Frost-Tausalz-Widerstand nach DIN EN 1367-2

Institut Dr. Haag GmbH, Kornwestheim

Magnesiumsulfatverfahren - eine Verschärfung ?

In DIN EN 13043: 2002-12 „Gesteinskörnungen für Asphalt und Oberflächenbehandlungen für Straßen, Flugplätze und andere Verkehrsflächen“ wird als direktes Prüfverfahren zur Ermittlung des Frost-Tausalz-Widerstandes u.a. die Magnesiumsulfat-Prüfung nach DIN EN 1367-2 benannt. Anhand des Magnesiumsulfatwertes werden die Gesteinskörnungen hinsichtlich Verwendungszweck und Einsatzbereich in Abhängigkeit von den klimatischen Bedingungen – bei teilweiser oder vollständiger Sättigung und gleichzeitigem Einsatz von Taumitteln – beurteilt (vgl. Expositionsklassen in EN 206-1).

In unserem Institut wurde dieses Prüfverfahren bereits im Rahmen der Fremdüberwachung 2002 nach DIN 4226: 2001-07 „Gesteinskörnungen für Beton“ an verschiedenen Gesteinsarten eingesetzt und den Ergebnissen der bislang maßgeblichen Frost-Tau-Wechselversuche in Wasser nach DIN 52104 Teil 1, Verfahren N, („Dosenfrost“) gegenübergestellt.

Das Magnesiumsulfatverfahren ist wesentlich aufwändiger als das Wasserfrostverfahren. Während beim herkömmlichen Verfahren die Proben einer abwechselnden Befrostung und Auftauphase (10 Durchgänge) unterworfen wurden, wird beim Magnesiumsulfat-verfahren die Referenzkörnung 10/14 mm fünf Wechselbean-spruchungen ausgesetzt, die je-weils aus Eintauchen in gesättigte MgSO4-Lösung und anschließen-der Trocknung in einer Wärme-kammer bestehen.

Durch wiederholte Kristallisation und erneutes Eindringen des Salzes in die Poren der Gesteinskörnung kommt es zu zerstörenden Einflüssen. Aus dem Masseverlust durch die auftretenden Absplitterungen errechnet sich der Magnesiumsulfatwert (MS) in M.-%.

Untersucht wurden Proben aus Muschelkalk, Weißjurakalk, Syenit und Rheinkies.

Bei den Kalksteinen lag der MS im Mittel bei 10 mit einem Streu-bereich von 3 bis 24. Der MS bei den Rheinkiesen und beim Syenit erreichte einen Mittelwert von 3, die Einzelwerte streuten zwischen 1 und 5. Die Masse der Absplitterungen im Wasserfrostverfahren lagen bei den Mittelwerten und den Streubereichen bei allen unter-suchten Materialien ungefähr um Faktor 10 niedriger, da der Kristal-lisationsdruck beim Magnesium-sulfatverfahren höher ist als beim „Wasserfrost“.

Die Untersuchungen bestätigten, dass die Höhe des Masseverlustes abhängig ist von der Festigkeit, der Porengröße und Porenverteilung innerhalb des Gesteines. So zeigten der Syenit und die Kiese mit niedrigen Schlagzertrümmerungswerten und Was-seraufnahmevermögen weniger Absplitterungen mit geringerem Streubereich als die Kalksteine (höhere Schlagzertrümmerungs-werte- und Wasseraufnahmever-mögen).

Die größere Bandbreite der Streu-ungen bei den Kalksteinen kann beeinflusst werden durch die je-weiligen Lagerstättenverhältnisse (Diagenese) oder beispielsweise den Anteil an tonigen und mergeligen Bestandteilen (Aufbe-reitungstechnik).

Die überwiegende Anzahl der Prüfwerte liegt innerhalb der höchsten Kategorie (MS18). Lediglich einige wenige Kalkgesteinsproben fallen in die zweithöchste Kategorie (MS25). Bei diesen Proben konnten aber beim Wasserfrost die früheren höchsten Kriterien ebenfalls nicht erreicht werden.

Die Anforderungen der DIN EN 13043 bezüglich Frost-Tausalz-Widerstand bedeuten für die untersuchten Gesteinsarten keine Verschärfung bzw. kein Ausschlusskriterium für die Verwendung in o.a. Bereichen.