Korrosionsverhalten von Stahl in Beton bei Anwendung des Instandsetzungsprinzips W-Cl bei gerissenem Beton

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Christoph Gehlen
• Subject Area: Structural Engineering, Building Informatics and Construction Operation ; Construction Material Sciences, Chemistry, Building Physics
• Term: from 2012 to 2016
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 213589428

Bei optimaler Lastabtragung beinhaltet das Bemessungsprinzip der Stahlbetonbauweise Rissbildung in den Zugzonenbereichen im Beton. Durch die Risse können korrosionsfördernde Substanzen (Chloride, CO2) wesentlich schneller zur Bewehrung gelangen als im ungerissenen Stahlbeton. Daher ist im gerissenen Stahlbeton wesentlich früher mit Korrosion zu rechnen. Um den gerissenen Stahlbeton vor Korrosion zu schützen, werden auf befahrene Oberflächen in den allermeisten Fällen rissüberbrückende Oberflächenschutzsysteme aufgetragen. Dadurch wird verhindert, dass auch in gerissenen Bereichen korrosionsfördernde Substanzen eindringen können. Durch zunehmenden Einsatz „verschleißarmer“, starrer Beschichtungen kann es jedoch zu einem Aufriss der Beschichtung im Winter kommen, was nach derzeit gültigem Regelwerk erst nach der Winterperiode durch elastische Teilbeschichtungen wieder instand zu setzen wäre. In dieser Periode liegen Risse offen, Chloride können eindringen.Dieser Vorgehensweise stehen aber keine gesicherten Erkenntnisse zu den Fragen gegenüber, wie hoch der Chloridgehalt im gerissenen Beton vor der Beschichtung maximal sein darf, damit keine standsicherheitsrelevante Korrosion ausgelöst wird und ob ein bereits initiierter Korrosionsprozess durch Austrocknen des Beton gesichert zum Stillstand kommt.Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Beantwortung dieser offenen Fragestellungen. Hierfür werden zwei Strategien verfolgt. Im experimentellen Teil wird an Laborprobekörpern die Wirksamkeit des Korrosionsschutzes des Oberflächenschutzsystems an chloridbelasteten, gerissenen und beschichteten Stahlbetonplatten untersucht. Neben dem Einfluss der Beschichtung auf die Makrokorrosionsströme wird auch die Wirkung auf die Entwicklung der Mikrokorrosionsströme im Rissbereich ausgewertet. Innerhalb der numerischen Untersuchungen wird der Einfluss des Elektrolytwiderstandes, der nach der Beschichtung infolge Austrocknung kontinuierlich ansteigt, auf den Makrokorrosionsstrom bei großformatigen, gerissenen Bauteilgeometrien ermittelt.Die Ergebnisse aus dem experimentellen und dem numerischen Teil dieses Forschungsvorhabens erlauben eine wissenschaftlich begründete Bewertung, unter welchen Randbedingungen eine chloridinduzierte Bewehrungskorrosion nach Beschichten der gerissenen, chloridbelasteten Betonoberfläche zum Stillstand kommt und wie lang der Zeitraum andauert, bis ein bereits begonnener Korrosionsprozess im Riss ggf. zum Erliegen kommt.

• DFG Programme: Research Grants