Untersuchungen zum kritischen korrosionsauslösenden Chloridgehalt von Stahl in Beton
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden verschiedene Aspekte des Depassivierungsverhaltens von Bewehrungsstahl in Beton, in Zusammenhang mit einer Chloridbelastung aus der Umgebung untersucht. Dabei stand die Ermittlung von korrosionsauslösenden Chloridkonzentrationen im Beton im Vordergrund. An platten- sowie stützenfußartigen Prüfkörpern mit praxisnahen Abmessungen wurden zunächst natürliche Potentialverteilungen auf den Oberflächen des Bewehrungskorbs sowie die zugehörigen Polarisationszustände im passiven Zustand untersucht. Dabei wurden für Prüfkörper aus Betonen mit Hochofenzement (HOZ) Potentialdifferenzen von bis zu 650 mV und maximale innere Polarisationen (Abweichungen vom gemischten Ruhepotential des gesamten Bewehrungskorbs) von bis zu 352 mV festgestellt. Für Beton mit Portlandzement wurden wesentlich geringere Differenzen ermittelt. Die maximal gemessene Potentialdifferenz betrug 150 mV und die maximale Polarisation lediglich 17 mV. An würfelartigen Kleinprüfkörpern mit jeweils einem einbetonierten Bewehrungsstab wurde in einer parallelen Testserie der Einfluss einer externen Polarisation des Stahls auf das Depassivierungsverhalten bzw. den korrosionsauslösenden Chloridgehalt überprüft. Im Rahmen dieser Prüfserie wurden für Betone mit Portlandzement, die nach XD3-Anforderungen hergestellt wurden, kritische Chloridkonzentrationen zwischen 0,88 und 1,68 M.-% bezogen auf den Zementgehalt ermittelt. Ein systematischer Einfluss des Polarisationslevels auf die Zeit zur Depassivierung oder den korrosionsauslösenden Chloridgehalt wurde nicht festgestellt. Für Betone mit Hochofenzement konnten keine aussagekräftigen Resultate erzielt werden, da die Versuche aufgrund zu langer Wartezeiten bis zur Depassivierung nach über 600 Tagen abgebrochen werden mussten. Andere Einflussgrößen auf das Depassivierungsverhalten konnten im Laufe des Forschungsvorhabens nicht im Detail quantifiziert werden. Eine systematische Verminderung der Kontaktzonenqualität konnte trotz mehrerer Versuche nicht wie erwartet erzeugt werden, sodass deren Effekt auf den korrosionsauslösenden Chloridgehalt nicht untersucht werden konnte. Vielmehr entstand die Notwendigkeit, anhand der generierten Resultate weitere Überlegungen zum Eindringverhalten von Chloriden in Abhängigkeit verschiedener Randbedingen – vor allem der Porenverteilung und anderer Inhomogenitäten im Bereich der Kontaktzone – anzustellen. Im Rahmen der finalen Auswertung konnten Erkenntnisse zum Einfluss der Probenahme auf die Bestimmung des korrosionsauslösenden Chloridgehaltes in der Praxis gewonnen und auch erste Ansätze zur Übertragbarkeit für Untersuchungen an praxisnahen Bauteilen erarbeitet werden.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2015), Einfluss der Polarisation der Bewehrung auf den kritischen Chloridgehalt für Stahl in Beton, Ostfildern : Technische Akademie Esslingen, 2015. - In: 4. Kolloquium Erhaltung von Bauwerken, Esslingen, 27. und 28. Januar 2015, (Raupach, M. (Ed.)), S. 529-536 ISBN 978-3-943563-17-7
Kosalla, M. Raupach, M.
- (2016), Potential Differences Between Passive Reinforcement Segments in Concrete Components in Dependency of Binder Type, Aeration Conditions and Quality of the Steel/ Concrete-Interface, Mater. & Corros., vol. 67, n. 6, p. 639
Kosalla, M., Raupach, M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1002/maco.201608855) - (2017), Einfluss der Polarisation der Bewehrung auf den kritischen Chloridgehalt für Stahl in Beton, Ostfildern : Technische Akademie Esslingen, 2017. - In: 5. Kolloquium Erhaltung von Bauwerken, Esslingen, 24. und 25. Januar 2017, (Raupach, M. (Ed.)), S. 291-297 ISBN 978-3-943563-28-3
Kosalla, M. Raupach, M.
- (2017), Chloride-induced depassivation of steel in concrete – Influence of electrochemical potential and anodic polarization level, - In: Service Life and Durability of Reinforced Concrete: Selected Papers of the 8th International RILEM PhD Workshop held
Kosalla, M., Raupach, M.
(Siehe online unter https://doi.org/10.1007/978-3-319-90236-4_9)
