Untersuchungen zu Betonabplatzungen an Brückenkappen infolge Frost-Taumitteleinwirkungen

An den Beton für Brückenkappen werden zwei einander entgegenlaufende Anforderungen gestellt. Auf der einen Seite ist für einen hohen Frost-Taumittelwiderstand (XF 4) ein niedriger Wasserzementwert anzustreben, auf der anderen Seite soll dieser Kennwert nicht zu niedrig sein, um die Betonfestigkeit und damit die rissbreitenbeschränkende Bewehrung nicht zu sehr anwachsen zu lassen.
In letzter Zeit sind mehrfach Frostabwitterungen an den Oberflächen von Brückenkappen festgestellt worden. Dies wird gelegentlich damit in Verbindung gebracht, dass heute vermehrt auch bei Brückenkappen CEM II- und CEM III-Zemente anstelle der früher üblichen Portlandzemente verwendet werden. Um den Einfluss der verschiedenen beton-und ausführungstechnischen Parameter auf den Frost-Taumittelwiderstand unter den speziellen Randbedingungen von Brückenkappen zu erfassen, wurden einschlägige Laboruntersuchungen (CDF-Tests) durchgeführt. Dabei zeigte sich u.a., dass der in ZTV-ING für Kappenbetone als maximal zulässig vorgegebene w/z-Wert von 0,50 grenzwertig ist. Nur eine geringfügige Überschreitung führte zu signifikanten Frostabwitterungen. Dies zeigte sich bei den Betonen mit CEM II-Zementen noch stärker als bei denen mit CEM I-Zement. Daher kommt bei Brückenkappen der Abstimmung von Zement und Wasserzementwert eine hohe Bedeutung zu.

Investigations of concrete scaling at edge beams of bridges due to freeze deicing salt attacks
Two nearly contrary requirements are set to the concrete of edge beams on bridges. On the one hand a low water-cement-ratio is sought with respect to a sufficient freeze deicing salt resistance (XF 4). On the other hand the same characteristic value should be not too low as the concrete strength and in sequence the crack-limiting reinforcement should be kept below certain ranges.
In the last few years at several times scaling at concrete surfaces of edge beams on bridges due to the attack by freeze and deicing salt has been observed. This casually is associated with the fact, that today also in concretes for these edge beams more and more CEM II- and CEM III-cements are used - contrary to the past, where traditionally CEM I-cement had been applied. To check the influence of the various parameters of concrete and execution on the freeze deicing salt resistance considering the specific random conditions of bridges appropriate lab tests (CDF-tests) had been performed. Amongst others it could be demonstrated that the w/c-ratio, with 0.50 set in ZTV-ING as maximum allowable value, seems to be marginal. Only a small exceeding of this value resulted in significant increased scaling. This was quite more evident in the concretes with CEM II-cements than in those with CEM I. Thus the specific adjustment between cement and water-cement-ratio is of very high importance in concretes for edge beams on bridges.