Prüfmethode zur validen Bestimmung von Luftporengehalten an Fahrbahndeckenbetonen

Abstract

Fahrbahndeckenbetone sind frei bewitterte Verkehrsflächen und werden der Expositionsklasse XF4 „Frostangriff mit Taumittel“ zugeordnet. Zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit wird ein hoher Frost-Tausalz-Widerstand gefordert. Dazu werden luftporenbildende Zusatzmittel eingesetzt. Zur frühzeitigen Qualitätskontrolle werden die Luftgehalte auf der Baustelle mit Luftgehaltsprüfgeräten am Frischbeton geprüft. Dazu muss ihre Messgüte sichergestellt sein. Auf Basis von theoretischen und praktischen Studien wurde die Konzeption einer Prüfmethode erarbeitet, die eine Beurteilung der Messgüte der unterschiedlichen LPGehaltsprüfer ermöglicht. Dazu wurden im Zuge gerätetechnischer Vergleichsuntersuchungen die Luftporengehalte an zuvor festgelegten Betonrezepturen mit ausgewählten national und international genormten Luftporengehaltsprüfern sowie nicht-genormten Alternativen nach einem einheitlichen Prüfregime bestimmt. Vorgeschaltet waren die Konzepterstellung für die Bewertung der Messgüte von Luftgehaltsprüfern, die Erarbeitung eines einheitlichen Prüfregimes, die Festlegung von Grundrezepturen (jeweils ein Ober- und ein Unterbeton) und deren betontechnologischen Variationen. Bei den Laboruntersuchungen erfolgte zur parallelen Datenauswertung und Präzisionsbestimmung einzelner Luftgehaltsprüfer die Erfassung maßgeblicher Frischbetonkennwerte. An ausgewählten Rezepturen wurden zusätzlich Luftporenkennwerte am Festbeton ermittelt und ebenfalls extern mit dem Ziel kontrolliert, eine Übertragbarkeit von Luftporengehalts-Messergebnissen am Frischbeton auf den Luftporengehalt im Festbeton valide einschätzen zu können. Die Erfassung ausgewählter Festigkeitskennwerte ermöglichte weiterhin die Reflexion zu den in der Baupraxis eingesetzten Ober- und Unterbetonen. Die konventionell mit dem Druckausgleichsverfahren ermittelten Luftporengehalte wurden durch die Art der Prüfausführung, z. B. die Verdichtungsart und -intensität, die Anzahl der verdichteten Betonlagen und die Fertigkeit des Laboranten, beeinflusst. Zudem spielten die Mischtechnik und die Temperatur sowie die Behandung des Frischbetons beim Transport und Einbau eine maßgebende Rolle. Bei den Ergebnissen der Vergleichsuntersuchungen zeigte sich, dass die betontechnologischen Kennwerte, wie Zementgehalt, Größtkorn, anzustrebender LP-Gehalt und w/z-Wert zum Teil eine erhebliche Auswirkung auf die Qualität der Messwertbildung besaßen. Ein gerätetechnischer Vergleich bei der praxisüblichen konventionellen Prüftechnik verschiedener Hersteller ergab, dass trotz gleicher Nutzungsdauer und Kalibrierungsrate bei baugleichen Modellen individuelle Unterschiede in der Messwertgüte festgestellt wurden. Alternative Prüftechnik wie das HYDRO_5, die auf dem Wassersäulenprüfverfahren und einem Arbeitsdruck von 2 bar basiert und das Super Air Meter (1 bar Arbeitsdruck) erwiesen sich in der Regel als hinreichend präzise.