Die Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR), auch als Betonkrebs oder Betontreiben bekannt, ist eine schädliche chemische Reaktion im Beton zwischen den Alkalien im Zement und bestimmten kieselsäurehaltigen Zuschlagstoffen. Diese Reaktion führt zur Bildung eines quellenden Gels, das den Beton von innen heraus zerstören kann.

Funktionsweise

Die AKR läuft in mehreren Schritten ab:

• Alkalien (Natrium- und Kaliumhydroxid) im Zement lösen sich in der Porenlösung des Betons
• Reaktive Kieselsäure in bestimmten Zuschlagstoffen (z.B. Opalsandstein, Flint) reagiert mit den Alkalien
• Alkali-Kieselsäure-Gel bildet sich an der Oberfläche der reaktiven Zuschlagkörner
• Wasseraufnahme: Das Gel nimmt Wasser auf und quillt stark
• Innerer Druck entsteht, der zu Rissen und Abplatzungen im Beton führt

Anwendung

Die Kenntnis der AKR ist im Bauwesen von großer Bedeutung:

• Betonherstellung: Auswahl geeigneter Zuschlagstoffe, die keine reaktive Kieselsäure enthalten
• Prüfung: Untersuchung der Zuschlagstoffe auf AKR-Empfindlichkeit vor der Verwendung
• Brückenbau: Besonders betroffen, da Brücken ständig Feuchtigkeit ausgesetzt sind
• Fahrbahndecken: Betonfahrbahnen mit Tausalzbelastung sind gefährdet
• Talsperren und Wasserbauwerke: Dauerhaft feuchte Betonbauwerke sind besonders anfällig
• Schadensbewertung: Beurteilung bestehender Bauwerke mit AKR-Schäden

Schadensbilder

Typische Anzeichen einer AKR sind:

• Netzartige Risse (Landkartenrisse) auf der Betonoberfläche
• Gelausscheidungen an Rissen und Poren
• Aufwölbungen und Verformungen des Bauteils
• Abplatzungen an der Oberfläche
• Verfärbungen des Betons im Bereich der Reaktion

Vorbeugung

Maßnahmen zur Vermeidung der AKR:

• NA-Zuschläge (nicht alkaliempfindlich) verwenden
• Zement mit niedrigem Alkaligehalt (NA-Zement) einsetzen
• Flugasche oder Hüttensand als Betonzusatzstoff zugeben
• Feuchtezutritt minimieren durch geeignete Abdichtung
• AKR-Alkali-Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton beachten

Verwandte Begriffe

• Betonschäden
• Dauerhaftigkeit von Beton
• Zuschlagstoffe

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