Chemischer Angriff auf verpresste Anker und Pfähle. Numerische Simulationsberechnung zur Dauerhaftigkeit: Fid-Bau Portal

Chemischer Angriff auf verpresste Anker und Pfähle. Numerische Simulationsberechnung zur Dauerhaftigkeit

Rigo, Ellen / Unterderweide, Klaus

Die für die Herstellung und Ausführung von verpressten Pfählen und Ankern relevanten Regelwerke enthalten für die chemischen Angriffe durch Ammonium- und Chloridionen keine konkreten Angaben zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit. Dies führt zu großen Unsicherheiten beim Planer. Mit Hilfe numerischer Simulation wurde unter Berücksichtigung hoher Ammonium- und Chloridionenkonzentrationen (150 mg/L NH(4+), 2500 mg/L Cl(-)) die Dauerhaftigkeit von mit Zementleimsuspensionen verpressten Pfählen und Ankern berechnet. Dazu wurde das Programm Transreac genutzt, welches den Transport in porösen Materialien mit der Berechnung der chemischen Reaktionen kombiniert. Es konnte gezeigt werden, dass innerhalb von 100 Jahren eine sehr geringe Schädigung (< 1 mm) hinsichtlich des lösenden Angriffes durch Ammonium zu erwarten ist. Für den Stahlkörper der Pfähle ergibt die Prognose weder durch die pH-Wert-Absenkung infolge des lösenden Ammoniumangriffes noch hinsichtlich eines kritischen Chloridgehaltes eine bedeutende Korrosion. Mit Hilfe des Programms Transreac können Simulationsberechnungen von chemischen Angriffen auf zementgebundene Materialien zur Abschätzung des Korrosionsrisikos zielsicher durchgeführt werden. Es stellt damit eine Alternative zu langwierigen Korrosionsexperimenten unter realen Baustellenbedingungen dar. Dies ist insbesondere in solchen Fällen wichtig, bei denen dem Planer durch Normen und technische Regeln keine oder nur unzureichende Hilfestellungen zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit gegeben werden. An einigen Objekten aus der Praxis wurde die Leistungsfähigkeit dieses Programms unter Beweis gestellt. Im vorliegenden Fall diente es zur Abschätzung des Korrosionsrisikos für verpresste Anker und Pfähle bei hohen Ammonium- und Chloridgehalten im Boden. Der Angriff durch Ammoniumionen spielt in der Praxis z. B. bei der Konzeption von Biogasanlagen eine immer wichtigere Rolle. Die Beobachtungen in der Praxis sowie die im Rahmen dieser Untersuchungen erhaltenen Simulationsergebnisse zeigen, dass die Grenzwerte für den Angriff von Ammoniumionen auf zementäre Systeme zu niedrig ausgelegt sind. Rechenberg und Sylla untersuchten Beton aus Portlandzement mit einem w/z-Wert von 0,5 nach neun Jahren Einlagerung in 100 mg/L NH(4+). Dieser Beton wies keine sichtbaren Veränderungen auf. Die Einwirkung von300 mg/L NH(4+) auf Betone aus Portlandzement (w/z = 0,5) unter freier Bewitterung bewirkt keine nennenswerten Korrosionserscheinungen nach sechs Jahren.