Betontechnologische Einflüsse auf Beginn und Fortschritt von Stahlkorrosion im Beton
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Gräf, Herbert / Thielen, Gerd
Unter "Korrosion" versteht man die unbeabsichtigte, allmähliche Zerstörung von Werkstoffen unter dem Einfluß ihrer Umgebungsbedingungen. Stahl und Beton - in der Stahl- und Spannbetonbauweise zum wichtigsten Konstruktionsbaustoff dieses Jahrhunderts miteinander verbunden - ergänzen sich nicht nur in ihrem Festigkeits- und Verformungsverhalten. Vielmehr schützen die als Hydroside vorliegenden Hydratationsprodukte des Zements im Beton durch ihre hohe Alkalität den Stahl vor atmosphärischer Korrosion. Durch den hohen pH-Wert bildet sich im Verbundsystem von Stahl und Beton auf der Stahloberfläche eine Oxidschicht aus, die eine makroskopische Eisenauflösung nahezu unmöglich macht. Die Bewehrung in Stahl- oder Spannbetonbauwerken ist dadurch ohne zusätzliche Maßnahmen vor Korrosion geschützt. Allerdings kann unter bestimmten Nutzungsbedingungen, die beispielsweise zur Carbonatisierung des Betons im Bereich der Bewehrung oder zu einer hohen Chlorideinwirkung führen, der Korrosionsschutz der Bewehrung ganz oder teilweise aufgehoben werden. Sowohl die Maßnahmen des vorbeugenden Korrosionsschutzes als auch die der Instandsetzung geschädigter Bauwerke setzen die Kenntnis der betontechnischen Einflüsse auf Beginn und Fortschritt der Korrosion der Bewehrungsstähle voraus. – In dieser Arbeit werden Kriterien zur Erfassung betontechnischer Einflüsse auf die bei der Korrosion von Stahl im Beton ablaufenden Vorgänge dargestellt. Als betontechnisch steuerbare Größen wurden der Einfluß von Zementart und -gehalt, Wasserzementwert und als Umwelteinfluß die Lagerungsbedingungen der Probekörper untersucht. Zur Erfassung der bei der Korrosion von Stahl im Beton ablaufenden Vorgänge wurde einmal die elektrische Leitfähigkeit als Maßstab für das Verhalten des Betons als Elektrolyt untersucht. Zum anderen wurden zur Beschreibung elektrochemischer Reaktionen, und dabei besonders der kathodischen Teilreaktion, Stromdichte-Potentialkurven und zugehörige Grenzstromdichten gemessen. Aus den für die kathodische Sauerstoffreduktion charakteristischen Grenzstromdichten wurden "elektrochemische" Sauerstoffdiffusionsmessungen verglichen. Aus den Messungen kann der Einfluß des Sauerstofftransportes auf Beginn und Fortschritt der Korrosion eines Bewehrungsstahls in Beton unterschiedlicher Zusammensetzung bei verschiedenen Umgebungsbedingungn abgeschätzt werden. Dies erlaubt eine Wertung der Einflüsse auf die Korrosionsvorgänge und damit auf die zum vorbeugenden Korrosionsschutz notwendigen Maßnahmen.
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beton 9/1995 ab Seite 640
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beton
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