Betontechnische Daten

Gesteinskörnungen mit alkalireaktiver Kieselsäure können mit dem im Beton gelösten Alkalihydroxid zu einem Alkalisilikat reagieren, was zu einer Volumenvergrößerung mit anschließender Schädigung des Betons führen kann. Dies wird als Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) bezeichnet. Ablauf und Ausmaß dieses Schädigungsprozesses ist von Art und Menge der alkaliempfindlichen Gesteinskörnung, dem Alkaligehalt sowie den Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen abhängig.

Zur Vermeidung von Schäden gilt in Deutschland die DAfStb-Richtlinie „Vorbeugende Maßnahmen gegen schädigende Alkalireaktion im Beton“ (Alkali-Richtlinie). Teil 2 dieser Richtlinie beschreibt Anforderungen, Prüfung und Überwachung von Gesteinskörnung mit Opalsandstein, Kieselkreide und Flint (Feuerstein) aus bestimmten Gewinnungsgebieten Norddeutschlands sowie die dazugehörigen vorbeugenden betontechnologischen Maßnahmen. Die Alkali-Richtlinie Teil 3 beschäftigt sich mit Gesteinskörnungen aus gebrochenem oder rezykliertem Gestein.

Feuchtigkeitsklassen und Alkaliempfindlichkeitsklassen

Nach Richtlinie sind in Abhängigkeit von den zu erwartenden Umwelteinflüssen Betonbauteile Feuchtigkeitsklassen zuzuordnen und die Gesteinskörnung ist in eine Alkaliempfindlichkeitsklasse einzustufen.

Feuchtigkeitsklassen

Feuchtigkeitsklasse	Abkürzung	Beispiele
trocken	WO	Innenbauteile eines Hochbaus Bauteile, auf die Außenluft, aber kein Niederschlag, Oberflächenwasser, Bodenfeuchte einwirken und/oder die nicht ständig einer rel. Luftfeuchte > 80 % ausgesetzt sind
feucht	WF	ungeschützte Außenbauteile Innenbauteile des Hochbaus für Feuchträume, in denen die rel. Luftfeuchte überwiegend > 80 % ist Bauteile mit häufiger Taupunktunterschreitung massige Bauteile, deren kleinstes Maß > 0,50 m ist
feucht + Alkalizufuhr von außen	WA	Bauteile mit Meerwassereinwirkung Bauteile mit Tausalzeinwirkung ohne zusätzliche hohe dynamische Beanspruchung Bauteile von Industriebauten und landwirtschaftlichen Bauwerken mit Alkalisalzeinwirkung
feucht + Alkalizufuhr von außen + starke dynamische Beanspruchung	WS	Bauteile unter Tausalzeinwirkung mit zusätzlicher hoher dynamischer Beanspruchung (z.B. Betonfahr- bahnen)

Ausdruck der Tabelle

Alkaliempfindlichkeitsklassen

Klasse	Gesteinskörnungen	Einstufung hinsichtlich AKR
E I-O	Opalsandstein einschließlich Kieselkreide	unbedenklich
E II-O		bedingt brauchbar
E III-O		bedenklich
E I-OF	Opalsandstein einschließlich Kieselkreide und Flint	unbedenklich
E II-OF		bedingt brauchbar
E III-OF		bedenklich
E I-S	gebrochene Grauwacke; gebrochener Quarzporphyr (Rhyolith); gebrochener Oberrhein-Kies; rezyklierte Körnungen; Kies mit > 10 M-% der vorgenannten Körnungen; andere gebrochene, nicht als unbedenklich eingestufte Gesteinskörnungen1); andere gebrochene Gesteinskörnungen ohne baupraktische Erfahrungen2)	unbedenklich
E III-S		bedenklich

1)	Unbedenklich E I: Sofern eine Gesteinskörnung nicht aus den Gewinnungsgebieten nach Alkali-Richtlinie, Teil 1, Abschnitt 2 stammt oder keine der in der Richtlinie genannten alkaliempfindlichen Gesteinskörnungen enthält und es unter baupraktischen Bedingungen zu keiner schädigenden Alkali-Kieselsäure-Reaktion gekommen ist.
2)	keine baupraktischen Erfahrungen im Geltungsbereich der Alkali-Richtlinie

Ausdruck der Tabelle

Vorbeugende Maßnahmen

Gemäß Alkali-Richtlinie sind die in den drei folgenden Tabellen genannten vorbeugenden Maßnahmen gegen schädigende Alkalikieselsäurereaktion im Beton zu ergreifen.

Gesteinskörnungen mit Opalsandstein und Flint

Vorbeugende Maßnahmen für Beton mit einem Zementgehalt1) z ≤ 330 kg/m3

Alkaliempfindlich- keitsklasse	Feuchtigkeitsklasse
Alkaliempfindlich- keitsklasse	WO	WF	WA	WS
E I-O	keine	keine	keine	Zemente mit begrenztem Alkaligehalt
E II-O	keine	keine	NA-Zement2)	Austausch der Gesteinskörnung
E III-O	keine	NA-Zement2)	Austausch der Gesteinskörnung	Austausch der Gesteinskörnung

1)	Bei z ≤ 330 kg/m3 ist E I-O bis E III-O maßgebend.
2)	NA-Zement

Ausdruck der Tabelle

Vorbeugende Maßnahmen für Beton mit einem Zementgehalt1) z > 330 kg/m3

Alkaliempfindlich- keitsklasse	Feuchtigkeitsklasse
Alkaliempfindlich- keitsklasse	WO	WF	WA	WS
E I-OF	keine	keine	keine	Zemente mit begrenztem Alkaligehalt
E II-OF	keine	NA-Zement2)	NA-Zement2)	Austausch der Gesteinskörnung
E III-OF	keine	NA-Zement2)	Austausch der Gesteinskörnung	Austausch der Gesteinskörnung

1)	Bei z > 330 kg/m3 ist E I-OF bis E III-OF maßgebend.
2)	NA-Zement

Ausdruck der Tabelle

Gebrochene alkaliempfindliche Gesteinskörnungen

Vorbeugende Maßnahmen für Beton bei Alkaliempfindlichkeitsklassen E I-S bis E III-S

Alkali- empfind- lichkeits- klasse	Zementgehalt [kg/m3]	Feuchtigkeitsklasse
Alkali- empfind- lichkeits- klasse	Zementgehalt [kg/m3]	WO	WF	WA	WS
E I-S	ohne Festlegung	keine	keine	keine	Zemente mit begrenztem Alkaligehalt
E III-S1)	z ≤ 300	keine	keine	keine	Zemente mit begrenztem Alkaligehalt
	300 < z ≤ 350	keine	keine	Performance Prüfung2) oder NA-Zement4)	Zemente mit begrenztem Alkaligehalt und Austausch der Gesteinskörnung oder Gutachten3)
	z > 350	keine	Performance Prüfung2) oder NA-Zement4)	Performance Prüfung2) oder Austausch der Gesteinskörnung	Zemente mit begrenztem Alkaligehalt und Austausch der Gesteinskörnung oder Gutachten3)

1)	gilt auch für nicht beurteilte Gesteinskörnungen
2)	Beschreibung der Performance Prüfung im zukünftigen Teil 4 der Alkali-Richtlinie, bis auf Weiteres durch Gutachten3)
3)	Gutachten durch besonders fachkundige Personen
4)	NA-Zement

Ausdruck der Tabelle

Höchstzulässige Alkaligehalte von Zementen für Bauteile in der

Feuchtigkeitsklasse WS

Zement	Hüttensandgehalt [M.-%]	Alkaligehalt des Zements Na2O-Äquivalent [M.-%]	Alkaligehalt des Zements ohne Hüttensand/ Ölschiefer Na2O-Äquivalent [M.-%]
CEM I + CEM II/A	-	≤ 0,80	-
CEM II/B-T	-	-	≤ 0,90
CEM II/B-S	21 bis 29	-	≤ 0,90
CEM II/B-S	30 bis 35	-	≤ 1,00
CEM III/A	36 bis 50	-	≤ 1,05

Ausdruck der Tabelle

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