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Kurzfassung

Die Stahlkorrosion ist ein häufiges Problem, welche weitreichende Schäden verursacht. Die zum Auffinden korrodierter und korrodierender Bewehrung sowie zum Erkennen der Korrosionsneigung im Stahlbetonexistierenden Verfahren besitzen jedoch viele Unzulänglichkeiten.

Das neue Erfurter Messprinzip ermöglicht neben einer zuverlässigen Ortung von aktiver oder passiver Korrosion insbesondere auch eine Charakterisierung des gegenwärtigen und zukünftigen Passivierungsverhaltens der Bewehrung in Wechselwirkung mit Betonmischungen, Verarbeitung, Nachbehandlung und Instandsetzungsmaßnahmen von Bauwerken und Bauteilen aus Stahlbeton, z.B. in der Qualitätssicherung, der Optimierung von Beton-, Zement- und Mörtelmischungen und Rezepturen, bei der Beurteilung von Bau- und Bewehrungsstahl sowie Spannstahl inkl. dessen Sprödbruchneigung.

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Hintergrund

Die Stahlkorrosion ist ein häufiges Problem, welche weitreichende Schäden verursacht. Die Schätzungen gehen weltweit von vielen Milliarden Euro aus, an direkten und indirekten Kosten, insbesondere im Stahlbetonbau.

In Neubauten ist der Betonstahl in der Regel vor Korrosion geschützt, da die hohe Alkalität der Porenlösung eine sehr dünne, aber praktisch porenfreie Passivschicht bildet. Durch die Verringerung des pH-Wertes z.B. durch Karbonatisierung oder insbesondere durch das Eindringen von Chloriden wird diese Passivschicht zerstört und dadurch geht der Korrosionsschutz für den Betonstahl verloren.

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Bilder & Videos

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Problemstellung

Zum Auffinden korrodierter und korrodierender Bewehrung sowie zum Erkennen der Korrosionsneigung im Stahlbeton stehen verschiedene zerstörungsfreie und zerstörungsarme Verfahren mit begrenzter Aussagekraft zur Verfügung. Diese existierenden Verfahren besitzen jedoch viele Unzulänglichkeiten.

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Lösung

Das neue Erfurter Messprinzip ermöglicht neben einer zuverlässigen Ortung von aktiver oder passiver Korrosion insbesondere auch eine Charakterisierung des gegenwärtigen und zukünftigen Passivierungsverhaltens der Bewehrung in Wechselwirkung mit Betonmischungen, Verarbeitung, Nachbehandlung und Instandsetzungsmaßnahmen von Bauwerken und Bauteilen aus Stahlbeton, z.B. in der Qualitätssicherung, der Optimierung von Beton-, Zement- und Mörtelmischungen und Rezepturen, bei der Beurteilung von Bau- und Bewehrungsstahl sowie Spannstahl inkl. dessen Sprödbruchneigung. Weitere potentielle Applikationen wie Bauwerksmonitoring und aktiver Korrosionsschutz sind damit möglich.

Durch die Einspeisung der beiden Prüfsignale von 10 Hz und +400 mV sowie -400 mV entsteht ein kathodischer Schutzstrom, welcher aktiv in den Korrosionsvorgang eingreift. Es handelt sich deshalb beim Erfurter Verfahren um ein aktives elektrochemisches Prüfverfahren. Aus der gegenseitigen Beeinflussung der beiden Prüfsignale bildet sich ein neues, resultierendes Signal, das sicher ausgewertet werden kann, da beide Ausgangssignale (das aktive Signal und das Hilfssignal) konstant und bekannt sind. Das sich aus den beiden Ausgangssignalen ergebende neue Messsignal ist dann für die Beurteilung der Passivierungsqualität die entscheidende Messaussage.

Ergänzend lässt sich aus dem Messsignal noch die Ionenaktivität oder „Ionenbeweglichkeit“ als Maß für die Betonfeuchte in der Grenzfläche extrahieren. Die Höhe des frei einstellbaren Prüfsignalstromes wird während der Messdauer aufgezeichnet. Beide Datensätze (Höhe Prüfsignalstrom und Ionenbeweglichkeit) sind von besonderer Bedeutung für die Messsicherheit und ermöglichen weitere, ergänzende und neuartige Auswertemöglichkeiten. Alle Messergebisse werden als zeitabhängige Kurvenzüge dargestellt und gespeichert.

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Vorteile

• Maß für die Betonfeuchte in der Grenzfläche kann ermittelt werden,
• Höhe des Prüfsignalstromes ist frei einstellbare,
• weitere, ergänzende und neuartige Auswertemöglichkeiten sind denkbar,
• Messergebisse können als zeitabhängige Kurvenzüge dargestellt und gespeichert werden,
• Monitoring von Passivierungsschichten können die zugehörigen Betonrezepturen hinsichtlich ihrer Dauerhaftigkeit beurteilen.

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Anwendungsbereiche

Das hier vorgestellte Verfahren kann nicht nur zur Bauwerksdiagnose, sondern insbesondere auch zur Betonmischungs- und Bewehrungsoptimierung sowie zur Qualitätssicherung genutzt werden. Durch das Monitoring von Passivierungsschichten können die zugehörigen Betonrezepturen hinsichtlich ihrer Dauerhaftigkeit beurteilt werden.