betons als Korrosionsschutz für Stahleinlagen. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Heft Nr. 182, 1967. [3] P. SCHIESSL: Zur Frage der zulässigen Rissbreite und der erforderlichen Betondeckung im Stahlbetonbau unter beson-
derer Berücksichtigung der Karbonatisierung des Betons, Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Heft Nr. 255, 1976. [4] T. UOMOTO; Y. TAKADA: Factors affecting concrete carbonation ratio. Concrete Library of JSCE, No. 21, June 1993, p. 31–43. [5] N. HYVERT: Application de l’approche probabiliste à la durabilité des produits préfabriqués en béton. Thèse de l’université de Toulouse, 2009. [6] Schnellverfahren zur Beurteilung der Betonkarbonatisierung. Cementbulletin, Vol. 56, Nr. 8, August 1988.
Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 9
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