Untersuchungen zum kritischen korrosionsauslösenden Chloridgehalt unter Berücksichtigung der Kontaktzone zwischen Stahl und Beton: Fid-Bau Portal

Untersuchungen zum kritischen korrosionsauslösenden Chloridgehalt unter Berücksichtigung der Kontaktzone zwischen Stahl und Beton

Harnisch, Jörg / Raupach, Michael

Abstract

Ziel der Arbeit war, den Einfluss der Kontaktzone auf den kritischen korrosionsauslösenden Chloridgehalt für unlegierten Stahl in Beton besser zu verstehen. Zu diesem Zweck wurden an insgesamt 15 Betonvariationen elektrochemische Untersuchungen zur Ermittlung des Depassivierungszeitpunktes sowie nasschemische Analysen zur Bestimmung des vorliegenden Gesamtchloridgehaltes auf Höhe der Bewehrung durchgeführt. Jede Betonvariation wurde mit stehender (parallel zur Betonierrichtung) sowie liegender (orthogonal zur Betonierrichtung) Bewehrungsführung hergestellt, um neben den betontechnologischen Aspekten auch baupraktisch relevante Einflüsse auf die Kontaktzone zu erfassen. Die Ergebnisse zeigen, dass betontechnologische Variationen einen starken Einfluss auf die Initiierungszeit ausüben. Hinsichtlich des festgestellten korrosionsauslösenden Chloridgehaltes dominiert jedoch der Einfluss der Bewehrungslage. Diesem Aspekt sollte daher bei der Entwicklung von Prüfverfahren unbedingt Rechnung getragen werden. Die in diesem Beitrag gezeigten Untersuchungen zu Einflüssen auf die Initiierungszeit sowie den kritischen Chloridgehalt für Stahl in Beton hat für Portlandzementbetone zu folgenden Schlussfolgerungen geführt: 1) Der Eindringwiderstand eines Betons kann durch geringe w/z-Werte sowie höhere Füllergehalte gesteigert werden. Der Effekt beruht vor allem auf der Reduzierung des Kapillarporenanteils sowie der Blutneigung des Betons. 2) Bei dauerhafter Beaufschlagung mit einer chloridhaltigen Porenlösung (3 M.-% NaCl) und einer Betondeckung von 10 mm konnten Initiierungszeiten zwischen 5 und 340 Tagen festgestellt werden. 3) Es konnten kritische Chloridgehalte zwischen 0,57 und 1,94 M.-% festgestellt werden. 4) Die Bewehrungsposition hat in 14 von 15 untersuchten Fällen einen signifikanten Einfluss auf Initiierungszeiten sowie kritische Chloridgehalte. So weist die Bewehrung senkrecht zur Betonierrichtung in der Regel signifikant höhere Initiierungszeiten und kritische Chloridgehalte auf. Daher ist dieser Sachverhalt bei Laborprüfungen hinsichtlich dieser Kenngröße unbedingt zu beachten. 5) Die Ergebnisse zeigen, dass die Reduzierung von Fehlstellen in der Kontaktzone eine deutliche Verbesserung in der Lebensdauer eines Betonbauteils mit sich bringt. Mögen die Möglichkeiten zur Minimierung dieser Fehlstellen auf der Baustelle auch beschränkt sein, so können die gewonnen Erkenntnisse dennoch bei der Herstellung von Fertigteilen von Nutzen sein. So sollte das Zusammenspiel von Bewehrungsführung, Schalungsposition und Betonierrichtung dahingehend optimiert werden, dass die Fehlstellen an der Bewehrung, die später nahe der beaufschlagten Bauteiloberfläche liegt, minimiert werden. Hierdurch kann die Robustheit eines Stahlbetonbauteils gegenüber der chloridinduzierten Korrosion signifikant gesteigert werden.