Verbundfestigkeit von korrodierter Bewehrung in Beton

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Christoph Gehlen
• Subject Area: Construction Material Sciences, Chemistry, Building Physics
• Term: from 2007 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5470856

Die Tragfähigkeit von Stahlbetonbauteilen, die einer fortgeschrittenen Korrosionsbeanspruchung aus-gesetzt sind, kann theoretisch auf drei unterschiedliche Arten verloren gehen. Zum Ersten kann es zum Tragfähigkeitsverlust infolge Querschnittsverlust des Betons (durch Betonabplatzungen) kommen. Zum Zweiten kann der Tragfähigkeitsverlust durch die Querschnittsschwächung des Betonstahls (durch Korrosionsabtrag am Stahl) verursacht werden. Zum Dritten stellt Verbundversagen einen möglichen Grenzzustand der Tragfähigkeit dar. Alle drei Versagensarten können aber auch in Kombi-nation auftreten. Die zeitliche Entwicklung der Korrosionsphase und deren Folgeerscheinungen (z. B. Rissbildung und Abplatzungen des Betons) werden innerhalb der 2. Förderperiode in Schädigungs-modellen beschrieben. Wichtige Eingangsgrößen dieser Schädigungsmodelle spielen auch bei der Beurteilung von Verbundfragen eine entscheidende Rolle (Korrosionsrate, die damit verbundene radi-ale Ausdehnung der Betonstahlbewehrung, Zeitpunkt der Rissbildung und Betonabplatzung). Diese in der 1. Förderperiode erworbenen Kenntnisse werden nun komplettiert, indem auf die vorliegenden Informationen aufbauend, in einem ergänzend eingerichteten Teilprojekt B2, die noch fehlenden Mo-dellierungen im Bezug auf Verbund ergänzt werden. Dadurch wird eine vollprobabilistische Beurteilung des Bruchgrenzzustandes Verbundversagen ermöglicht. Um das Ziel erreichen zu können, werden zunächst Ausziehversuche an unkorrodierten und korrodierten (verschiedene, gezielt eingestellte Korrosionsstadien) Bewehrungsstählen durchgeführt. Dabei werden, unter Variation insbesondere von konstruktiven Randbedingungen, Verbundspannungs-Schlupf-Beziehung (-Schlupf-Beziehungen) in Abhängigkeit der verschiedenen, gezielt eingestellten Korrosionsstadien ermittelt. Diese experimentell ermittelten Eingangsdaten werden mittels Nachrechnung auf der Basis von 3D-FE-Berechnungen nachvollzogen und durch Parameterstudien ergänzt. Mit Hilfe dieser Ergänzungsrechnungen soll auf analytischem Wege ein Schädigungsmodell abgeleitet werden. Auf diese Weise kann der noch feh-lende Baustein zum Bau des angestrebten vollprobabilistischen Dauerhaftigkeitsbemessungsmodells von Stahlbetonbauwerken erarbeitet werden.

• DFG Programme: Research Units
• Subproject of: FOR 537: Modelling the Progress of Rebar Corrosion in Concrete and Durability Design of Reinforced Concrete Structures
• Participating Person: Professor Dr.-Ing. Josko Ozbolt