Kampf dem „Betonkrebs“: Neue DFG-Forschergruppe an der RUB will Autobahndecken verbessern

Wo der „Betonkrebs“ zuschlägt, ist die Sanierung bald fällig – und sie ist meist teuer. Fahrbahndecken von Autobahnen sind da besonders gefährdet, weil sie der rollende Verkehr dauernd beansprucht. Dringen im Winter Alkalien aus Taumitteln in die entstehenden Risse ein, zersetzt sich die Spur.

Dem Kampf dem „Betonkrebs“ bzw. den so genannten Alkali-Kieselsäure-Reaktionen (AKR) widmet sich die neue DFG-Forschergruppe „Alkali-Kieselsäure-Reaktionen in Betonbauteilen bei gleichzeitiger zyklischer Beanspruchung und externer Alkalizufuhr“ (FOR 1498) an der Ruhr-Universität Bochum. Unter Leitung von Prof. Dr. Rolf Breitenbücher (Lehrstuhl für Baustofftechnik) untersuchen Bauingenieure aus Bochum, Weimar, Karlsruhe sowie der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung grundlegend den Zusammenhang von AKR-Einträgen und Vorschädigungen im Beton. Ziel der FOR ist es, die Zusammensetzung von Betonausgangsstoffen und die Größe der Bauteile gezielter aufeinander abzustimmen und zu verbessern. Die DFG fördert die Forschergruppe mit rund 1,7 Mio. € in den ersten drei Jahren.

Grundlagenorientierte Studien fehlen

Schwere Lastwagen donnern über die Autobahnen und verursachen feinste Mikrorisse in Fahrdecken. Wenn dann Alkalien aus dem Taumittel in sie eindringen, entstehen sogenannte Alkali-Kieselsäure-Reaktionen (AKR) – die Risse vergrößern sich. Bisherige Untersuchungen zur AKR im Beton sind entweder überwiegend anwendungsorientiert, z.B. Analysen von diversen Schadensfällen, oder beziehen sich auf Untersuchungen zu bestimmten Betonausgangsstoffen. Es fehlen weitgehend grundlagenorientierte Studien zu den häufig anzutreffenden Fällen, bei denen nicht alleine eine AKR zu betrachten ist, sondern diese durch andere andere Einflüsse überlagert und maßgeblich beeinflusst wird. Dazu zählen Vorschädigungen im Betongefüge sowie die Reaktionen von Alkalien im Gesteinskörper selbst.

Gegenseitige Einflüsse der Parameter verstehen

Hauptziel der Forschergruppe ist es, die gegenseitigen Einflüsse der Paramter besser zu verstehen und somit Klarheit über das jeweilige Schädigungspotenzial zu erzielen. Mit den Ergebnissen sollen die derzeitigen Unsicherheiten im gesamten Betonbau hinsichtlich AKR entschärft und entsprechende Handwerkszeuge (Modelle) bereitgestellt werden. Schließlich geht es darum, sichere Regelungen für die Auswahl von Betonausgangsstoffen, die Festlegung von Betonzusammensetzungen, die Dimensionierung von Bauteilen, sowie besondere, einfach umzusetzende Maßnahmen während der Nutzung abzuleiten.

Diese Ergebnisse könnten später auch den Bau von offshore Windkraftanlagen verbessern helfen. Diese sind – wie Autobahnen – ebenfalls intensiv von den Rotoren zyklisch beansprucht und gleichzeitig externem Alkalieintrag aus dem Meerwasser ausgesetzt.

Weitere Informationen

Prof. Dr.-Ing. Rolf Breitenbücher, Lehrstuhl für Baustofftechnik, Fakultät für Bauingenieurwesen der Ruhr-Universität Bochum, Tel. 0234/32-22649, E-Mail: Rolf.Breitenbuecher@rub.de

Redaktion: Dr. Josef König