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Korrosionsinhibitoren für die Instandsetzung chloridverseuchter Stahlbetonbauten
Die Korrosion der Bewehrung, ausgelöst durch Karbonatisierung des Betons und/oder durch in den Beton eingedrungene Chloride, ist heute die wichtigste Ursache für Schäden an Stahlbetonbauten. Zum Schutz und zur Instandsetzung werden neben anderen Maßnahmen auch so genannte Korrosionsinhibitoren eingesetzt, organische oder anorganische Substanzen, welche die kathodische (Reduktion von Sauerstoff) und/oder die anodische Reaktion (Eisenauflösung) hemmen und so die Geschwindigkeit der Korrosion von Metallen reduzieren. Sie können vorbeugend oder nachträglich eingesetzt werden, um den Beginn von Zerstörungsprozessen hinauszuzögern, oder um bereits ablaufende Korrosionsvorgänge stark zu verlangsamen. Der Einsatz von Inhibitoren wird als technisch und wirtschaftlich interessante Alternative zur konventionellen Instandsetzung betrachtet, da der Betonabtrag erheblich reduziert oder sogar ganz wegfallen kann. Inhibitoren sind im europäischen Normenwerk für den Schutz und die Instandsetzung als Prinzip 11.3 gemäß Norm SN EN 1504-9 'Anwendung von Korrosionsinhibitoren in oder am Beton' anerkannt. Unter der Abkürzung MCI (Migrating Corrosion Inhibitor) werden alle Arten von migrierenden (wandernden) Inhibitoren verstanden. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Substanzen von der Oberfläche durch Diffusion und Konvektion in der Gas- oder Wasserphase in den Poren des Betons in größere Tiefen gelangen. Die hier vorgestellten Resultate praxisnaher Laboruntersuchungen vorgestellt (aktive, d. h. laufende Bewehrungskorrosion, unterschiedliche Bewehrungsüberdeckung, unterschiedlicher Chloridgehalt im Untergrund bzw. im Altbeton', Makroelementwirkung), zeigte jedoch, dass keines der drei geprüften Systeme in der Lage war, die Korrosionsgeschwindigkeit zu reduzieren oder sogar zu stoppen, selbst bei einer sehr geringen Bewehrungsüberdeckung von nur 10 mm. Bei allen geprüften Systemen konnten eine erhebliche Diffusion (Wanderung) der Chloride aus dem Untergrund (Altbeton) in den neuen Instandsetzungsmörtel festgestellt werden. Dieses ernüchternde Resultat - das sich in der Literatur so nicht findet - ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass sich das Korrosionsmedium in unmittelbarer Umgebung des Stahls bei laufender Korrosion stetig verschärft und die sich entwickelnden Korrosionsprodukte zusätzliche chemische und physikalische Hindernisse darstellen und so verhindern, dass der Inhibitor in ausreichender Konzentration an die Stahloberfläche gelangen und seine Wirkung entfalten kann. Es kann zudem auch sein, dass die gewählten Chloridgehalte von 2 und 4 M.%/Z zu hoch angesetzt waren. Einzelne Produkthersteller geben in ihren Produktdatenblättern Hinweise zum maximalen Chloridgehalt, der meist darunter liegt. Es ist weiterhin möglich, dass die Anwendung von Inhibitoren eher erfolgreich ist und die Höhe des Chloridgehalts eine geringere Rolle spielen könnte, wenn die Bewehrung noch nicht oder nur wenig korrodiert ist. Diese Situation wurde hier aber nicht untersucht. Die Untersuchungen erlaubten, Empfehlungen für die Prüfung von neuen Produkten und Systemen zu machen. Vor dem praktischen Einsatz sollten diese auf jeden Fall im Labor geprüft werden.
The use of inhibitors is considered worldwide as a technically and economically interesting alternative to the conventional repair of reinforced concrete structures since the removal of concrete can be considerably reduced or completely omitted. In this contribution the results of practical laboratory investigations are presented (active, e.g. ongoing corrosion, different concrete cover depths and chloride contents of the substrate or 'old concrete', macroelement effect). None of the three tested systems was able to reduce the corrosion rate or to stop the corrosion.
Korrosionsinhibitoren für die Instandsetzung chloridverseuchter Stahlbetonbauten
Die Korrosion der Bewehrung, ausgelöst durch Karbonatisierung des Betons und/oder durch in den Beton eingedrungene Chloride, ist heute die wichtigste Ursache für Schäden an Stahlbetonbauten. Zum Schutz und zur Instandsetzung werden neben anderen Maßnahmen auch so genannte Korrosionsinhibitoren eingesetzt, organische oder anorganische Substanzen, welche die kathodische (Reduktion von Sauerstoff) und/oder die anodische Reaktion (Eisenauflösung) hemmen und so die Geschwindigkeit der Korrosion von Metallen reduzieren. Sie können vorbeugend oder nachträglich eingesetzt werden, um den Beginn von Zerstörungsprozessen hinauszuzögern, oder um bereits ablaufende Korrosionsvorgänge stark zu verlangsamen. Der Einsatz von Inhibitoren wird als technisch und wirtschaftlich interessante Alternative zur konventionellen Instandsetzung betrachtet, da der Betonabtrag erheblich reduziert oder sogar ganz wegfallen kann. Inhibitoren sind im europäischen Normenwerk für den Schutz und die Instandsetzung als Prinzip 11.3 gemäß Norm SN EN 1504-9 'Anwendung von Korrosionsinhibitoren in oder am Beton' anerkannt. Unter der Abkürzung MCI (Migrating Corrosion Inhibitor) werden alle Arten von migrierenden (wandernden) Inhibitoren verstanden. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Substanzen von der Oberfläche durch Diffusion und Konvektion in der Gas- oder Wasserphase in den Poren des Betons in größere Tiefen gelangen. Die hier vorgestellten Resultate praxisnaher Laboruntersuchungen vorgestellt (aktive, d. h. laufende Bewehrungskorrosion, unterschiedliche Bewehrungsüberdeckung, unterschiedlicher Chloridgehalt im Untergrund bzw. im Altbeton', Makroelementwirkung), zeigte jedoch, dass keines der drei geprüften Systeme in der Lage war, die Korrosionsgeschwindigkeit zu reduzieren oder sogar zu stoppen, selbst bei einer sehr geringen Bewehrungsüberdeckung von nur 10 mm. Bei allen geprüften Systemen konnten eine erhebliche Diffusion (Wanderung) der Chloride aus dem Untergrund (Altbeton) in den neuen Instandsetzungsmörtel festgestellt werden. Dieses ernüchternde Resultat - das sich in der Literatur so nicht findet - ist vermutlich darauf zurückzuführen, dass sich das Korrosionsmedium in unmittelbarer Umgebung des Stahls bei laufender Korrosion stetig verschärft und die sich entwickelnden Korrosionsprodukte zusätzliche chemische und physikalische Hindernisse darstellen und so verhindern, dass der Inhibitor in ausreichender Konzentration an die Stahloberfläche gelangen und seine Wirkung entfalten kann. Es kann zudem auch sein, dass die gewählten Chloridgehalte von 2 und 4 M.%/Z zu hoch angesetzt waren. Einzelne Produkthersteller geben in ihren Produktdatenblättern Hinweise zum maximalen Chloridgehalt, der meist darunter liegt. Es ist weiterhin möglich, dass die Anwendung von Inhibitoren eher erfolgreich ist und die Höhe des Chloridgehalts eine geringere Rolle spielen könnte, wenn die Bewehrung noch nicht oder nur wenig korrodiert ist. Diese Situation wurde hier aber nicht untersucht. Die Untersuchungen erlaubten, Empfehlungen für die Prüfung von neuen Produkten und Systemen zu machen. Vor dem praktischen Einsatz sollten diese auf jeden Fall im Labor geprüft werden.
The use of inhibitors is considered worldwide as a technically and economically interesting alternative to the conventional repair of reinforced concrete structures since the removal of concrete can be considerably reduced or completely omitted. In this contribution the results of practical laboratory investigations are presented (active, e.g. ongoing corrosion, different concrete cover depths and chloride contents of the substrate or 'old concrete', macroelement effect). None of the three tested systems was able to reduce the corrosion rate or to stop the corrosion.
Korrosionsinhibitoren für die Instandsetzung chloridverseuchter Stahlbetonbauten
Hunkeler, Fritz (author) / Mühlan, Björn (author) / Ungbricht, Heidi (author)
Beton- und Stahlbetonbau ; 106 ; 187-196
2011
10 Seiten, 12 Bilder, 3 Tabellen, 13 Quellen
Article (Journal)
German
Korrosionsinhibitoren für die Instandsetzung chloridverseuchter Stahlbetonbauten
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