FOR 537:  Modellierung des Schadensfortschritts bei Korrosion von Stahl in Beton und Bemessung von Stahlbetonbauteilen auf Dauerhaftigkeit

• Fachliche Zuordnung: Bauwesen und Architektur
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2010
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5470856

Bewehrter Beton hat aufgrund seiner Vielseitigkeit und den nahezu unbegrenzten Möglichkeiten in der Formgebung in nahezu allen Bereichen des Bauwesens Anwendung gefunden. In der Vergangenheit wurde der Dauerhaftigkeit derartiger Konstruktionen jedoch zu wenig Aufmerksamkeit gewidmet, so dass heute jährlich hohe Kosten für die Instandsetzung anfallen.
Besondere Bedeutung kommt hierbei der Korrosion der Stahlbewehrung im Beton zu. Aufgrund des alkalischen Milieus des umgebenden Betons ist die Bewehrung zunächst vor Korrosion geschützt. Durch Umwelteinflüsse kann dieser Schutz aufgehoben werden und Korrosion einsetzen. Fortschreitende Korrosion kann zum Abplatzen des Betons und zu Querschnittsverlusten an der Bewehrung führen. Dadurch können die Tragfähigkeit der betroffenen Bauteile reduziert und umfangreiche Instandsetzungsarbeiten bis hin zum Abriss erforderlich werden.
In den vergangenen Jahren wurden zahlreiche Forschungsarbeiten veröffentlicht, in denen die grundlegenden Einflussgrößen auf die Korrosion von Stahl in Beton erfasst wurden. So existieren heute Modelle, mit denen die Zeitspanne bis zum Einsetzen von Korrosion (Einleitungsphase) berechnet werden kann. Aufgrund der Komplexität der Schädigungsmechanismen ist es bisher noch nicht gelungen, ein entsprechendes Modell zu entwickeln, mit dem auch der Korrosionsfortschritt (Schädigungsphase) zuverlässig beschrieben werden kann. Ein derartiges Modell ist jedoch unerlässlich, um den zu erwartenden Schädigungsgrad bei bereits bestehenden Bauwerken beurteilen zu können und für zukünftige Bauvorhaben eine wirtschaftliche und zuverlässige Bemessung auf Dauerhaftigkeit zu ermöglichen.
Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, durch die Auswertung bereits vorhandener Versuchsdaten und umfangreiche neue Versuche ein Bemessungsmodell zu entwickeln, das zuverlässige Vorhersagen des zu erwartenden Schadensfortschritts ermöglicht. Gemeinsam mit den bereits existierenden Modellen für die Einleitungsphase soll damit eine Beurteilung der Dauerhaftigkeit eines Bauwerks von seiner Herstellung über die gesamte Nutzung bis zum Ende seiner Lebensdauer getroffen werden können. Bei diesen Modellen handelt es sich um so genannte vollprobabilistische (wahrscheinlichkeitsorientierte) Modelle, das heißt die maßgebenden Einflussparameter der Umwelteinwirkungen und des Materialwiderstands gehen nicht nur als Mittelwerte, sondern als statistische Größen mit ihren zugehörigen Streuungen in die Berechnungen ein.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen

Projekte

• Bauteilversuche und Bauwerksuntersuchungen zur Validierung und Kalibrierung der Schadensfortschrittsmodellierung (Antragsteller Gehlen, Christoph )
• Ermittlung der Systemparamter und quantitative Bewertung der Eigenkorrosion auf den Korrosionsfortschritt an depassiviertem Bewehrungsstahl (Antragsteller Isecke, Bernd )
• Modellierung des Schadensfortschritts bei Bewehrungskorrosion und Entwicklung von Dauerhaftigkeitsbernessungsmodellen für Stahlbetonbauteile (Antragsteller Schießl, Peter )
• Modellierung des Schadesfortschrittes bei Korrosion von Stahl in Beton und Bemessung von Stahlbetonbauteilen auf Dauerhaftigkeit (Antragsteller Schießl, Peter )
• Rissbildung und Abplatzung infolge Bewehrungskorrosion (Antragsteller Müller, Harald S. )
• Verbundfestigkeit von korrodierter Bewehrung in Beton (Antragsteller Gehlen, Christoph )
• Zeitliche Entwicklung des Elektrolytwiderstands von Beton und Bewehrungskorrosion im Rissbereich (Antragsteller Schießl, Peter )
• Zeitlicher Verlauf der Korrosionsgeschwindigkeit bei großflächigen Makroelementen mit hohen Chloridgehalten (Antragsteller Raupach, Michael )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Peter Schießl (†)