Protecting substructures in marine environments: Fid-Bau Portal

Protecting substructures in marine environments

Martin, B.L. / Firlotte, C.A.

Während der kathodische Schutz von weichem Stahl in Beton kaum Probleme macht, ist der Schutz von hochfestem Stahl wegen möglicher Wasserstoffversprödung kompliziert. Auch ist der Schutz in der Gezeitenzone von Meeresbauten schwierig. Ein Beispiel für den kathodischen Schutz von hochfestem Stahl sind Brückenfahrbahnen in Italien, wo über ein Rechnerprogramm die Wasserstoffentwicklung unterdrückt wird. Entscheidend dabei ist die genaue Anordnung der Bezugselektrode im Beton. Eine andere Möglichkeit ist der Betrieb des Schutzsystems unter Potentialkontrolle, wobei sich der Schutz auch auf die Gezeiten- und Spritzzone erstrecken soll. In Florida wurde ein Fremdstromsystem mit spannungsbegrenzter Betriebsart erprobt. Dieses System ist einfach und flexibel. Es arbeitet mit einem katalytisch beschichtetem Titannetz als Anode und einer Spannungsbegrenzung auf 1,2 V. Eine H-Entwicklung ist theoretisch nur bei pH-Werten unter 12,5 möglich. Bei der praktischen Anwendung muß der IR-Abfall und Überspannungen berücksichtigt werden, so daß die offene Spannung auf max. 1,43 V (etwa 1,4 V) eingeregelt wird. Die katalytische Ti-Anode verhindert die Sauerstoffansammlung an der Anode. Erprobt wurden Ti-Anoden in vorgefertigten Glasfaserformen, die die Formstabilität garantierten und die Anode zur Verhinderung von Stromverlusten vom Meerwasser abschirmten. So wurden 44 Brückenpfeiler über den Ribault-Fluß in Florida geschützt. Der Schutzstrom wurde aus der gemessenen Stromdichte-Potentialkurve entnommen. Die Ti-Anode wurde so angeordnet, daß der Gezeitenhöchststand in der Mitte der Umhüllung war. Die Anode wurde direkt mit dem Beton verbunden. Die Schutzstromdichte betrug 22 mA/m², die Spannung wurde auf 1,2 V begrenzt. Eine weitere Versuchsbrücke ist die Howard Frankland-Brücke in der Tampa-Bay. Die Schutzeinrichtung ist seit IV/93 in Betrieb und arbeitet mit 5 mA/m² und 1,4 V.