Lochkorrosionserscheinungen an Betonstahl in gerissenen Betonprobekörpern mittels CT zerstörungsfrei quantifizieren
Quelle: BAM
Korrosionsbedingte Schädigungen von Infrastrukturbauwerken, die aus Stahlbeton oder Spannbeton errichtet werden, sind oft erst in fortgeschrittenem Stadium sichtbar. Eine Herausforderung besteht darin, den von außen nicht sichtbaren Schädigungsfortschritt von der Korrosionsinitiierung bis zum am Bauteil ersichtlichen Schaden beschreiben zu können. Hierzu werden an der BAM innovative Prüfverfahren entwickelt die oft interdisziplinäre Ansätze verfolgen. So auch bei dem im Bild gezeigten Beispiel. Der Korrosionsfortschritt an Betonstählen infolge Chlorideindringen, lässt sich mit elektrochemischen Messverfahren nur qualitativ beschreiben, da keine spezifischen Kennwerte ohne Flächenbezug generiert werden können. Computertomographische Untersuchungen ermöglichen es, die korrodierenden Oberflächen bestimmen zu können, ohne die Probe zu zerstören. Korrosionsspezifische Kennwerte können unter Kombination beider Verfahren ermitteln ermittelt werden. Alternative Betonstähle aus nichtrostenden Stählen können diese Problematik in Abhängigkeit ihrer Legierungszusammensetzung zeitlich hinauszögern oder gänzlich unterbinden. Um die Robustheit der Stähle gegenüber dem Eindringen von Chloriden beschreiben zu können, wurden innovative Prüfkonzepte entwickelt. Das Probendesign und die Verwendung von laserinduzierter brakedown Spektroskopie ermöglicht es die für die Korrosionsinitiierung notwendigen Chloridgehalte in der Phasengrenze Beton - nichtrostender Stahl bestimmen zu können. Unter Verwendung bekannter Diffusionseigenschaften der Betone kann somit eine Nutzungsdauerverlängerung von Infrastrukturbauwerken beschrieben werden da er Zeitraum bis zur Korrosionsinitiierung berechnet werden kann.
Das Themengebiet der wasserstoffinduzierte Spannungsrisskorrosion an Spannstählen wird vielfältig beleuchtet. Die Entwicklung eines geeigneten Prüfverfahrens für Spannstahldrähte war hierbei im Fokus der BAM. Dieses Verfahren ermöglicht es, gegenüber wasserstoffinduzierter Spannungsrisskorrosion hochanfällige Spanndrähte binnen 24 h identifizieren zu können und ist seit 2025 Bestandteil der ISO 15630-3.
Die Ergebnisse aus den Untersuchungen zu den entwickelten Prüfverfahren tragen zur Verbesserung der Lebensdauerabschätzung von Infrastrukturbauwerken und zur Weiterentwicklung von Normen für korrosionsbeständige Betonstähle und der Robustheitsbewertung von Spannstählen bei.
Innovative Korrosionsprüfung für Beton- und Spannstähle
Dr.-Ing. Gino Ebell, Lando Seifert M.Sc., Dr.-Ing. Andreas Burkert
Beton- und Stahlbetonbau, 2025