Was sind Kartenrisse (Craquelé)?

Kartenrisse sind ein Netz aus flachen, miteinander verbundenen Haarrissen, das nur durch die obere Schicht einer Betonbefestigung verläuft. FAA AC 150/5380-6C verwendet die Namen Kartenrisse und Craquelé für denselben Schaden.

Namen und Verwechslungen

• Kartenrisse und Craquelé. Die FAA-Richtlinie für die Instandhaltung definiert beide Namen gleich. Das FAA-Handbuch zur AKR sagt, dass sich beide oft schwer unterscheiden lassen.
• Musterrisse. Das FHWA-Handbuch zur AKR sagt, Kartenrisse heißen auch Musterrisse.
• Risskartierung. Das ist kein Schaden. Es ist das Erfassen, wo Risse liegen. Das FHWA-LTPP-Handbuch verwendet Schadenskarten, die die genaue Lage jedes Schadens auf einem Versuchsabschnitt zeigen.
• Krokodilhautrisse. Das FHWA-Handbuch zur AKR nennt diesen Begriff einen dritten Namen für Kartenrisse im Beton. Im Asphalt bezeichnet AC 150/5380-6C damit Ermüdungsrisse, einen anderen Schaden. Wiederholte Verkehrslast verursacht Ermüdungsrisse, die an der Unterseite der Asphaltdeckschicht beginnen.

So sieht es aus

Das FHWA-LTPP-Handbuch beschreibt eine Reihe von Rissen, die nur in die obere Schicht der Platte reichen. Größere Risse verlaufen oft entlang der Befestigung, feinere Quer- oder Zufallsrisse verbinden sie. Es ist ein Oberflächenschaden. Die Risse teilen die Platte nicht so, wie es ein Eckbruch oder ein Längsriss tut.

Das FAA-Handbuch zur AKR ergänzt, dass Kartenrisse nie gleichmäßig über eine Befestigung verteilt sind. Sie reichen von wenigen Rissen über einzelne Bereiche mit Musterrissen bis zu dicht stehenden, ausgedehnten Rissen. Die FHWA merkt an, dass Kartenrisse durch AKR oft zuerst an den Ecken der Platten auftreten.

Ursachen

Es gibt zwei Gruppen von Ursachen.

Nachbehandlung und Verarbeitung

AC 150/5380-6C sagt, dass Craquelé meist durch unsachgemäße Nachbehandlung oder Verarbeitung des Betons entsteht. Das PAVER-Handbuch nennt für die Abwitterung dieselben Baufehler: zu starkes Glätten, Wasserzugabe auf die Oberfläche beim Glätten und fehlende Nachbehandlung. Ein Merkblatt der FHWA zur Nachbehandlung sagt, die Nachbehandlung sollte so früh wie möglich nach dem Einbringen beginnen, um übermäßigen Wasserverlust und das Austrocknen der Oberfläche zu verhindern.

Alkali-Kieselsäure-Reaktion

Die andere Ursache ist die Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR). Dabei reagieren die Alkalien im Zement mit bestimmten reaktiven Kieselsäuremineralien und bilden ein Gel. Das Gel nimmt Wasser auf und dehnt sich aus, was den Beton schädigen kann. AC 150/5380-6C nennt die AKR eine weitere Schadensquelle, die mit Kartenrissen verbunden ist.

Das FAA-Handbuch zur AKR nennt drei Bedingungen, die alle zugleich vorliegen müssen:

1. Eine reaktive Form von Kieselsäure in der Gesteinskörnung.
2. Genug Alkali, vor allem aus dem Zement.
3. Genug Feuchtigkeit, das heißt eine relative Luftfeuchte von mindestens 85 Prozent in den Poren des Betons.

Fehlt eine Bedingung, kann die schädliche Ausdehnung durch AKR nicht auftreten.

Kartenriss oder AKR

Das PAVER-Handbuch unterscheidet die AKR vom Kartenriss und von der Abwitterung anhand sichtbarer Anzeichen einer Ausdehnung. Die Merkmale der AKR sind:

• weißes, braunes, graues oder anders gefärbtes Gel oder Verfärbungen an den Rissen
• Abplatzungen von Gesteinskörnern
• eine Zunahme des Betonvolumens, etwa Plattenversatz, Fugenversatz oder herausgedrückte Fugenfüllungen

Das Handbuch gibt weitere Hinweise:

• Da die AKR von den Materialien abhängt, ist sie in der Regel über den gesamten Befestigungsaufbau vorhanden.
• AKR-Schäden zeigen sich im Allgemeinen nicht in den ersten Jahren nach dem Bau. Plastische Schwindrisse können am Tag des Baus auftreten und zeigen sich im ersten Jahr.
• AKR zeigt Risse senkrecht zur Fugenfläche. D-Cracking entwickelt sich als parallele Risse entlang der Fugenflächen.

Das FAA-Handbuch zur AKR sagt, dass AKR und andere Mechanismen oft sehr ähnlich aussehen. Es hält eine eindeutige Identifikation allein durch Sichtprüfung praktisch für unmöglich und sagt, eine Laboruntersuchung sei unerlässlich. Das PAVER-Handbuch bestätigt das: Bohrkern und petrographische Analyse des Betons sind die einzige endgültige Methode zur Bestätigung der AKR. Ein Foto der Oberfläche kann die Ursache nicht klären.

Ist Kartenrissbildung strukturell

Craquelé durch unsachgemäße Verarbeitung und Nachbehandlung beeinträchtigt die Strukturfestigkeit des Betons nach dem FAA-Handbuch zur AKR nicht. Ein Strukturriss ist ein anderer Schaden. Das PAVER-Handbuch sagt, dass Längs-, Quer- und Diagonalrisse mit niedriger Schwere meist durch Wölben oder Reibung entstehen. Risse mittlerer oder hoher Schwere sind meist Arbeitsrisse und gelten als größere strukturelle Schäden.

Die AKR ist anders. Die FAA-Studie hinter dem Handbuch bestätigte, dass AKR-Schäden die langfristige Leistung von Flugplatzbefestigungen beeinträchtigen können. Die Ursache ist daher wichtig, bevor jemand die Risse als harmlos einstuft.

Warum es auf einem Flugplatz wichtig ist

AC 150/5380-6C sagt, dass Craquelé zur Abwitterung der Oberfläche führen kann. Abwitterung ist der Verlust von Oberflächenmörtel. Im PAVER-Handbuch wächst das Fremdkörperpotenzial (FOD) der Abwitterung mit dem Schweregrad. Bei hohem Schweregrad verhindert regelmäßiges Kehren FOD-Probleme nicht mehr. Das Handbuch sagt außerdem, dass die Abwitterung anhält, bis die betroffene Tiefe abgetragen oder aufgebraucht ist.

Wie er bewertet wird

PAVER bewertet AKR nach der Breite der Risse und nach den Anzeichen von Schäden:

• Niedrig. Die Risse an der Oberfläche sind eng, meist 1 mm oder weniger, mit wenig oder keinem Anzeichen von Bewegung.
• Mittel. Ein Muster aus breiteren Rissen, meist 1 mm oder mehr, das engere Risse unterteilen können. Einige Bruchstücke und Ausbrüche können auftreten.
• Hoch. Lose oder fehlende Betonbruchstücke mit hohem FOD-Potenzial, oder eine Plattenoberfläche, die stark geschädigt ist und sofort repariert werden muss.

PAVER-Schwindrisse (73) sind ein anderer Schaden. Es sind Haarrisse von wenigen Fuß Länge, die sich nicht über die ganze Platte erstrecken.

Was zu tun ist

Tabelle 6-2 der AC 150/5380-6C ist der Schnellleitfaden für die Instandsetzung von Oberflächenproblemen starrer Befestigungen. Sie hat keinen Eintrag für Craquelé oder Kartenrisse. Die Maßnahmen richten sich nach der Ursache:

• Craquelé. Erfassen Sie es und beobachten Sie die Abwitterung, denn AC 150/5380-6C sagt, Craquelé könne zu Abwitterung führen. Das PAVER-Handbuch zählt Abwitterung niedriger Schwere nur, wenn innerhalb von 2 bis 3 Jahren weitere Abwitterung zu erwarten ist.
• Vermutete AKR. Entnehmen Sie Bohrkerne für die petrographische Analyse. Das FAA-Handbuch rät zu Bohrkernen aus verschiedenen Teilen der Befestigung, weil AKR sehr lokal auftreten kann. Es sagt außerdem, dass die Schwere der Risse an der Oberfläche nicht zum Schaden im Inneren passen muss.
• Bestätigte AKR in vorhandenem Beton. Das FAA-Handbuch sagt, Lithium sei wirksam bei der Kontrolle weiterer Ausdehnung, und die Wirkung hänge von der Eindringtiefe ab. Für Flugplatzbefestigungen nennt es als praktischste Verfahren die oberflächliche Aufbringung (Aufstauen oder Besprühen), die Vakuum-Imprägnierung und die Druckinjektion. Es rät von der Druckinjektion ab, wenn die AKR das Bauwerk stark geschädigt hat.
• Neuer Beton. Das Handbuch nennt als vorbeugende Maßnahmen nicht reaktive Gesteinskörnung, Zement mit niedrigem Alkaligehalt, Grenzwerte für den Alkaligehalt der Mischung und ergänzende zementartige Stoffe.

Bei einer Flugplatzinspektion

Der Inspektor erfasst, wo der Riss verläuft, wie viel von der Platte er bedeckt und ob Verfärbungen, Abplatzungen, Abwitterung oder Plattenbewegungen vorliegen. Diese Anzeichen entscheiden, ob die Bewertung Abwitterung oder AKR lautet. Bei Verdacht auf AKR wird ein Bohrkern für die petrographische Analyse entnommen.