Steigerung der Dauerhaftigkeit von Beton durch Zugabe von superabsorbierenden Polymeren

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Superabsorbierende Polymere (SAP) sind vernetzte langkettige Moleküle meist aus Polyacrylsäure und Polyacrylamid mit ionischen Seitengruppen, die in der Lage sind, ein Vielfaches ihrer Masse an Wasser zu binden. Die Polymere liegen als Pulver mit Partikelgrößen zwischen ca. 60 und 200 μm vor. Geringe Mengen in den Beton eingemischt ergeben einen inneren Wasserspeicher, der die Hydratation des Zements unterstützt („innere Nachbehandlung“). Wenn das Wasser verbraucht ist, bleiben luftgefüllte Poren zurück, die die Zementsteineigenschaften beeinflussen. In Vorversuchen wurde festgestellt, dass der Frost-Tausalzwiderstand erhöht wird, dass die Wasser- und Sauerstoffpermeabilität erniedrigt und dass der Chlorideindringwiderstand erhöht wird. Der Antrag zielt darauf, die Gesetzmäßigkeiten der Wasseraufnahme und –abgabe genauer zu untersuchen. Dies soll einerseits mithilfe von Multiringelektoden geschehen, die in die Versuchsbetone eingebettet werden, andrerseits mithilfe von Kernresonanzmessungen (NMR) an Zementsteinproben mit unterschiedlichem Wasserzementwert. Daneben werden Versuche zu Transporteigenschaften (Diffusion, kapillares Saugen, Permeabilität), zum Porengefüge (Quecksilberdruckporosimetrie, Mikroskopierung), zum autogenen Schwinden, zum Frosttausalzwiderstand und zum Verschleißverhalten durchgeführt. Die Wirkung der SAP wird schließlich mit einem Dauerhaftigkeitsmodul im Hydratationsmodell DuCOM implementiert.