Grundlagenuntersuchungen zum Einfluss von Fließmitteln im Ergänzungsbeton auf die Verbundfestigkeit bei nachträglich ergänzten Bauteilen

• Applicants: Professor Dr. Johann Plank; Professor Dr.-Ing. Konrad Zilch (†)
• Subject Area: Construction Material Sciences, Chemistry, Building Physics
• Term: from 2008 to 2012
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 89311211

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird der Einfluss von Fließmitteln in Ergänzungsbetonen auf die Verbundfestigkeit zwischen Alt- und Neubetonen untersucht. Eine möglichst hohe Verbundfestigkeit ist für die aus wirtschaftlichen Gründen zunehmend eingesetzten Fertigteilkonstruktionen und den mit wachsendem Volumen anstehenden Sanierungsmaßnahmen von sehr großer Bedeutung.Neueste Forschungsergebnisse zeigen, dass allein durch die Zugabe von Fließmitteln in Ergänzungsbetonen deutliche Verbundfestigkeitssteigerungen erzielt werden können. Die Mechanismen, die zu dieser Verbesserung führen, konnten bisher nicht vollständig geklärt werden. Neben positiven Einflüssen, die mit der feineren Dispergierung der Bindemittelbestandteile und der besseren Verdichtbarkeit des Frischbetons zusammenhängen (weniger Luftporen in der Grenzzone), scheinen auch weitere Einflüsse eine Rolle zu spielen. Denkbar ist, dass die durch Fließmittel veränderten Kristallisationsprozesse im frühen Stadium der Hydratation einen gewissen Beitrag leisten. Außerdem kann sich durch nicht adsorbierte Fließmittelbestandteile die Oberflächenspannung des Porenwassers und somit das Eindringvermögen und das Schwindverhalten verändern.Welche Mechanismen in welcher Größenordnung tatsächlich für den verbesserten Verbund sorgen, soll ausgehend von experimentellen Untersuchungen geklärt werden. Die Verbundfestigkeiten werden wie bei früheren Untersuchungen durch Spaltzugversuche quantifiziert. Für die Beobachtung von Kristallisationsvorgängen in der Grenzzone ist der Einsatz eines atmosphärischen Rasterelektronenmikroskops (ESEM) vorgesehen. Das Zusammenführen von naturwissenschaftlichen Modellvorstellungen (z.B. DLVO-Theorie) und Ingenieurmodellen (CEMHYD3D, FEM) soll dazu beitragen, dass die Versuchsergebnisse auch auf nicht untersuchte Parameterkombinationen übertragbar sind und letztlich die Grundlage für eine gezielte Verbesserung des Beton-Beton-Verbundes bei nachträglich ergänzten Betonbauteilen geschaffen wird.

• DFG Programme: Research Grants