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Frost- und Säurebeständigkeit von Dachschiefer
Temperatur - Wechsel - Beständigkeit
Während im Sommer auf dem Dach sehr hohe Temperaturen erreicht werden, sinken sie im Winter oft weit in den Minusbereich. Selbst innerhalb einer Jahreszeit oder eines Tages wird der Schiefer nicht selten enormen Temperaturdifferenzen ausgesetzt.
Ferner dehnen sich die einzelnen schieferbildenden Minerale bei Temperaturerhöhungen unterschiedlich aus (Temp.-koeffizent), und dies kann auch zu einer Gefügeauflockerung führen.
Das Verhalten im Frost-Tau-Wechselversuch erlaubt Rückschlüsse auf die Verwitterungsbeständigkeit.
Frost-Tau-Wechsel-Beständigkeit
Die Frost-Tau-Wechsel-Beständigkeit muß dann durchgeführt werden, wenn die Wasseraufnahme > 0,6 % ist (Stand: Mai 1999).
In diesem Test wird mit 20 Paaren an Prüfkörpern die Veränderung der Biegefestigkeit nach der Durchführung des Frost-Tau-Wechsels festgestellt. Die 20 Paare sind in zwei Gruppen aufzuteilen, wobei von 10 Paaren die Biegefestigkeit ohne vorhergehende Beanspruchung analysiert wird. Die anderen 10 Paare müssen insgesamt 100 Frost-Tau-Wechsel-Zyklen ausgesetzt werden. Anschließend wird die Biegefestigkeit und deren mögliche Veränderung festgestellt. Jetzt werden die Biegefestigkeiten der jeweiligen 10 Paare verglichen. Aus diesen Werten kann man Aussagen über die Festigkeit eines Schiefers in z. B. klimatisch rauhen Gebieten treffen. Ein Frost-Tau-Zyklus schließt folgenden Ablauf ein:
Zuerst werden die Schieferplatten 48 h bei einer Temperatur von (23 ± 5) °C in ein Wasserbad gelagert.
Anschließend werden sie in einen Kälteschrank gelegt, in dem sie mindestens 3 h Temperaturen von (-20±2) °C ausgesetzt sind.
Danach müssen die Prüfkörper erneut für 1 h in ein Wasserbad gelegt werden.
Nach den 100 Zyklen werden die Prüfkörper innerhalb einer vorgegebenen Zeit in einer Wärmekammer bei (110±5) °C getrocknet, um dann auf Raumtemperatur abgekühlt zu werden.
Wasseraufname
Dringt Wasser durch Mikrorisse in die Schieferplatte ein oder nehmen organische Substanzen Wasser auf, kann dies das Gefüge lockern: Eis hat eine höhere Dichte als Wasser, und Temperaturwechsel können eine ständige Anderung des Aggregatzustandes "Eis - Wasser" verursachen.
Bei der Bestimmung der Wasseraufnahme werden Schieferplatten 48 h in Wasser bei Raumtemperatur gelagert, um anschließend die Differenz aus trockener und wassergelagerter Schieferplatte zu ermitteln. Die Differenz steht für die Wasseraufnahme eines Schiefers.
Ist die Wasseraufnahme > 0,6 %, muß ein Test zur Frost-Tau-Wechsel-Beständigkeit durchgeführt werden (Stand: Mai 1999).
Beständigkeit gegenüber Schwefeldioxid
Bei diesem Test werden Schieferplatten im Labor bis zu 21 Tagen einer Atmosphäre ausgesetzt, die mit Schwefeldioxid (SO2) unterschiedlicher Konzentrationen belastetet ist. Danach wird festgestellt, ob der Schiefer Gefügezerstörungen oder Farbveränderungen aufweist.
Dies ermöglicht letztendlich Aussagen über eventuelle Veränderungen in der Farbgebung und Festigkeit eines Schiefers gegenüber der oft belasteten Atmosphäre (z. B. saurer Regen).
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