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Bewehrter Beton ist der Konstruktionsbaustoff
der Gegenwart. Er ist vielseitig, bietet fast unbegrenzte Möglichkeiten der
Formgebung und wird als Stahlbeton oder Spannbeton in nahezu allen Bereichen des
Bauwesens verwendet. Seiner Dauerhaftigkeit wurde in der Vergangenheit zu wenig
Aufmerksamkeit geschenkt, so fallen heute hohe Kosten für die Instandsetzung an.
In einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt
wollen Korrosions-Experten aus fünf deutschen Instituten nun ein Modell
entwickeln, mit dem sich der Prozess der Schädigung in Betonbauteilen
zuverlässig vorhersagen lässt. Sprecher der Wissenschaftlergruppe ist Prof.
Peter Schießl, Leiter des Centrums Baustoffe und Materialprüfung (cbm) der TU
München.
Korrosion kann mehrere Ursachen haben. Zunächst schützt das
alkalische Milieu des umgebenden Betons die Bewehrung vor dem Verrosten. Doch
Umwelteinflüsse können diesen Schutz aufheben. Wird der Beton durch Kohlendioxid
aus der Atmosphäre carbonatisiert, sinkt der pH-Wert, und es kommt zu einer
meist gleichmäßigen, flächigen Korrosion. Dringen hingegen Chloridionen von der
Oberfläche des Bauteils bis zur Bewehrung vor, kann lokal begrenzte, tiefe
Korrosion - der "Lochfraß" - entstehen. Solche Chloridionen stammen meist aus
Tausalzen oder Meerwasser, d.h. besonders Straßenbauwerke, Tiefgaragen oder
Meerwasserbauwerke sind betroffen. Fortschreitende Korrosion kann den Beton
abplatzen lassen und die Bewehrung dezimieren. Folge: Die Tragfähigkeit der
betroffenen Bauteile wird deutlich reduziert, umfangreiche Reparaturarbeiten
oder gar der Abriss werden erforderlich.
Bislang haben Wissenschaftler vor allem die grundlegenden
Einflussgrößen auf die Korrosion von Stahl in Beton erfasst. So existieren
Modelle, mit denen sich die Zeitspanne bis zum Einsetzen von Korrosion, die
Einleitungsphase, berechnen lässt. Was noch fehlt, ist die Entwicklung eines
Modells, mit dem man auch den Korrosionsfortschritt, die Schädigungsphase,
zuverlässig beschreiben kann. Dies ist unerlässlich, um den zu erwartenden
Schädigungsgrad bei bereits bestehenden Bauwerken beurteilen zu können und zudem
für zukünftige Bauvorhaben eine wirtschaftliche und zuverlässige Bemessung auf
Dauerhaftigkeit zu ermöglichen.
Vor diesem Hintergrund fördert die Deutsche
Forschungsgemeinschaft (DFG) das aus mehreren Teilprojekten bestehende
Forschungsvorhaben "Modellierung des Schadensfortschritts bei Korrosion von
Stahl in Beton und Bemessung von Stahlbetonbauteilen auf Dauerhaftigkeit".
Beteiligt sind neben dem cbm der TUM vier weitere auf dem Korrosionsgebiet
führende Institute: die Bundesanstalt für Materialprüfung Berlin (BAM), das
Materialprüfungsamt der Universität Stuttgart (MPA), das Institut für
Bauforschung der RWTH Aachen (ibac) sowie das Institut für Massivbau und
Baustofftechnologie der Universität Karlsruhe (ifmb).
Ziel des Projekts ist es, durch Auswertung bereits vorhandener
Versuchsdaten und umfangreiche neue Versuche ein Bemessungsmodell zu entwickeln,
das zuverlässige Vorhersagen des zu erwartenden Schadensfortschritts erlaubt.
Gemeinsam mit den bereits existierenden Modellen für die Einleitungsphase soll
es damit möglich sein, die Dauerhaftigkeit eines Bauwerks von seiner Herstellung
über die gesamte Nutzung bis zum Ende seiner Lebensdauer zu beurteilen. Hierbei
handelt es sich um so genannte vollprobabilistische
(wahrscheinlichkeitsorientierte) Modelle. Die maßgeblichen Einflussparameter der
Umwelteinwirkungen und des Materialwiderstands gehen also nicht nur als
Mittelwerte, sondern als statistische Größen mit zugehörigen Streuungen in die
Berechnungen ein.
Während einer ersten dreijährigen Förderperiode werden zunächst
die elektrochemischen Systemkomponenten der Bewehrungskorrosion ermittelt. Das
cbm der TU München bestimmt hierbei in enger Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen
den für die Korrosionsgeschwindigkeit maßgebenden Elektrolytwiderstand von
Beton. In einer zweiten Förderperiode sollen die gewonnenen Erkenntnisse aller
Teilprojekte zu einem geschlossenen Berechnungsmodell vereinigt werden.
<div align='right'>Siehe auch:
Centrum Baustoffe und Materialprüfung der TU München</div>
der Gegenwart. Er ist vielseitig, bietet fast unbegrenzte Möglichkeiten der
Formgebung und wird als Stahlbeton oder Spannbeton in nahezu allen Bereichen des
Bauwesens verwendet. Seiner Dauerhaftigkeit wurde in der Vergangenheit zu wenig
Aufmerksamkeit geschenkt, so fallen heute hohe Kosten für die Instandsetzung an.
In einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderten Projekt
wollen Korrosions-Experten aus fünf deutschen Instituten nun ein Modell
entwickeln, mit dem sich der Prozess der Schädigung in Betonbauteilen
zuverlässig vorhersagen lässt. Sprecher der Wissenschaftlergruppe ist Prof.
Peter Schießl, Leiter des Centrums Baustoffe und Materialprüfung (cbm) der TU
München.
Korrosion kann mehrere Ursachen haben. Zunächst schützt das
alkalische Milieu des umgebenden Betons die Bewehrung vor dem Verrosten. Doch
Umwelteinflüsse können diesen Schutz aufheben. Wird der Beton durch Kohlendioxid
aus der Atmosphäre carbonatisiert, sinkt der pH-Wert, und es kommt zu einer
meist gleichmäßigen, flächigen Korrosion. Dringen hingegen Chloridionen von der
Oberfläche des Bauteils bis zur Bewehrung vor, kann lokal begrenzte, tiefe
Korrosion - der "Lochfraß" - entstehen. Solche Chloridionen stammen meist aus
Tausalzen oder Meerwasser, d.h. besonders Straßenbauwerke, Tiefgaragen oder
Meerwasserbauwerke sind betroffen. Fortschreitende Korrosion kann den Beton
abplatzen lassen und die Bewehrung dezimieren. Folge: Die Tragfähigkeit der
betroffenen Bauteile wird deutlich reduziert, umfangreiche Reparaturarbeiten
oder gar der Abriss werden erforderlich.
Bislang haben Wissenschaftler vor allem die grundlegenden
Einflussgrößen auf die Korrosion von Stahl in Beton erfasst. So existieren
Modelle, mit denen sich die Zeitspanne bis zum Einsetzen von Korrosion, die
Einleitungsphase, berechnen lässt. Was noch fehlt, ist die Entwicklung eines
Modells, mit dem man auch den Korrosionsfortschritt, die Schädigungsphase,
zuverlässig beschreiben kann. Dies ist unerlässlich, um den zu erwartenden
Schädigungsgrad bei bereits bestehenden Bauwerken beurteilen zu können und zudem
für zukünftige Bauvorhaben eine wirtschaftliche und zuverlässige Bemessung auf
Dauerhaftigkeit zu ermöglichen.
Vor diesem Hintergrund fördert die Deutsche
Forschungsgemeinschaft (DFG) das aus mehreren Teilprojekten bestehende
Forschungsvorhaben "Modellierung des Schadensfortschritts bei Korrosion von
Stahl in Beton und Bemessung von Stahlbetonbauteilen auf Dauerhaftigkeit".
Beteiligt sind neben dem cbm der TUM vier weitere auf dem Korrosionsgebiet
führende Institute: die Bundesanstalt für Materialprüfung Berlin (BAM), das
Materialprüfungsamt der Universität Stuttgart (MPA), das Institut für
Bauforschung der RWTH Aachen (ibac) sowie das Institut für Massivbau und
Baustofftechnologie der Universität Karlsruhe (ifmb).
Ziel des Projekts ist es, durch Auswertung bereits vorhandener
Versuchsdaten und umfangreiche neue Versuche ein Bemessungsmodell zu entwickeln,
das zuverlässige Vorhersagen des zu erwartenden Schadensfortschritts erlaubt.
Gemeinsam mit den bereits existierenden Modellen für die Einleitungsphase soll
es damit möglich sein, die Dauerhaftigkeit eines Bauwerks von seiner Herstellung
über die gesamte Nutzung bis zum Ende seiner Lebensdauer zu beurteilen. Hierbei
handelt es sich um so genannte vollprobabilistische
(wahrscheinlichkeitsorientierte) Modelle. Die maßgeblichen Einflussparameter der
Umwelteinwirkungen und des Materialwiderstands gehen also nicht nur als
Mittelwerte, sondern als statistische Größen mit zugehörigen Streuungen in die
Berechnungen ein.
Während einer ersten dreijährigen Förderperiode werden zunächst
die elektrochemischen Systemkomponenten der Bewehrungskorrosion ermittelt. Das
cbm der TU München bestimmt hierbei in enger Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen
den für die Korrosionsgeschwindigkeit maßgebenden Elektrolytwiderstand von
Beton. In einer zweiten Förderperiode sollen die gewonnenen Erkenntnisse aller
Teilprojekte zu einem geschlossenen Berechnungsmodell vereinigt werden.
<div align='right'>Siehe auch:
Centrum Baustoffe und Materialprüfung der TU München</div>
