Bestimmung der korrosionsauslösenden Chloridgehalte zur Bewertung der chloridinduzierten Stahlkorrosion von Stahlbetonbauteilen
Bewertung und Optimierung der Untersuchungsmethodik
Voß, Karl-Uwe
Im Rahmen der Instandsetzungsplanung z. B. von Parkhäusern, Brücken oder Tunnelbauwerken ist der Bewertung der Risiken der chloridinduzierten Stahlkorrosion eine besondere Bedeutung beizumessen. Trotzdem entscheiden sich Planungsbüros und ausschreibende Stellen aus Kosten- und Zeitgründen häufig für die deutlich preisgünstigere Methode der Bestimmung der wasserlöslichen Chloridgehalte. Nicht allen Büros ist dabei bewusst, dass die bekannten Richtwerte (für säurelösliche Chloride z.B. aus der Instandsetzungsrichtlinie) nur sehr eingeschränkt zur Bewertung der wasserlöslichen Chloridgehalte heranzuziehen sind. So haben diverse Vergleichsuntersuchungen gezeigt, dass die Wiederfindungsrate für die wasserlöslichen Chloride erwartungsgemäß deutlich geringer als für die säurelöslichen Chloride ist. Daneben hängt die Wiederfindungsrate gerade der wasserlöslichen Chloride sehr stark von der Probenvorbereitung (Körnigkeit des Prüfguts, Mahlen der Proben, Kontaktzeit mit dem Wasser sowie Mengenverhältnis zwischen Wasser und Bohrmehl) ab. Aufgrund der vielseitigen Einflüsse lassen sich ohne genaue Kenntnis der Eigenschaften des Bohrmehls (z.B. der Korngrößenverteilung) und der konkreten Probenvorbereitung auch keine einheitlichen Umrechnungsfaktoren zwischen den wasserlöslichen und den säurelöslichen Chloriden ableiten. Somit sind die wasserlöslichen Chloride nur sehr eingeschränkt zur Bewertung des chloridinduzierten Korrosionspotenzials zu verwenden. Konkrete Korrosionsbewertungen sind streng genommen nur auf Basis der säurelöslichen Chloride möglich. Alternativ zur Untersuchung hunderter oder manchmal sogar tausender wasserlöslicher Chloridgehalte, wie dies bei Großobjekten durchaus häufiger der Fall ist, sollte eine Kombination aus einer vorgeschalteten Potenzialfeldmessung und der anschließenden Bestimmung der säurelöslichen Chloride erfolgen. So ist die Potenzialfeldmessung eine sehr gute Methode, um Teilflächen zu lokalisieren, in denen eine Instandsetzung aufgrund von Bewehrungsstahlkorrosion erforderlich ist. Die Kombination der Potenzialfeldmessung mit der Bestimmung einer deutlich geringeren Prüfmenge an säurelöslichen Chloridgehalten liefert nicht nur deutlich mehr Informationen, sondern führt gerade bei großen Flächen, wie z.B. bei Parkhäusern oder Brücken, nicht selten sogar zu einer deutlichen Reduzierung der Prüfkosten. Darüber hinaus ist auf Basis einer sachgerechten Prüfplanung eine deutlich sichere Festlegung der Instandsetzungsbereiche (inklusive der abgeleiteten Abtragtiefe des Betons), möglich, sodass nicht nur die Prüfkosten sinken, sondern auch reduzierte Instandsetzungskosten resultieren können. Last but not least ist auf Basis dieser Untersuchungen eine sachgerechte Bewertung der vorliegenden Chloridgehalte möglich, da ein Verfahren gewählt wurde, das zu den in den Technischen Regelwerken genannten Grenzwerten passt.
Determination of the corrosion-inducing chloride contents for the evaluation of the chloride-induced steel corrosion of reinforced concrete components
In the context of repair planning, e.g. of multi-storey car parks, bridges or tunnels, the assessment of the risks of chloride-induced steel corrosion is of particular importance. Nevertheless, for cost and time reasons, planning offices and tendering bodies often opt for the significantly cheaper method of determining the water-soluble chloride content. Not all offices are aware that the known reference values (for acid-soluble chlorides, e.g. from the maintenance guidelines) can only be used to a very limited extent for the assessment of water-soluble chloride contents. Various comparative studies have shown that, as expected, the recovery rate for water-soluble chlorides is significantly lower than for acid-soluble chlorides. In addition, the recovery rate of the water-soluble chlorides in particular depends very much on the sample preparation (granularity of the test sample, grinding of the samples, contact time with the water as well as quantity ratio between water and drilling dust). Due to the wide range of influences, no uniform conversion factors between the water-soluble and acid-soluble chlorides can be derived without precise knowledge of the properties of the drilling dust (e.g. particle size distribution) and the concrete sample preparation. Thus, the water-soluble chlorides can only be used to a very limited extent to evaluate the chloride-induced corrosion potential. Strictly speaking, concrete corrosion evaluations are only possible on the basis of acid-soluble chlorides. As an alternative to the investigation of hundreds or sometimes even thousands of water-soluble chloride contents, as is quite frequently the case with large objects, a combination of an upstream potential field measurement and the subsequent determination of the acid-soluble chlorides should be carried out. The potential field measurement is a very good method to locate partial areas in which a repair is necessary due to reinforcement steel corrosion. The combination of the potential field measurement with the determination of a significantly lower test quantity of acid-soluble chloride contents not only provides significantly more information, but often even leads to a significant reduction in test costs, especially for large areas such as car parks or bridges. In addition, on the basis of proper test planning, it is possible to determine the repair areas (including the derived removal depth of the concrete) in a clearly reliable manner, so that not only the test costs are reduced, but also the repair costs can be reduced. Last but not least, these investigations make it possible to properly assess the existing chloride content, as a method was selected that fits the limits specified in the technical regulations.
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beton 12/2019 ab Seite 460
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