Dauerhafte Betonfahrbahndecken durch Verwendung unterschiedlicher Bindemittel in Ober- und Unterbeton

Die Eignung hüttensandhaltiger Zemente sowie von Steinkohlenflugaschen zur Vermeidung einer betonschädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) im Beton ist hinreichend bekannt. Im deutschen Betonstraßenbau werden entsprechende Bindemittel jedoch nur selten eingesetzt, da eine Verschlechterung des Frost-Tausalz-Widerstands des Betons erwartet wird, insbesondere bei hohen Klinkersubstitutionsraten. Die zweischichtige Bauweise von Fahrbahndecken bietet hier die Möglichkeit, Zemente mit erhöhtem Hüttensandanteil nur im Unterbeton einzusetzen, während im hochbelasteten, dünnen Oberbeton weiterhin klinkerreiche Zemente verwendet werden. So kann die Gefahr einer schädigenden AKR im Unterbeton vermindert werden, ohne den Frost-Tausalz-Widerstand der Fahrbahndecke zu beeinträchtigen. Diese Herangehensweise wird im aktuellen Regelwerk (TL Beton-StB 07) allerdings noch ausgeschlossen. Für den Ober- und Unterbeton ist ein Zement der gleichen Art und Festigkeitsklasse zu verwenden. Weiterhin ist die Anrechnung von Steinkohlenflugasche auf den Wasserzementwert von Straßenbeton nicht zulässig. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens sollten daher die notwendigen theoretischen sowie labortechnischen Kenntnisse gewonnen werden, um die Chancen und Risiken einer flexibleren Bindemittelanwendung im Betonstraßenbau einzuschätzen.

Durable concrete pavements using different binders in top and bottom lift
It is a matter of common knowledge that ground granulated blast furnace slag and siliceous fly ash can be used to mitigate alkali-silica-reaction (ASR) in concrete. Nonetheless such materials are seldom used for the construction of concrete pavements in Germany, as their application can impair the deicer-scaling resistance of the concrete. In two-lift concrete pavements a possible approach to avoid this problem is to use cements with a higher proportion of blast furnace slag only in the thick bottom lift, thus minimizing its susceptibility to ASR. The thin top lift, which is subjected to a high level of mechanical and freeze-thaw stress, is still produced with Ordinary Portland Cement, hence ensuring a sufficient deicer-scaling resistance. However, this approach is currently hindered by the German technical standards for concrete pavements, which require the use of the same cement in the top and bottom lift. Furthermore the standards do not permit the application of siliceous fly ash to partly substitute cement in concrete pavements. It was therefore the aim of a research project to obtain the necessary knowledge for assessing potential benefits and risks of a more flexible use of binders in concrete pavements.