Gesteinskörnungen mit alkalireaktiver Kieselsäure können mit im Beton gelöstem Alkalihydroxid zu einem Alkalisilikat reagieren. Diese sogenannte Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) führt zu Volumenvergößerungen und in der Folge zu Rissen und Schädigungen im Betonbauwerk. Ablauf und Ausmaß des Schadensprozesses hängen von Art und Menge der alkaliempfindlichen Gesteinskörnung, dem Alkaligehalt sowie den Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen ab.

Warum Europa kein einheitliches Prüfverfahren hat

Auf europäischer Ebene existiert derzeit kein allgemein anerkanntes Prüfverfahren zur Beurteilung der Alkali-Kieselsäure-Reaktivität von Gesteinskörnungen. Die EN 12620 legt hierfür die am Verwendungsort der Gesteinskörnung geltenden Vorschriften fest – in Deutschland ist dies die Alkali-Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb). Diese Richtlinie musste entsprechend angepasst werden, um als nationale Restregelung zu einer harmonisierten europäischen Norm alle Gesteinskörnungen nach EN 12620 abschließend zu regeln.

Aufbau und Neuerungen der DAfStb-Alkali-Richtlinie

Die DAfStb-Richtlinie "Vorbeugende Maßnahmen gegen schädigende Alkalireaktion im Beton" besteht aus drei Teilen. Änderungen erfuhren insbesondere die Teile 1 und 3, während Teil 2 weitgehend unverändert blieb. Erstmalig enthält die Richtlinie zusätzlich zwei Anhänge:

  • Anhang A: Regelt ein alternatives Schnellprüfverfahren zur Beurteilung von Gesteinskörnungen gemäß Teil 3
  • Anhang B: Führt informativ ein gegenüber dem bekannten und bewährten Balkenversuch vereinfachtes Prüfverfahren zur weiteren Datensammlung auf

Diese Ergänzungen sollen die Prüfpraxis beschleunigen und gleichzeitig die Datenbasis für künftige Bewertungen erweitern. Insbesondere das Schnellprüfverfahren bietet Vorteile für Projekte mit engem Zeitrahmen.

Freigabeklassen und Nachweiswege

Die bauaufsichtliche Umsetzung der Alkali-Richtlinie erfolgt über die Bauregelliste A, Teil 1. In die Neufassung wurden Regelungen aufgenommen, die dieser bauaufsichtlichen Umsetzung gerecht werden. Für die alte Fassung der Alkali-Richtlinie wurden entsprechende Anlagen zur Bauregelliste bereits vorweggenommen.

Gesteinskörnungen werden je nach Reaktivität in verschiedene Freigabeklassen eingeteilt. Der Nachweis der Unbedenklichkeit einer groben Gesteinskörnung nach DIN EN 12620 mit Korngruppen d ≥ 2 mm kann über mehrere Verfahren erfolgen. Bei Fahrbahndecken aus Beton – etwa im Straßenbau – gelten besondere Anforderungen zur Vermeidung schädigender Alkalireaktion, insbesondere in der Feuchtigkeitsklasse WS.

Besondere Gesteinsarten im Fokus

Teil 2 der Alkali-Richtlinie beschreibt spezielle Anforderungen, Prüfung und Überwachung von Gesteinskörnungen mit Opalsandstein, Kieselkreide und Flint (Feuerstein). Diese Gesteinsarten gelten als besonders alkaliempfindlich und erfordern daher eine intensivere Prüfung und Überwachung.

Relevanz für Fahrbahndecken und Verkehrsinfrastruktur

Für den Neubau und die Erneuerung von Fahrbahndecken aus Beton wurden auf Bundesebene spezielle Regelungen zur Vermeidung schädigender AKR eingeführt. Die Technischen Lieferbedingungen für Baustoffe und Baustoffgemische für Tragschichten mit hydraulischen Bindemitteln und Fahrbahndecken aus Beton (TL Beton-StB) enthalten Anforderungen an Baustoffe und Einbaugemische für den Straßen- und Wegebau.

Für Bundesfernstraßen der Belastungsklassen Bk100 bis Bk1,8 gemäß RStO 12 in der Feuchtigkeitsklasse WS gelten besonders strenge Vorgaben. Der Nachweis der Unbedenklichkeit muss durch einen anerkannten AKR-Gutachter geführt werden. Alternativ steht bei kurzfristig angesetzten Baumaßnahmen eine Listenführung zur Verfügung.

Ausblick: Performance-Prüfung statt Klassifizierung

Die Fachwelt diskutiert zunehmend den Übergang von klassifizierenden zu performancebasierten Prüfverfahren. Statt Gesteinskörnungen pauschal als „reaktiv" oder „nicht reaktiv" einzustufen, sollen künftig konkrete Leistungsparameter unter definierten Einsatzbedingungen nachgewiesen werden. Dies würde eine differenziertere Beurteilung ermöglichen und könnte auch bislang ausgeschlossene Gesteinskörnungen für bestimmte Anwendungen freigeben, wenn die Randbedingungen eine schädigende Reaktion ausschließen.

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