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https://nap.nationalacademies.org/catalog/27432/critical-issues-in-transportation-for-2024-and-beyond

Untersuchung zur Dauerhaftigkeit von Fahrbahndecken aus Beton mit Schaeden infolge einer Aluminiumreaktion / Investigation of the Durability of Concrete Pavements damaged by Aluminium Reaction

In der Vergangenheit traten an Oberflaechen von verschiedenen Autobahnlosen Schaeden in Form von Kratern mit einem Aufstiegskanal beziehungsweise Hebungen mit einem mittig verlaufenden Riss auf. Diese schadhaften Veraenderungen der Oberflaechen fuehrte man auf eine Reaktion von Aluminiumspaenen im frischen Beton zurueck. Der Eintrag des Aluminiums findet beim Abkippen des frischen Betons aus Aluminiummulden statt. Die lokal konzentriert vorliegenden Aluminiumspaene reagieren anschliessend mit den hochalkalischen Bestandteilen des Frischbetons unter Bildung von Wasserstoffgas. Dieses ist wegen seines Platzbedarfes fuer die Entstehung der in der Praxis aufgetretenen Hebungen und Kratern an Betonoberflaechen verantwortlich. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurden die Einfluesse auf den Ablauf der Reaktion und auf die Entstehung der jeweiligen Schadensbilder untersucht. Des Weiteren wurden die Auswirkungen bei Auftreten der jeweiligen Schadensbilder auf die Dauerhaftigkeit von Betonoberflaechen unter Verwendung eines an der TU Muenchen entwickelten realitaetsnahen und zeitraffenden Laborpruefverfahren untersucht. Ursaechlich fuer die Entstehung eines Schadens infolge einer Reaktion von Aluminiumspaenen im frischen Beton ist ein konzentriertes Vorliegen von Aluminiumspaenen. Die Hoehenlage der erhoehten Aluminiumkonzentration im Querschnitt ist fuer das jeweilige Schadensbild massgebend. Bei den Untersuchungen zur Dauerhaftigkeit von Betonoberflaechen mit den jeweiligen Schadensbildern erwiesen sich Betonoberflaechen mit dem Schadenstyp "Aufwoelbung mit Riss" als nicht dauerhaft. ABSTRACT IN ENGLISH: In the past damage in the form of craters with central ducts and bulges with cracks appeared on the surface of concrete highways. The damage is attributed to a reaction between aluminium swarf and the fresh concrete. The aluminium is scraped by the hard aggregate from the surface of the aluminium skips during unloading of the concrete from dumper trucks. This results in hydrogen gas formation in the fresh concrete due to the chemical reaction between the aluminium particles and the alkaline constituents of the concrete. The space required by the hydrogen gas in the fresh concrete causes the damage on the surface of the concrete highways. In a research project the factor governing the chemical reaction and the formation of the two different forms of damages were investigated. Furthermore, the effect of the damage on the durability of the concrete pavements was tested with a laboratory test procedure developed at the University of Munich. This test simulates the real exposure conditions on the surface as closely as possible and is time accelerated. The investigations showed that a high content of aluminium particles is necessary to initiate damage. Which of the two different damages forms appears depends on the position of the aluminium chippings within the concrete layer cross-section. Tests concerning the effect of the two different damages on concrete performance showed that surfaces containing "bulges with cracks" were not durable. (A)

  • Availability:
  • Authors:
    • WENZL, P
    • Schiessl, P
    • Schachinger, I
  • Publication Date: 2004

Language

  • German

Media Info

  • Pagination: 712-5
  • Serial:

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01183616
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Oct 7 2010 11:21AM