Dauerhaftigkeit von Beton im Bauteil

In den letzten Jahrzehnten beruhen in Europa Schäden an Stahlbetonbauteilen vor allem auf einer ungenügenden Dauerhaftigkeit. Für eine ausreichende Dauerhaftigkeit muss ein Beton in der notwendigen Qualität fachgerecht eingebaut und nachbehandelt werden. Zudem ist die notwendige Bewehrungsüberdeckung sicherzustellen. Untersuchungen zeigten, dass trotz Vorgaben an die Betonzusammensetzung je nach Expositionsklasse große Unterschiede in den an separat hergestellten Probekörpern bestimmten Betoneigenschaften entstehen können. Folglich wird in der Schweiz von den Betonherstellern gefordert, dass diese nicht nur die Vorgaben an die Betonzusammensetzung einhalten, sondern auch Prüfungen an separat hergestellten Probekörpern durchführen müssen. Jedoch stellte sich die Frage, inwieweit mit den Prüfungen an separat hergestellten Probekörpern die Betonqualität im Bauteil tatsächlich beurteilt werden kann. Bei den separat hergestellten Probekörpern können u. a. die Einflüsse der Bauteilgeometrie, des Betoneinbaus, dessen Nachbehandlung und der Umgebungsbedingungen auf das Bauteil nicht erfasst werden. Im Rahmen eines vom Bundesamt für Strassen (ASTRA) geförderten Forschungsvorhabens wurden zwischen 2015 und 2018 bei mehreren Tiefbaubauvorhaben Untersuchungen an Bauteilen mit jeweils ähnlicher Geometrie mehrfach durchgeführt. Die Untersuchungen umfassten Frischbetonprüfungen, Prüfungen an separat hergestellten Probekörpern sowie Bohrkernuntersuchungen aus dem Bauteil. Die Festbetonprüfungen fanden im Alter von 28 Tagen als auch im höheren Alter statt. Es wurden dabei die Druckfestigkeit, der Chloridmigrationskoeffizient, der Frosttausalzwiderstand und der Karbonatisierungswiderstand bestimmt. Zudem wurden als zerstörungsfreie Prüfungen die Prellhärte und die Luftpermeabilität bestimmt. Es zeigten sich große Abweichungen und Streuungen bei den Betoneigenschaften zwischen den separat hergestellten Prüfkörpern und Bohrkernen aus Bauteilen.

Durability of concrete in structural members
In the last decades damages on reinforced structural concrete members are mainly caused by an insufficient durability. For a sufficient durability a concrete with the required quality must be placed and cured properly. Additionally, the required concrete cover must be secured. Investigations showed that, despite requirements on the composition of the concrete, depending on the exposure class, large differences in the concrete properties determined on separately prepared test specimens may arise. Consequently, in Switzerland the concrete manufacturers have not only to comply with the specifications of the concrete composition but also carry out tests on specimens prepared separately. However, the question arose as to how far the concrete quality in the structural member can be assessed with the tests on separately produced test specimens. With the separately produced test specimens, the influences of amongst others than the geometry of the structural member, the placement of the concrete, its curing and the ambient conditions on the structural member cannot be recorded. As part of a research project funded by the Federal Roads Office (ASTRA), investigations on structural members of several civil engineering projects with similar geometry were carried out between 2015 and 2018. The investigations included fresh concrete tests, tests on separately prepared test specimens and drilled cores from the structural members. The hardened concrete tests took place at the age of 28 days as well as in older age. The compressive strength, the chloride migration coefficient, the freeze-thaw resistance with de-icing salt and the carbonation resistance were determined. In addition, as non-destructive tests the rebound hammer test and the air permeability were determined. A large scatter and deviation were found for the concrete properties between separately manufactured specimens and cores from structural members.