Einfluss einer Betonbeschichtung auf die Mechanismen der Bewehrungskorrosion in gerissenem, kurzzeitig tausalzexponiertem Stahlbeton

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Christoph Gehlen
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 388850785

Korrosion von Stahl in gerissenem tausalzexponierten Stahlbeton ist ein seit Jahrzehnten untersuchtes Phänomen und ein im Bauwesen stets wachsender Faktor mit negativem wirtschaftlichen Impakt zu Lasten von Wohlstand und Entwicklung. Das DBV Merkblatt „Parkhäuser und Tiefgaragen“ (2018) schlägt zur Vermeidung von Korrosion vor, den Beton nach abgeschlossener Rissbildung mit einem Oberflächenschutzsystem diffusionsoffen zu verschließen, um eine weitere Chlorid- und Feuchtezufuhr zu verhindern und den elektrolytischen Widerstand des Betons zu erhöhen. Gemäß DBV-Merkblatt bewirkt die kurzzeitige Chloridexposition mit dem Volumen einer Winterperiode keine standsicherheitsrelevanten Korrosionsschäden.In den vom Antragsteller durchgeführten Vorhaben wurde gezeigt, dass bei Biegerissen ein Oberflächenschutzsystem tatsächlich eine wirksame Maßnahme darstellt, um Makrokorrosion wieder zu deaktivieren. Die Wirksamkeit resultierte jedoch nicht aus der erwarteten Austrocknung des Betons, sondern aus signifikant steigenden anodischen Polarisationswiderständen. Diesen Anstieg konnten Folgeuntersuchungen zur Deckschichtbildung und der Chloridumverteilung nicht bestätigen. Im Rahmen der gleichzeitig durchgeführten Untersuchungen zur Quantifizierung der Makro- bzw. Mikrozellkorrosion in trenngerissenen Stahlbetonprobekörpern, konnte sich trotz verlängerter Tausalzexposition keine stabile Korrosion ausprägen. Nachträgliche Untersuchungen zeigten auf, dass die ausbleibende Korrosion vielmehr auf komplexe Rissbilder respektive komplexe Chloridmigration im Inneren des Probekörpers, als auf Oberflächenprozesse der Elektroden innerhalb der konzipierten galvanischen Zelle zurückzuführen ist. Die ursprünglich gestellten Fragen zur Bewehrungskorrosion in Trennrissen bei intermittierender Beaufschlagung bleiben also offen, können aber durch ein neues Probekörperdesign mit einheitlichem Rissbild deterministisch beantwortet werden:• Wie entwickelt sich der Makrokorrosionsprozess bei nachträglich beschichteten Stahlbetonprobekörpern mit Trennrissen? • Kommt bei Probekörpern mit Trennrissen, anders als bei Probekörpern mit Biegerissen, der Austrocknung von unten eine maßgebliche Bedeutung zu?• Wie entwickelt sich der Mikrokorrosionsanteil bei Korrosion in gerissenen und anschließend beschichteten Stahlbeton? Durch das neue Probekörperdesign können sowohl Biege- als auch Trennrisse gleichermaßen erzeugt werden. Dadurch kann der Einfluss der Rissart und die damit einhergehende atmosphärische Situation an der Stahloberfläche als alleinstehender Parameter validiert werden. Durch begleitende Erfassung der elektrochemischen Korrosionskenngrößen und abschließende gravimetrische Quantifizierung des Masseverlusts infolge der Korrosion wird die Wirksamkeit der Instandsetzungsmethode W-Cl überprüft und die zugrundeliegende parametrische Korrelation prognostizierbar.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen