Laboruntersuchungen zur Salzkristallisation an Festgesteinen

Diplomarbeit aus dem Jahr 2002 im Fachbereich Ingenieurwissenschaften - Bauingenieurwesen, Note: 1,0, Technische Universiät Wien (Bauingenieurwesen), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Zusammenfassung:§Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Beständigkeit von Festgesteinen gegen Schädigung durch Salze. Dazu wurden an zwei beispielhaften Kalksandsteinen (Aflenzer Kalksandstein und St. Margarethener Kalksandstein) Salzkristallisationsversuche mit Natriumsulfat und Magnesiumsulfat durchgeführt. Die Probegesteine wurden in geologischer und petrographischer Hinsicht beschrieben, und ihre technischen Gesteinseigenschaften bestimmt. Folgende Versuche wurden im Labor des Institutes für Ingenieurgeologie der Technischen Universität Wien durchgeführt:§- Rohdichte.§- Ultraschallgeschwindigkeit.§- Wasseraufnahmeverhalten.§- Kapillares Saugvermögen.§- Druckfestigkeit.§- Biegezugfestigkeit.§In Anlehnung an die ÖNORM EN 12370 Prüfverfahren für Naturstein Bestimmung des Widerstandes gegen Kristallisation von Salzen wurde ein Versuchsablauf erstellt und ausgeführt. Der Masseverlust bzw. die Massezunahme der der Salzlösung ausgesetzten, ungebrochenen Probekörper wurde bestimmt und die Druckfestigkeit an weitgehend ungeschädigten Probekörpern ermittelt. Die Ergebnisse der Salzkristallisationstests wurden in tabellarischer sowie fotografischer Form dokumentiert und als Grundlage für eine Interpretation der Schädigungsvorgänge und ihrer Einflußfaktoren verwendet. §Es zeigte sich, dass der St. Margarethener Kalksandstein, welcher im unbehandelten Zustand die höheren Festigkeitswerte aufwies, auch gegen Schädigung durch Salze resistenter war, als der Aflenzer Stein. Generell traten beim Natriumsulfat-Test größere Schäden auf, welche beim Aflenzer Stein zu zahlreichen Brüchen der Probewürfel führten.§Abschließend wurde versucht einen Ansatz zu finden, der es ermöglicht, die Beständigkeit von Festgesteinen gegen Schädigung durch Salze abzuschätzen, ohne aufwendige Kristallisationstests durchführen zu müssen. §Diese Arbeit stellt einen Versuch dar, naturnahe Bedingungen in Kristallisationsversuchen zu simulieren, und aufzuzeigen, welche Probleme entstehen können bzw. welche Fragen noch zu lösen sind. In diesem Sinne ist sie ein kleiner Schritt auf dem Weg zur Lösung der komplexen Zusammenhänge der Einflussfaktoren der Schädigungsmechanismen bzw. des Problems einer möglichst naturnahen Simulation in Laborversuchen.§Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:§Zusammenfassung3§Abstract5§1.Einleitung9§2.Probenmaterial11§2.1Geologische Entstehung11§2.2Petrographie12§2.2.1Aflenzer Kalksandstein13§2.2.2St. Margarethener Kalksandstein14§2.3Probencharakterisierung14§3.Technische Gesteinseigenschaften17§3.1Allgemein17§3.2Rohdichte17§3.3Ultraschall18§3.4Wasseraufnahme20§3.5Kapillares Saugvermögen26§3.6Einaxiale Würfeldruckfestigkeit30§3.7Biegezugfestigkeit35§3.8Gegenüberstellung der Versuchsergebnisse37§4.Salzkristallisation38§4.1Allgemein38§4.2Schädigungsmechanismen39§4.2.1Hydrostatischer Kristallisationsdruck39§4.2.2Linearer Wachstumsdruck41§4.2.3Hydratationsdruck42§4.2.4Osmose44§4.3Einfluß des Porenraums und der Porenradienverteilung45§4.3.1Kapillare Aufnahme von Wasser in porösen Festkörpern45§4.3.2Der Prozeß der Verdunstung und der Dampfdiffusion in porösen Festkörpern46§4.3.3Meßverfahren und ihre Ergebnisse47§5.Versuchsdurchführung48§5.1Allgemein48§5.2Natriumsulfat-Test50§5.3Magnesiumsulfat-Test50§5.4Gegenüberstellung zum Normversuch der ÖN EN 1237051§5.5Bestimmung der Lösungskonzentration und Ausgleich der Verluste54§6.Ergebnisse der Kristallisationstests56§6.1Natriumsulfat-...