Rissbildung infolge Bewehrungskorrosion. Mechanismen und Prognosemodelle: Fid-Bau Portal

Rissbildung infolge Bewehrungskorrosion. Mechanismen und Prognosemodelle

Müller, Harald S. / Bohner, Edgar

Die bisherigen Ansätze zur Bemessung einer Betonkonstruktion auf ihre Lebensdauer im Hinblick auf das Risiko einer Bewehrungskorrosion betrachten das Ende der Einleitungsphase, also die Depassivierung des Stahls und damit den Beginn der Schädigungsphase, als kritischen Grenzzustand. Ursache dafür sind fehlende Kenntnisse über den zeitlichen Verlauf der Schädigung selbst und die Zeitspanne bis zur Erstrissbildung. Bei der Bewehrungskorrosion können vom Zeitpunkt der Depassivierung bis zur Rissbildung und Abplatzung Monate, aber auch Jahrzehnte vergehen. Im letzteren Fall wären Ertüchtigungsmaßnahmen, die z. B. am Ende der Einleitungsphase ergriffen werden, überflüssig, wenn der Schaden erst nach dem Erreichen der planmäßigen Lebensdauer eintreten würde. Die Kenntnis der Zeitspanne bis zum Auftreten einer Schädigung, d. h. einer Einschränkung der Gebrauchstauglichkeit, ist also von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Die hier vorgestellten neuartigen experimentellen Untersuchungen bildeten gemeinsam mit umfangreichen numerischen Untersuchungen die Grundlage für die Entwicklung eines Modells zur Berechnung des Zeitraums zwischen dem Ende der Einleitungsphase (Depassivierung der Bewehrung, Grenzzustand 1) und dem Beginn der Rissbildung (Grenzzustand 2). Damit wurde der Weg für die probabilistische Bemessung einer Betonkonstruktion auf Dauerhaftigkeit, ausgehend vom Grenzzustand 2, eröffnet. Dies markiert eine entscheidende Verbesserung. Da die Korrosionsversuche über Jahre hinweg unter wirklichkeitsnahen Randbedingungen durchgeführt wurden - keine Beschleunigung durch anodische Polarisation - sind wirklichkeitsnahe Korrosionsprodukte entstanden. Zudem konnte durch die Konzeption der Versuche und eine inverse Analyse für sie erstmalig ein Materialgesetz abgeleitet werden. Das abgeleitete Modell zur Prognose der Rissbildung ist geeignet, um diese unter beliebig komplexen geometrischen Bedingungen vorherzusagen. Aber es ist für eine Handrechnung untauglich. Daher ist es notwendig, mit dem geschaffenen Werkzeug praxistaugliche Modelle zu entwickeln. Die grundlegenden Ansätze hierzu sind aufgezeigt worden.