Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die grundlegenden Mechanismen, die bei einem intermittierenden Frost-Tausalz-Angriff mit temporären Austrocknungsperioden auftreten und zu einer Abschwächung der Frost-Tausalz-induzierten Schädigung führen, aufzuklären. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Transportprozessen von Wasser und Ionen, Ausfällungs- und Kristallisationsprozessen sowie der Gefügeausbildung - sowohl während der Austrocknung als auch während der Frostbelastung. Ein besseres Verständnis der ablaufenden Prozesse ist nötig, um die Übertragbarkeit von gemessener Lab-Performance in zu erwartender Field-Performance besser bewerten zu können. Sie ist aber auch hilfreich um eine faire und zuverlässige Beurteilung neuer, zukünftig auf den Markt kommender Ausgangsstoffe zu ermöglichen. Daher sollen auf Basis von bereits eingeführten Standardprüfungen (CDF) und der hier zusätzlich durchgeführten experimentellen Untersuchungen, Empfehlungen für ein geeignetes Bewertungssystem von Betonen abgeleitet werden, die in der Praxis einer typischen, für Süddeutschland oder anderen Standorten repräsentativen Frost-Tausalz-Exposition mit intermittierenden Trocknungsperioden ausgesetzt sind. Auf Basis der erzielten Ergebnisse und ergänzend dazu durchgeführten numerischen Untersuchungen, die mit für die Frostproblematik entsprechend erweiterten CHTM-Modellen durchgeführt werden, soll ein Ingenieurmodell zur Beschreibung des intermittierenden Frost-Tausalz-Angriffs mit temporären Austrocknungsperioden entwickelt werden, dass die zuverlässige Vorhersage der Abwitterungsrate aufgrund der gewonnene Erkenntnisse standortspezifisch ermöglicht.

Schematisch kann die sich abschwächende Schädigungsentwicklung bei einem intermittierenden Frost-Tausalz-Angriff mit temporären Austrocknungsperioden durch sich wiederholende dreiphasige Zyklen dargestellt werden:

• Phase I Trocknungsphase (T): Bei Temperaturen oberhalb des Gefrierpunkts sowie einem fehlenden Taumittelangebot am Bauteil, kommt es zu einer Austrocknung sowie zu einer Umverteilung des Wassers im Bauteil. Es findet keine frostinduzierte Schädigung statt. Die Schädigungsrate r_i beträgt null.
• Phase II Initialphase (INI): Sinkt die Temperatur zyklisch unterhalb des Gefrierpunkts (Frost-Tau-Wechsel) und liegt gleichzeitig Taumittellösung am Bauteil an, so kommt es bedingt durch kapillares Saugen, verstärkt durch den Effekt der Mikroeislinsenpumpe, zunächst zu einer Wasser- und Chloridaufnahme im Bauteil. In Abhängigkeit des Wasser- und Chloridgehalts im oberflächennahen Bereich werden in der Folge - bedingt durch die unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten von Eis und Zementstein, dem Spaltdruck und dem hydraulischen Druck - Spannungen innerhalb der oberflächennahen Zementsteinmatrix induziert. Bis zum Erreichen kritischer Spannungen in der Randzone findet jedoch keine makroskopische äußere Schädigung statt (r_i = 0).
• Phase III Schädigungsphase: Wird mit fortwährenden Frost-Tau-Wechseln bei gleichzeitigem Taumittelangebot eine kritische Spannung in der Randzone überschritten, kommt es zu makroskopischen äußeren Schädigungen am Bauteil. Die Schädigungsrate r_i ist größer 0. Wie in vorangegangenen Untersuchungen gezeigt werden konnte, ist die Schädigungsrate bei Zyklen i > 1 infolge der vorangegangenen Austrocknungsphase jedoch zunächst geringer als im vorherigem Zyklus i-1 (r_i < r_i-1).