Dauerhafte Betonfahrbahndecken unter Berücksichtigung aktueller ökologischer und wirtschaftlicher Aspekte

Laufzeit: 01.11.2012 - 30.04.2015

Für die Herstellung von Betonfahrbahndecken wird traditionell Portlandzement (CEM I) eingesetzt, da erfahrungsgemäß bei Verwendung von CEM I Betonfahrbahndecken mit hohem Frost-Tausalz-Widerstand ohne erhöhten Nachbehandlungsbedarf zielsicher hergestellt werden können. Aus Ökologischer und wirtschaftlicher Sicht wäre auch der Einsatz hüttensandhaltiger Zemente sinnvoll, jedoch gibt es Bedenken, ob bei Verwendung solcher Zemente ein ausreichend hoher Frost-Tausalz-Widerstand bei Betonfahrbahndecken sicher erreicht werden kann. Dies betrifft insbesondere Zemente mit Hüttensandgehalten > 30 %. Neben den ökologischen Aspekten sind Betone mit Portlandzement auch hinsichtlich einer betonschädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) als vergleichsweise ungünstig einzustufen. Bei Verwendung potentiell alkaliempfindlicher Gesteinskörnungen kann durch Zemente mit einem Hüttensandanteil von ca. > 30 % [1] oder Zugabe von Flugasche [2] eine betonschädigende AKR vermieden bzw. zumindest stark verzögert werden. Der hinsichtlich AKR-Vermeidung positive Einfluss hüttensandhaltiger Zemente resultiert dabei aus einem dichteren Mikrogefüge des Betons, wodurch Feuchte- und Stofftransporte deutlich verringert werden können. Weiterhin wirken sich auch zementchemische Einflüsse, wie ein geringerer Portlanditgehalt, eine verringerte OH-Ionenkonzentration sowie eine Absenkung des CaO/SiO2-Verhältnis in den C-S-H-Phasen positiv auf den Widerstand gegen eine AKR aus. Im Rahmen des hier vorgestellten Projektes wurde der Ansatz verfolgt, Zemente mit hohem Hüttensandgehalt ausschließlich im Unterbeton einer Betonfahrbahndecke einzusetzen, während der höher beanspruchte Oberbeton mit CEM I bzw. CEM II/A-S hergestellt wird. Derzeit ist in den TL Beton-StB 07 jedoch festgelegt, dass bei zweischichtigem Einbau Ober- und Unterbeton mit Zement der gleichen Art und Festigkeitsklasse herzustellen sind. Neben hüttensandhaltigen Zementen kann auch ein teilweiser Zementersatz durch Flugasche zu einer ökologischen Optimierung der Betonfahrbahndecke beitragen und parallel ebenfalls den Widerstand gegen eine AKR erhöhen. Jedoch existieren auch hier Bedenken hinsichtlich des Frost-Tausalz-Widerstandes der Betonfahrbahndecke. Dementsprechend wird in den TL Beton-StB 07 der Einsatz von Zusatzstoffen eingeschränkt, so dass Flugasche zugegeben werden kann, diese jedoch zur Absicherung des hohen Frost-Tausalz-Widerstandes weder auf den Zementgehalt noch auf den w/z-Wert anrechenbar ist.