Auf den Stein gekommen

Helga Zeitlhofer, VÖZ

Die Geologin Helga Zeitlhofer ist seit 2016 Forscherin bei Smart Minerals, einer Tochter des ACR-Instituts VÖZ. Ihr Hauptfokus liegt auf Gesteinsmikroskopie und der Entwicklung von klimafreundlichen Zementen. In ihrem aktuellen Forschungsprojekt beschäftigt sie sich mit der Alkali-Kieselsäure-Reaktion im Beton, die vor allem an Infrastrukturbauwerken Schäden verursachen kann. Ihr Ziel ist, ein praxistaugliches und verlässliches Bewertungsmodell zu entwickeln.

Helga Zeitlhofer ist im südlichen Waldviertel auf einem Bauernhof aufgewachsen und hat dadurch schon früh ihre Verbundenheit zu den Gesteinen entdeckt. Sie studierte dann auch Erdwissenschaften, ihre Dissertation schrieb sie zum Thema „Tektonometamorphe Entwicklung des südlichen Moldanubikums“ an der Universität Wien. Während dieser Zeit sammelte sie erste berufliche Erfahrungen als Projektmitarbeiterin an der Universität für Bodenkultur im Bereich der Angewandten Geologie und als Umwelttechnikerin in einer Prüfanstalt. Nach Abschluss des Studiums wollte sie in die Forschung. „Aus meiner Sicht hat Forschung etwas mit Leidenschaft und Freude zu tun. Man möchte eine Sache bis ins letzte Detail verstehen und sieht den Vorgang des Forschens, mit all den damit verbundenen Vor- und Rückschritten, als Prozess an, welcher einem persönlich Freude bereitet“, erläutert Zeitlhofer.

2016 begann sie bei Smart Minerals als Forscherin, Spezialgebiet: Gesteinskörnung. Sie trug maßgeblich dazu bei, dass die Betonmikroskopie als anerkannte Methode zur Diagnostik des Ist-Zustands von Beton etabliert wurde. „Davor war die Betonmikroskopie in Österreich nur sehr stiefmütterlich vorhanden bzw. bekannt. Durch meine jahrelangen Erfahrungen in der Mikroskopie von Gesteinen bin ich mit der Technik sehr gut vertraut. Im Rahmen eines ACR Austausches konnte ich auf der DTU in Kopenhagen von den Begründern der Betonmikroskopie spezielle Anwendungen und Grundlagen dieser Technik für das Medium Beton erlernen“, erklärt Zeitlhofer. Mit der Anschaffung eines Polarisationsmikroskops ist das Forschungsinstitut nun in der Lage, die Betonmikroskopie nicht nur in Forschungsprojekten, sondern auch im Prüfgeschäft einzusetzen. „Bei den Kunden ist diese Technik sehr beliebt, da man Schadensmechanismen optisch darstellen kann, und so auch der Laie einen Eindruck von den Mechanismen im Beton bekommt“, so Zeitlhofer.

Aktuell arbeitet Zeitlhofer an einem Forschungsprojekt zur Alkali-Kieselsäure-Reaktion (AKR) im Beton. Dabei handelt es sich um eine Sekundärreaktion im Beton, bei der die lösliche Kieselsäure der Gesteinskörnung mit den Alkalien in der Porenlösung zu einem Gel (AKR-Produkt) reagiert. Dieses Gel hat die Eigenschaft, sehr viel Wasser aufzunehmen und zu expandieren. Dies kann, je nach verwendeten Betonausgangsstoffen, teilweise zu massiven Schäden an Infrastrukturbauwerken führen. Das Ausmaß der Reaktion ist neben der Empfindlichkeit der Gesteinskörnung stark von den äußeren Einflüssen wie Temperatur, Feuchte oder Taumitteleinsatz, abhängig. Zur Vermeidung einer solchen Reaktion wird die Empfindlichkeit der verwendeten Gesteinskörnungen gemäß der derzeit in Österreich gültigen Norm ÖNORM B 3100 geprüft. Dabei handelt es sich um eine reine Gesteinskörnungsprüfung ohne Berücksichtigung der tatsächlich beim Bau einer Straße oder Brücke verwendeten Betonrezeptur und ohne den, während der späteren Lebensdauer, tatsächlich wirkenden Einflüssen. So kommt es immer wieder vor, dass Gesteinskörnungen nach einem negativen Test in der Praxis nach Jahrzehnten noch immer keine Schädigungen aufwiesen und bei solchen mit positivem Testergebnis nach rund 5-10 Jahren Schäden aufgetreten sind. Vor allem in Deutschland wurden dadurch in den letzten Jahrzehnten Milliardenschäden verursacht. Die Schäden führen auch zu großen Unsicherheiten, sowohl bei der Planung als auch bei der Ausführung sowie in der Nutzungsphase von Bauwerken.

Das Ziel des Forschungsprojektes ist es nun, ein praxistaugliches Bewertungsmodell zu entwickeln, das die in Österreich verfügbare Gesteinskörnung entsprechend den reellen Bedingungen als AKR-beständig oder AKR-unbeständig quantifiziert. Die Neuheit des gegenständlichen Projekts steckt in der Entwicklung eines Bewertungsmodells, in dem bestehende Ergebnisse von normativen AKR-Tests, Praxiserfahrungen sowie Parametern, welche sich auf die Exposition beziehen, einfließen.

„In den nächsten Jahren wird der Hauptfokus in der Beton- und Zementforschung darin liegen, klimafreundliche Zemente weiterzuentwickeln und gleichzeitig eine hohe Dauerhaftigkeit der daraus hergestellten Betone zu gewährleisten“, ist Zeitlhofer überzeugt.

In ihrer Freizeit informiert sich die Forscherin sehr gerne über internationale Politik und ist eine große Befürworterin der Friedensbewegung.

https://www.smartminerals.at/

Fotos

  • Die Geologin Helga Zeitlhofer ist seit 2016 bei Smart Minerals, Tochter des ACR-Instituts VÖZ, als Forschiern tätig. Ihr Spezialgebiet ist die Gesteinsmikroskopie. Foto: Smart Minerals
  • Bild oben: Netzrisse auf Fahrbahn; Bild unten: durch AKR geschädigtes Betongefüge im Dünnschliff. Quelle: SMG