Im Bereich des Verkehrswasserbaus werden Betonoberflächen durch Hydroabrasion in unterschiedlicher Intensität beansprucht (z. B. Tosbecken, Wehrrücken). Eine Beschreibung der Einwirkung bei und des Betonwiderstandes gegenüber Hydroabrasion ist im derzeitigen Regelwerk der EN 206‐1 bzw. EN 206 nicht und im nationalen Anwendungsdokument zur EN 206‐1, der DIN 1045‐2, nur ansatzweise enthalten. Das wasserbauspezifische Regelwerk der ZTV‐W LB 215 für den Neubau bzw. LB 219 für die Instandsetzung greift derzeit im Wesentlichen auf die Regelungen der DIN 1045‐2 zu den XM‐Klassen zurück. Bei der Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) in Karlsruhe wird im Rahmen eines Forschungsvorhabens in Zusammenarbeit mit Forschungseinrichtungen das Ziel verfolgt, diese Regelungen für Betonausgangsstoffe, Betonzusammensetzungen und Betoneigenschaften zur Sicherstellung eines hinreichenden Widerstandes gegenüber Hydroabrasion zu verifizieren. Bestandteil dessen ist die Erarbeitung einer Klassifizierung analog zur Expositionsklassensystematik der DIN 1045‐2 für die Hydroabrasionsbeanspruchung. Der vorliegende Beitrag stellt die aktuellen Aktivitäten zur Beschreibung der Einwirkung durch Hydroabrasion dar. Hydroabrasive exposure of hydraulic structures In the field of waterways engineering concrete surfaces are exposed to hydroabrasion in different intensity (e. g. stilling basin, weir body). A description of the exposure to and the concrete's resistance against hydroabrasion is not included in the current European standard EN 206‐1 respectively EN 206. In the German National Application Document (DIN 1045‐2) used with EN 206‐1 it is only considered rudimentarily. The specific regulations for hydraulic engineering regarding construction (ZTV‐W LB 215) and repair (ZTV‐W LB 219) refer to the regulations of DIN 1045‐2 for exposure of concrete to wear (XM). A research project of the Federal Waterways Engineering and Research Institute in Karlsruhe, in collaboration with different research institutes, pursuits to verify these regulations for concrete constituent materials, concrete mix design and concrete properties to assure a sufficient resistance of the concrete against hydroabrasion. The formulation of a classification in line with the system of exposure classes for concrete exposed to wear according to DIN 1045‐2 is an integral part of this project. The following contribution presents the current activities to characterise the exposure to hydroabrasion.
Viele massive Verkehrswasserbauwerke, also Bauwerke aus Beton, Stahlbeton oder Mauerwerk, sind in Deutschland überdurchschnittlich alt. So ist beispielsweise rund ein Drittel aller Schleusen im Bereich der Wasserstraßen‐ und Schifffahrtsverwaltung des Bundes älter als 100 Jahre, überschreitet also die heute für solche Anlagen anzusetzende planmäßige Nutzungsdauer. Wie Schleusen weisen auch etliche Wehre und Kanalbrücken statische Besonderheiten auf, darunter heute nicht mehr gebräuchliche Bauweisen und sehr mächtige Querschnittsabmessungen. Werden Änderungen an den Bauwerken vorgenommen oder Schäden sichtbar, besteht die Notwendigkeit, das Tragwerk erneut statisch zu bemessen und im Rahmen einer Nachrechnung die erforderliche Standsicherheit rechnerisch nachzuweisen. Diese Untersuchungen können mit einem neuen BAW‐Merkblatt „TbW” [1] vorgenommen werden. Im Gegensatz zum Brücken‐ und Hochbau war bisher für statische Bewertungen bestehender massiver Wasserbauwerke kein angepasstes Regelwerk verfügbar.
Waterway structures like locks are exposed to a severe freeze-thaw-attack. A sufficient resistance of concrete against this exposure has to be assured. In Germany the concrete for the exposure class XF3 of federal waterway structures has to be tested in the laboratory by the CIF-Test in addition to descriptive requirements. To establish this procedure experiences on concrete mix designs which have been applied in the past were considered as well as research concerning the transferability of laboratory tests to practical experience. One important aspect was a service life study on the degree of water saturation of the concrete under practical conditions in combination with the temperature exposure. The paper presents the results of freeze-thaw tests on lab specimens and cores of concrete elements stored differently and tested at different ages. For a better understanding of the processes of the freeze-thaw attack during the freeze-thaw tests monitoring data of resistivity has been analyzed and compared to hardened concrete properties. The water absorption inside the specimen during capillary suction and the freeze-thaw-cycles could be monitored at different distances to the surface. Correlations of the water absorption to the initiation and development of internal damage were observable. A consideration of the results of the freeze-thaw tests and the resistivity measurements enables a better evaluation of long-term resistivity monitoring data of a lock. It allows for an assessment of the transferability of results of the CIF-Test to practical experience.
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