🏗️ Frost-Tau-Widerstand grober Gesteinskörnung — 10 Zyklen des Gefrierens bis −17,5 °C unter Wasser und des Auftauens im Bad bei etwa 20 °C

Bauwesen PN-EN 1367-1

Übersicht

Die Norm legt ein Prüfverfahren fest, das Auskunft darüber gibt, wie sich eine Gesteinskörnung verhält, die der zyklischen Einwirkung von Gefrieren und Auftauen ausgesetzt ist. Das Ergebnis erlaubt es, den Widerstand der Gesteinskörnung gegen diese Form der Witterungseinwirkung zu beurteilen. Die Prüfung wird auf Gesteinskörnungen mit Korngrößen von 4 mm bis 63 mm angewendet. Die Norm hält fest, dass die durch Frost hervorgerufenen Spannungen in der Gesteinskörnung unter anderem vom Grad der Wassersättigung und von der Abkühlgeschwindigkeit abhängen.

Der Frost-Tau-Widerstand einer Gesteinskörnung schlägt sich unmittelbar in der Dauerhaftigkeit des Betons nieder. Frostbeständige Gesteinskörnung wird verwendet, um einen Beton zu erhalten, der der aggressiven Einwirkung von Gefrieren und Auftauen entsprechend den Expositionsklassen XF1 bis XF4 widersteht. In Fahrbahnbeton wird wegen der beim Winterdienst verwendeten Taumittel eine Gesteinskörnung eingesetzt, die auch in Gegenwart von Salz frostbeständig ist — diese Prüfung beschreibt gesondert der Teil 6 derselben Reihe, und das Ergebnis wird mit dem Symbol FEC bezeichnet. Der nach Teil 1 bestimmte Frost-Tau-Widerstand wird mit dem Symbol F bezeichnet.

Die Prüfung besteht aus zwei Teilen: dem Tränken bei atmosphärischem Druck und der Lagerung in Wasser zur vollständigen Sättigung sowie der Exposition gegenüber Frost unter Wasser.

Prinzip der Methode

Proben einer einkörnigen Gesteinskörnung, zuvor bei atmosphärischem Druck mit Wasser getränkt, werden zehn Frost-Tau-Zyklen unterworfen. Ein Zyklus besteht darin, die Gesteinskörnung unter Wasser auf −17,5 °C abzukühlen und danach in einem Wasserbad von etwa 20 °C aufzutauen. Nach Abschluss der Zyklen wird die Gesteinskörnung auf Veränderungen untersucht: die Entstehung von Rissen, den Masseverlust sowie, wo es angebracht ist, Festigkeitsänderungen. Der Masseverlust wird als Quotient der Differenz der Massen vor und nach der Prüfung zur Ausgangsmasse berechnet, in Prozent ausgedrückt, wobei die Ausgangsmasse die Gesamtmasse dreier getrockneter Proben ist und die Endmasse die Gesamtmasse dieser Proben, die auf einem bestimmten Sieb verblieben ist.

Anwendungen

• Eignung einer Gesteinskörnung für Beton, der Gefrieren und Auftauen ausgesetzt ist (Expositionsklassen XF1–XF4)
• Auswahl der Gesteinskörnung für Fahrbahn- und Brückenbeton
• Abnahmeprüfungen von Gesteinskörnungen im Straßenbau
• Werkseigene Produktionskontrolle beim Hersteller der Gesteinskörnung
• Beurteilung der Brauchbarkeit einer Gesteinskörnung aus einer neuen Lagerstätte

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN 1367-1:2007

Titel (PL)

Badania właściwości cieplnych i odporności kruszyw na działanie czynników atmosferycznych — Część 1: Oznaczanie mrozoodporności

Title (EN)

Tests for thermal and weathering properties of aggregates — Part 1: Determination of resistance to freezing and thawing

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Vorbereitung der Proben

   Drei Proben der Gesteinskörnung durch Verkleinern einer aus einer einkörnigen Gesteinskörnung entnommenen Probe vorbereiten, nach dem Entfernen von Über- und Unterkorn. Die empfohlene Korngruppe ist 8/16 mm mit einer Masse von 2000 g ± 5 %; zulässig sind auch 4/8 mm mit einer Masse von 1000 g ± 5 %, 16/32 mm mit einer Masse von 4000 g ± 5 % sowie 32/63 mm mit einer Masse von 6000 g ± 5 %.

2. Waschen, Trocknen und Wägen

   Die Proben waschen und von anhaftenden Körnern reinigen, bei 110 °C ± 5 °C bis zur Massekonstanz trocknen, auf Umgebungstemperatur abkühlen lassen und wägen. Das Wägen mit einer Genauigkeit von ±0,2 g für Gesteinskörnung bis 16 mm und von ±0,5 g über 16 mm ausführen.

3. Tränken

   Die Proben in den Behältern 24 h ± 1 h bei 20 °C ± 5 °C in destilliertem oder entionisiertem Wasser bei atmosphärischem Druck aufbewahren.

   ⏱ Zeit: 24 h ± 1 h

4. Einbringen in den Schrank

   Die geschlossenen Behälter mit den Proben in den Tiefkühlschrank stellen und zehn Frost-Tau-Zyklen unterwerfen.

5. Abkühlen auf null

   Die Temperatur in 150 min ± 60 min von 20 °C ± 5 °C auf 0 °C ± 1 °C senken und 0 °C ± 1 °C 210 min ± 90 min halten.

   🌡 Temperatur: 0 °C ± 1 °C

6. Gefrieren

   Die Temperatur in 150 min ± 60 min von 0 °C ± 1 °C auf −17,5 °C ± 2,5 °C senken und −17,5 °C ± 2,5 °C mindestens 240 min halten.

   🌡 Temperatur: −17,5 °C ± 2,5 °C

7. Auftauen

   Die Proben in Wasser von etwa 20 °C auftauen, bis die Temperatur der Probe 20 °C ± 3 °C erreicht. Nach dem Ende jeder Auftauphase den Behälter höchstens 10 Stunden in Wasser von 20 °C ± 3 °C stehen lassen. Jeden vollständigen Zyklus innerhalb von 24 Stunden ausführen.

8. Beurteilung und Berechnung

   Nach den zehn Zyklen die makroskopischen Veränderungen der Gesteinskörnung beurteilen: die Entstehung von Rissen und Sprüngen sowie den Masseverlust, und wo es nötig ist — Festigkeitsänderungen. Den Masseverlust F als Verhältnis der Massedifferenz zur Ausgangsmasse in Prozent berechnen, wobei die Ausgangsmasse die Gesamtmasse der drei getrockneten Proben ist und die Endmasse ihre auf einem bestimmten Sieb verbliebene Gesamtmasse. Im Prüfbericht das Ergebnis samt der geprüften Korngruppe angeben.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Der Tiefkühlschrank arbeitet bei −17,5 °C — Handschuhe zum Schutz vor Erfrierungen beim Herausnehmen der Behälter
• Behälter mit Wasser und Gesteinskörnung von einigen Kilogramm — Vorsicht beim Heben, Gefahr der Überflutung des Arbeitsplatzes
• Auf 110 °C erhitzter Trockenschrank — Thermohandschuhe, Zange zum Herausnehmen der Gefäße
• Die Gesteinskörnung ist nach den Zyklen bisweilen rissig und scharfkantig — Handschuhe beim Sieben und Wägen
• Mineralstaub beim Waschen und Sieben — Atemschutz, Nassarbeit

Häufige Fragen