Einfluss ermüdungsinduzierter Mikrorisse in Betonbauteilen auf den Eintrag flüssiger Medien

Die Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen wird nachhaltig durch das Vordringen betonschädigender bzw. korrosionsfördernder Stoffe (Kohlendioxid, Chloride, Säuren, Sulfate, Alkalien usw.) in das Betongefüge bestimmt. Um diese Prozesse gering zu halten, wird vor allem auf ein dichtes Gefüge der Mörtelmatrix durch entsprechend niedrigen Wasserzementwert geachtet. Werden Betonbauteile während ihrer Nutzung zyklisch beansprucht, findet im Betongefüge sehr schnell eine Degradation in Form von mikrostrukturellen Schädigungen statt. Diese zeigen sich nicht makroskopisch, sondern in Form von feinsten Mikrorissen mit Breiten von etwa 5-15 &mgr;m in der Mörtelmatrix. Diese begünstigen wiederum den Eintrag von flüssigen Medien und damit auch betonangreifenden Stoffen.
Typische Beispiele hierfür sind Verkehrsflächen aus Beton, die zum einen durch Verkehrslasten hohen zyklischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, zum anderen im Winter mit alkalihaltigen Taumitteln beaufschlagt werden. Solch eine externe Alkalizufuhr begünstigt eine betonschädigende Allkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) nachhaltig. Ähnlich verhält es sich auch bei Offshore-Windenergieanlagen im Meerwasser.
In einschlägigen Untersuchungen lag der Fokus auf der Charakterisierung der Degradationseffekte auf mikrostruktureller Ebene des Betons sowie auf dem Transportverhalten von flüssigen Medien in sowohl intaktes als auch so vorgeschädigtes Betongefüge.

Impact of fatigue-induced microcracks in concrete on the fluid ingress
The durability of concrete structures is sustainably impaired by the ingression of deleterious substances (carbon dioxide, chloride, acids, sulfates, alkalis, etc.) into the concrete microstructure. In order to minimize these processes, it is important to create a dense structure of the mortar matrix through an accordingly low water-cement ratio. If concrete structures are exposed to cyclic loading during their operating life, a degradation takes place within the concrete in the form of microstructural damages. These do not show macroscopically, but rather in the form of microcracks with widths from 5-15 &mgr;m within the mortar matrix. These in turn promote the ingress of fluid media and thus deleterious substances.
Typical examples are concrete traffic areas, that are exposed to cyclic loading through traffic on the one hand and alkaline de-icing agents during wintertime on the other hand. Such an external alkali supply promotes a deleterious alkali silica reaction (ASR) significantly. Similar conditions can be observed for offshore wind energy plants in alkaline seawater.
The focus of the relevant investigations lay on the characterization of the degradation effects on a microstructural level as well as the transport behavior of fluid media in intact as well as pre-damaged concrete structures.