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Realkalisierungspotenzial von zementgebundenen Werkstoffen im Trinkwasserbereich

  • Die realkalisierende Wirkung von mineralischen Mörteln ist aus der Instandsetzung von carbonatisierten Betonen im Hochbau bekannt. Die Anwendungsgrenzen beziehen sich dabei entsprechend der DAfStb-Richtlinie „Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen“ auf die Verwendung eines Portlandzement basierten (CEM I) Instandsetzungsmaterials sowie darauf, dass die mittlere carbonatisierungstiefe um nicht mehr als 20 mm hinter die Bewehrung vorgedrungen ist. Bei der Instandsetzung von Trinkwasserbehältern wird die Realkalisierung von mineralischen Beschichtungen ebenfalls bei der Anwendung der Auskleidungsprinzipien unter Berücksichtigung zusätzlicher technischer und hygienischer Randbedingungen zugrunde gelegt. Für die Anwendung in Trinkwasserbehältern wird das Realkalisierungsdepot mineralischer Beschichtungen zwar als Fähigkeit zur Erhöhung der Alkalität des Altbetons definiert, jedoch fehlen bisher hinreichende wissenschaftliche Erkenntnisse, damit die Realkalisierung für Anwender und Planer im Trinkwasserbereich fassbar und abschätzbar wird. Unter Berücksichtigung der maßgebenden Einflussgrößen werden in dieser Arbeit die Mechanismen der Realkalisierung anhand experimenteller Untersuchungen abgeleitet und erläutert. Das Realkalisierungsvermögen von Instandsetzungsmörteln wird näher spezifiziert, sodass es dem Anwender ermöglicht wird, Mörtelsysteme auszuwählen, die für das jeweilige Auskleidungsprinzip angewendet werden können. Da der Realkalisierungsfortschritt unter Berücksichtigung der Einflussgrößen bisher nicht berechnet werden kann, wird auf Grundlage der experimentellen Untersuchungen ein vereinfachtes Berechnungsmodell zur Beschreibung der Realkalisierung entwickelt. Anhand von theoretischen Simulationen wird abschließend das Modell validiert.
  • The realkalizing effect of mineral mortars is known from the repair of carbonated concretes in building construction. According to the DAfStb guideline "Protection and repair of concrete components", the application limits refer to the use of a portland cement based (CEM I) repair material and to the fact that the average carbonation depth has not penetrated more than 20 mm behind the reinforcement. When repairing drinking water reservoirs, the realkalization of mineral coatings is also based on the use of repair principles, taking into account additional technical and hygienic boundary conditions. Although the realkalization depot of mineral coatings is defined as the ability to increase the alkalinity of the old concrete for use in drinking water reservoirs, sufficient scientific knowledge is still lacking to enable users and planners in the drinking water sector to record and estimate the realkalization. Taking into account the relevant influencing variables, the mechanisms of realkalization are derived and explained in this paper on the basis of experimental investigations. The realkalization capacity of repair mortars is specified in more detail so that the user is able to select mortar systems that can be used for the respective lining principle. Since the progress of realkalization cannot be calculated under consideration of the influencing variables so far, a simplified calculation model for the description of the realkalization is developed on the basis of the experimental investigations, so that the user has the possibility to estimate the realkalization for future repairs. Finally, the model will be validated by means of theoretical simulations.

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Metadaten
Author:Melanie Merkel
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-66423
DOI:https://doi.org/10.26204/KLUEDO/6642
Advisor:Wolfgang Breit
Document Type:Doctoral Thesis
Language of publication:German
Publication Date:2021/11/04
Year of Publication:2021
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Granting Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Acceptance Date of the Thesis:2021/07/15
Date of the Publication (Server):2021/11/05
Number of page:189
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Bauingenieurwesen
DDC-Cassification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Licence (German):Creative Commons 4.0 - Namensnennung, nicht kommerziell, keine Bearbeitung (CC BY-NC-ND 4.0)