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Detailergebnis zu DOK-Nr. 56798

Chlorinduzierte Korrosion von Stahl in Beton: Einfluss von Temperatur und elektrischem Betonwiderstand (Forschungsauftrag AGB 1994/018 (81/94))

Autoren	B. Elsener S. Jäggi D. Bürchler
Sachgebiete	15.2 Stahlbrücken

Zürich: Schweizerischer Verband der Straßen- und Verkehrsfachleute (VSS), 2005, 136 S., zahlr. B, T, 92 Q (Bundesamt für Straßen (Bern) H. 589)

Das Forschungsprojekt hatte zum Ziel, die Abhängigkeit des elektrischen Betonwiderstands sowie der Korrosionsgeschwindigkeit der Bewehrung von klimatischen Faktoren sowie von der Betonqualität zu erfassen und aufzuzeigen, innerhalb welcher Grenzen ein Zusammenhang zwischen Betonwiderstand und Korrosionsgeschwindigkeit gegeben ist. Dazu wurden Laborversuche durchgeführt. Die Abhängigkeit des elektrischen Widerstands von Temperatur und Feuchtigkeit wurde für Zementstein und Mörtel mit w/z 0.4 und w/z 0.7 in separaten Langzeitexperimenten erfasst. Die Resultate zeigten, dass die Einstellung eines stationären Zustands bei tiefen Feuchtigkeiten (RH kleiner 60 %) selbst bei kleinen Probekörpern Jahre dauert. Der elektrische Widerstand steigt exponentiell mit sinkender Feuchtigkeit, er liegt für Zementstein deutlich tiefer als für Mörtel und sinkt mit steigender Temperatur. Die Abhängigkeit von der Feuchtigkeit und der Betonqualität (Porosität) kann mit dem Perkolationsmodell beschrieben werden, die Temperaturabhängigkeit folgt einem Arrheniusgesetz. Die Konstante der Arrheniusgleichung hängt von der Feuchtigkeit ab. Der im Makroelement fließende Korrosionsstrom steigt mit höherer Temperatur exponentiell an. Dasselbe Resultat wurde für die kathodische Teilreaktion (Sauerstoffreduktion) und für die anodische Auflösung gefunden. Um die erhaltenen Resultate auch auf ihre Relevanz für größere, praxisnahe Geometrien zu überprüfen, wurde eine numerische Modellierung (Boundary Element Program Beasy CP) der Makroelementkorrosion eingesetzt. Die aus der numerischen Modellierung erhaltenen Makrozellströme zeigen eine sehr gute Übereinstimmung mit den gemessenen Daten. Die numerische Modellierung erlaubte auch die Erfassung der Stromausbreitung im Makroelement. Weiter kann gefolgert werden, dass der Einfluss des elektrischen Betonwiderstands auf die Temperaturabhängigkeit der Korrosionsgeschwindigkeit erst bei trockenem Beton relevant wird.