Erweiterung der Anwendungsgrenzen des Instandsetzungsprinzips W-Cl

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Breit; Professor Dr. Christoph Dauberschmidt
• Fachliche Zuordnung: Baustoffwissenschaften, Bauchemie, Bauphysik ; Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 453141969

Die Sicherstellung der Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauteilen ist eine technisch anspruchsvolle Aufgabenstellung und für die Gesellschaft zur Aufrechterhaltung der Mobilität und zur Sicherung des Immobilienbestandes von zentraler Bedeutung. Dabei spielt besonders die Chlorideinwirkung auf Stahlbeton eine zentrale Rolle. Die Instandsetzung der durch Chloride hervorgerufenen Schäden verursacht einen erheblichen volkwirtschaftlichen Schaden. Bei dem Instandsetzungskonzept W-Cl wird die Oberfläche des Betonbauwerks (z.B. ein Parkdeck oder eine Tiefgaragen-Bodenplatte) mit einer Beschichtung versehen, welche ein Eindringen weiterer Chloride und Wasser verhindert, ein Austrocknen des Bauteils aber zulässt. Durch die Austrocknung des Betons werden die Korrosionsprozesse stark verlangsamt, so dass der weitere Schädigungsprozess bestenfalls zum Erliegen kommt. Instandsetzungen von chloridbelasteten Bauteilen nach dem Prinzip W-Cl sind weitaus kostengünstiger durchzuführen als bei den üblicherweise konventionellen Instandsetzungsmethoden. Im Rahmen eines DFG-Forschungsvorhabens „Grundlegende Untersuchungen zu den Mechanismen des Instandsetzungsprinzips W-Cl und zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit“ wurden nun grundlegende Untersuchungen zu den Anwendungsgrenzen durchgeführt. Das Forschungsvorhaben, welches im Jahr 2019 erfolgreich abgeschlossen wurde und in der Begutachtung eine äußerst positive Zustimmung gefunden hat, belegt, dass die Randbedingungen, die einen gesicherten Instandsetzungserfolg ermöglich, stark einschränkend wirken: so führen hohe Chloridgehalte am Stahl oder wasserdampfdiffusionshemmende Beschichtungen dazu, dass die Korrosionsraten innerhalb des Untersuchungszeitraums nicht auf ein unschädliches Maß reduziert werden konnten. Somit sind auch zukünftig die Anwendungsgrenzen dieses Instandsetzungsprinzips sehr limitiert. Um nun die Anwendungsgrenzen diese Instandsetzungsverfahrens zu erweitern, sollen im Rahmen eines Nachfolgeprojektes weitergehende Untersuchungen durchgeführt und neue Lösungsansätze überprüft werden. Dazu werden neue Beschichtungssysteme untersucht und aus dem Erstforschungsvorhaben noch vorhandene Prüfkörper weitergehend untersucht werden. Ein neuartiger Lösungsansatz für höherbelastete Bauteile besteht im gezielten Heruntertrocknen von chloridbelasteten und zunächst unbeschichteten Bauteilen (durch z.B. Wärmebehandlung). Dazu soll anhand von praxisnahen Prüfkörpern der Nachweis des dauerhaften Instandsetzungserfolgs durch Auslagerung in einer Tiefgarage erbracht werden. Abschließend sollen anhand der Erkenntnisse zur Interpretation von Messergebnissen von Korrosionsstrom-Messeinrichtungen bei sehr trockenen Betonen aus dem WIPANO-Forschungsvorhaben die gewonnenen Ergebnisse aus dem bisherigen DFG-Forschungsvorhaben präzisiert werden. Dabei sollen insbesondere Grenzwerte bestimmt werden, ab denen von einer unschädlichen „Passivstromdichte“ ausgegangen werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen