Untersuchungen an Verpressankern in calcitabscheidendem Wasser

Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurden in Versuchen Modellverpressanker in Sand hergestellt und die Veränderung des Herausziehwiderstands bei einer Lagerungsdauer von bis zu zwölf Monaten untersucht. Dabei erfolgte eine Umströmung der Modellverpressanker mit Leitungswasser, welches auf Basis von Wasseranalysen als calcitabscheidend eingestuft wird. Der bei Zugversuchen an den Modellverpressankern ermittelte Herausziehwiderstand war bei einer Lagerungszeit von sechs Monaten deutlich erhöht und stieg nach einer Lagerung von zwölf Monaten weiter an. Nach dem Ausbau wurde an der Oberfläche des Verpresskörpers eine zusätzliche Materialschicht von bis zu drei Millimetern Stärke vorgefunden, die mit längerer Lagerungsdauer an Festigkeit zunimmt. Analysen zeigen, dass in der Kontaktzone zwischen Boden und Zementstein Ionen der Porenlösung des Zementsteins mit den Calcium‐Ionen und Carbonat‐Ionen des Leitungswassers reagieren und dabei Calciumcarbonate entstehen, die eine zeitlich fester werdende Matrix mit den umliegenden Sandkörnern bilden.

As part of a research project, model‐scale grouted anchors were produced in sands and analysed with regard to their pull‐out resistance up to a storage period of twelve months. Tap water, which, based on water analyses, is classified as calcite‐precipitating, was used to flow around the anchors. Tension load tests were conducted on the grouted anchors. The results indicated that the ultimate limit state increased significantly after a storage period of six months, and further increase was observed after twelve months. After excavating, an additional layer of material with a thickness of up to three millimetres was identified on the surface of the grout body. It was observed that this layer increased in strength with an extended duration of storage. Analyses demonstrate that, within the contact zone between soil and cement paste, ions from the pore solution of the cement paste react with the calcium ions and carbonate ions present in the tap water, resulting in the formation of calcium carbonates. These carbonates form a matrix including the surrounding sand grains, which becomes stiffer over time.