Hygrothermal properties and behaviour of concrete

Beton ist aus modernen Baukonstruktionen nicht mehr wegzudenken. Gleichzeitig steigt jedoch die Anzahl der Gebäude mit sanierungsbedürftigen Betonbauteilen stetig an. Dabei zeigt sich, dass die Feuchte für die Gebrauchstauglichkeit und die Dauerhaftigkeit von Baustoffen eine entscheidende Rolle spielt. Deshalb wird das Feuchteverhalten von Beton durch Freilandversuche und hygrothermische Simulationsrechnungen genauer untersucht. Als Grundlage für die Berechnungen werden auch die erforderlichen hygrothermischen Materialkennwerte bestimmt. Die Auswertung zeigt für Beton ein, im Vergleich zu anderen Baustoffen, abweichendes Verhalten beim Kapillartransport. Nach längerer Schlagregenexposition oder in Kontakt mit Grundwasser scheint bei Beton eine Art Selbstabdichtungseffekt einzusetzen, der den Flüssigtransport in einer gewissen Entfernung von der Oberfläche unterbindet. Da dieser Effekt zu einer Verschlechterung der Übereinstimmung von Rechnung und Messung führt, wird versuchsweise folgende Vorgehensweise bei der hygrothermischen Simulation vorgeschlagen: Das Betonbauteil wird in zwei Schichten unterteilt, wobei in der Wasser beaufschlagten Schicht mit Kapillartransport gerechnet wird, während in der anderen Schicht ausschließlich Dampfdiffusionsvorgänge berücksichtigt werden.

Concrete has become irreplaceable for modern building structures while at the same time the number of existing concrete constructions requiring conservation or retrofit measures is continuously rising. It can be shown that moisture is a key factor when service performance and durability issue are concerned. Therefore, the moisture behaviour oc concrete is investigated both by hygrothermal simulation and field tests. Additionally the material properties of concrete necessary for the calculations are determined and evaluated. The results show an abnormal behaviour compared to other building materials when water absorption is involved. There appears to be a self-sealing effect which causes liquid penetration to stop at some distance from the surface when concrete is exposed to rain or ground water for some time. Since this effect causes deviations between experiment and simulation, a tentative solution for the application of hygrothermal models is proposed: concrete components are divided in two layers: one where liquid transport is included and the other where vapour diffusion is the only moisture transport mechanism.