Steffen Siegel
Zustandsbestimmung von externen Spanngliedern und Schrägseilen mit Frequenzanalysen
Karlsruher Reihe Massivbau, Baustofftechnologie, Materialprüfung, Band 83
Dissertationsschrift
2018, 322 S., graph. Darst. 240 mm, Softcover
KIT Scientific Publishing

 

 

In der Arbeit wurde das Messsystem ResoCable, bestehend aus Hard- und Software, entwickelt, mit dem die Durchführung und Auswertung der Frequenzmessungen an externen Spanngliedern und Seilen schnell und fehlerminimiert durchführbar sind. Hierzu wurden neben Versuchen an Litzen und vollverschlossenen Seilen (VVS) zahlreiche Messungen an externen Spanngliedern und Seilen durchgeführt. Darüber hinaus wurde mittels FE-Berechnungen das Verhalten von Litzen an Umlenkstellen untersucht.

Chemischer Angriff auf Beton - Prüfverfahren zur Bewertung des Säurewiderstands von Beton
DBV-Heft, Band 41
Fassung Mai 2017.
2017, 27 S., 12 Abb., 4 Tab., Softcover

 

 

In den letzten Jahren wurden diverse Prüfverfahren und Methoden entwickelt, um die Leistungsfähigkeit von Beton bzw. Bindemittel hinsichtlich des Widerstands gegenüber betonaggressiven Einwirkungen beurteilen zu können. Ein wesentliches Ziel von Prüfverfahren zur Beurteilung der Dauerhaftigkeit von Baustoffen ist, die im Laufe der Nutzungsdauer zu erwartenden Einwirkungen auf den Baustoff realitätsnah abzubilden. Dazu sind die Prüfparameter auf die im jeweiligen Anwendungsbereich vorherrschenden Umgebungs- und Randbedingungen anzupassen. Daneben sind auch die Bewertungskriterien individuell unter Berücksichtigung der im Einzelfall geforderten Nutzungsdauer eines Bauwerks festzulegen. Eine systematische Zuordnung von adäquaten Prüfverfahren bzw. Prüfparametern und Bewertungskriterien für die verschiedenen Anwendungsbereiche im Betonbau, in denen betonaggressive Einwirkungen auftreten, ist mit Ausnahme von Einzelfällen bislang nicht vorhanden. Daneben stellt sich in der Praxis immer wieder das Problem, das Angriffspotenzial der Umgebung eines Bauwerks prüftechnisch zu erfassen und zu bewerten. In Ergänzung zum DBV-Merkblatt "Chemischer Angriff auf Beton - Empfehlungen zur Prüfung und Bewertung" (Fassung Mai 2017) werden im DBV-Heft 41 "Chemischer Angriff auf Beton - Prüfverfahren zur Bewertung des Säurewiderstands von Beton" bisher nicht in Normen geregelte, aber in Deutschland durchaus gängige Prüfverfahren zur Beurteilung des Säurewiderstands von Beton zusammengestellt und in Bezug auf die wesentlichen Prüfparameter beschrieben.

Ist-Zustandserfassung von Parkbauten in Betonbauweise
DBV-Heft, Band 39
Fassung Januar 2017.
2017, 76 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover

 

 

Der Schutz und die Instandsetzung von Betonbauteilen haben im Bereich von Parkhäusern und Tiefgaragen aufgrund der dort herrschenden Beanspruchungen eine besondere Bedeutung. Dies gilt vorrangig für die Instandhaltung von solchen Parkdecks, die direkt befahren sind, da diese erheblichen Beanspruchungen aus Chloriden in Kombination mit wechselnd nassen und trockenen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sind. Wichtigste Voraussetzung für die sachkundige Planung von Instandsetzungsmaßnahmen ist die Ist-Zustandserfassung der betroffenen Betonbauteile. Dazu gehört nicht nur die Aufnahme von augenfälligen Schadensbildern, sondern auch die eingehende Untersuchung von schadensträchtigen Betonbauteilen. Diese wird üblicherweise mittels einer Kombination aus zerstörungsfreien und zerstörungsarmen Prüfverfahren durchgeführt. Welche Verfahren und Verfahrenskombinationen sind für eine Ist-Zustandserfassung von Betonbauteilen geeignet und haben sich in der Praxis bewährt? Was ist bei ihrer Durchführung zu beachten und wie sind die Prüfergebnisse zu beurteilen? Das Heft geht diesen Fragen nach und gibt entsprechende Antworten beziehungsweise liefert Ansätze für Problemlösungen. Die Beiträge wurden von Autoren erarbeitet, die bei den vom DBV jährlich bundesweit veranstalteten Arbeitstagungen zur Betoninstandsetzung referierten.

Amir Rahimi
Semiprobabilistisches Nachweiskonzept zur Dauerhaftigkeitsbemessung und -bewertung von Stahlbetonbauteilen unter Chlorid
Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Band 626
2017, 266 S., 297 mm, Softcover
Beuth

 

 

In den letzten drei Dekaden wurden leistungsbasierte Konzepte zur Bemessung der Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken hinsichtlich der Betonstahlkorrosion auf vollprobabilistischem Format entwickelt, um den Defiziten der derzeitigen normativen Regelung mit ihrer Vorgabe deskriptiver Anforderungen entgegenzuwirken. Die Anwendung der Bemessungskonzepte auf vollprobabilistischer Ebene ist jedoch aufwendig und benötigt gesonderte Fachkenntnisse und spezielle numerische Software. Bei der Beurteilung der Restnutzungsdauer bestehender Bauwerke unter Dauerhaftigkeitsaspekten ohne bzw. nach Ausführung von Instandsetzungsmaßnahmen sind die deskriptiven Ansätze zumeist nicht ausreichend bzw. mangels entsprechender Informationen zur Zusammensetzung der Baustoffe nicht anwendbar; praxisgeeignete Bemessungsverfahren auf Performance-Basis stehen nicht zur Verfügung. Im Rahmen der Arbeit werden semiprobabilistische Konzepte entwickelt, die eine Dauerhaftigkeitsbemessung hinsichtlich chloridinduzierter Betonstahlkorrosion sowohl für neu zu errichtende als auch für nachträglich mittels Betonersatz instandgesetzte Bauteile ermöglichen und zur Bewertung der Restnutzungsdauer bestehender Bauteile angewendet werden können. Durch Erstellung von Bemessungsnomogrammen wird dem sachkundigen Planer ein anwendungsfreundliches Instrument für ein transparentes Umgehen mit der Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken bereitgestellt.

Korrosion der Bewehrung im Bereich von Trennrissen nach kurzzeitiger Chlorideinwirkung
DBV-Heft, Band 35
Fassung Juni 2015.
2015, 36 S., 31 Abb. u. 11 Tab., Softcover

 

 

Bei der Erarbeitung des aktuellen DBV-Merkblatts "Parkhäuser und Tiefgaragen" (2. überarbeitete Ausgabe September 2010) wurde von dem Erkenntnisstand ausgegangen, dass bei kurzen Einwirkzeiten - das DBV-Merkblatt spricht hier von maximal einer Wintersaison - i. d. R. nicht mit standsicherheitsrelevanten Korrosionsschäden der Bewehrung zu rechnen ist. Daraus wird die Empfehlung abgeleitet, dass alle Risse immer kurzfristig und dauerhaft unmittelbar nach der Winterperiode zu schließen sind, sodass eine weitere Chlorid- und Feuchtezufuhr verhindert wird. In der Fachwelt wurde diese Empfehlung immer wieder hinterfragt, da keine dokumentierten Untersuchungen dazu vorlagen, ob und inwieweit das Schließen der Risse nach einer Wintersaison mit Chlorideintrag tatsächlich zu einer für die Dauerhaftigkeit und Standsicherheit unkritischen Bauwerkssituation führt. In dem Bericht zum DBV-Forschungsvorhaben 292 "Korrosion der Bewehrung im Bereich von Trennrissen nach kurzzeitiger Chlorideinwirkung" - durchgeführt an der RWTH Aachen - kommen die Forscher zu dem Ergebnis, dass "die Schädigung - genauer die Abtragsrate - nach der Rissverpressung auf ein unschädliches bzw. vernachlässigbares Maß herabfällt." Dies führt zu der Erkenntnis, dass "die Gesamtschädigung am Stahl aus der Beaufschlagungsphase und den 15 Monaten danach in den meisten Fällen nicht als kritisch bezüglich der Tragfähigkeit einzustufen ist." Damit kann die vorgenannte im DBV-Merkblatt ausgesprochene Empfehlung, also Risse kurzfristig nach deren Auftreten dauerhaft zu schließen, als hinreichend abgesichert angesehen werden - insbesondere im Vergleich zu möglichen anderen Maßnahmen, die u. U. zu erheblichen Eingriffen in das Tragwerk führen und deswegen weniger empfehlenswert sind.

Jürgen Mietz, Annette Burkert, Andreas Burkert, Bernhard Jonas, Gerd Eich, Joachim Baszynski
Korrosionsschutzwirkung von Korrosionsschutzmassen für Spannglieder ohne Verbund. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 3071
2005, 48 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Zur Bestimmung der Korrosionsschutzwirkung von Korrosionsschutzmassen (Wachse bzw. Fette) in Verbindung mit Spanngliedern ohne Verbund gibt es z.Zt. keine speziellen Prüfmethoden. Um die Wirksamkeit dieser Massen für den vorgesehenen Einsatz zu verifizieren, wird bisher auf Prüfverfahren aus anderen Anwendungsbereichen zurückgegriffen. Der Einsatz im Spannstahlbereich basiert deshalb überwiegend auf vorliegenden Erfahrungswerten. Dies ist insbesondere für die Zulassung neuer Schutzmassen ein erheblicher Nachteil und behindert neue Produktentwicklungen. Ziel des Forschungsvorhabens war es, die Sperrwirkung von vier handelsüblichen Korrosionsschutzmassen gegenüber Wasser, ihre Unterwanderungsneigung sowie ihre zusätzliche Korrosionsschutzwirkung zu untersuchen. Für die Prüfungen wurden Schutzmassen mit unterschiedlichen Schichtdicken auf Spannstähle appliziert. Die Versuchsbedingungen wurden kritischen Belastungsfällen (Kondenswasserbeaufschlagung, künstliche Bodenlösung, direkter Bodenkontakt) angepasst.

Konrad Zilch, Angelika Schießl
Überprüfung des Nennmaßes der Betondeckung im Falle von chloridinduzierter Korrosion mit Hilfe einer Dauerhaftigkeitsbemessung
Bauforschung, Band T 2967
2001, 15 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wird eine Dauerhaftigkeitsbemessung für chloridinduzierte Korrosion durchgeführt. Unter Berücksichtigung des w/z-Wertes, der Zementart und des Klimas wird der Sicherheitsindex für eine Lebensdauer von 50 Jahren in Abhängigkeit der Betondeckung bestimmt. Die Ergebnisse werden mit den in verschiedenen Normen (DIN 1045-1, prEN 1992-1) vorgeschriebenen Betondeckungen verglichen. Außerdem wird die Betondeckung für eine Lebensdauer von 100 Jahren bestimmt und eine Empfehlung für eine entsprechende Normenformulierung gegeben.

Klaus Erler
Chemische Korrosion von Holz und Holzkonstruktionen. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 2916
2000, 26 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Holz ist unter chemisch-aggressiven Bedingungen ein korrosionsstabiler Werkstoff, unterliegt aber in seinen Randzonen bei langjähriger Einwirkung aggressiver Agenzien strukturellen und chemischen Veränderungen. Holzkorrosion ist die von der Oberfläche ausgehende Schädigung bzw. Störung des Holzes infolge chemischer und/oder chemisch-physikalischer Reaktion bei Wechselwirkung mit seiner Umgebung. In der Studie werden zunächst die bisherigen Erkenntnisse und Forschungsergebnisse ausgewertet. Es werden weiterhin die Korrosionserscheinungen bei Holz dargestellt und häufige aggressive Medien in Aggressivitätsgrade eingeordnet. Relevant aggressive Medien und ihr Korrosionseinfluss, auch der Einfluss von Holzschutzmitteln sowie die Mazeration an Dachkonstruktionen werden analysiert. Es wird von der Annahme einer korrodierten, nicht mehr tragfähigen Randschicht rund um den Querschnitt ausgegangen. Die Breite dieser geschädigten Randzone ist abhängig von der Nutzungsdauer des Bauwerks, von der vorherrschenden Luftfeuchtigkeit und von der Art und Konzentration des aggressiven Mediums. Die Entwürfe der Holzbauvorschriften DIN 1052:1999-09 und Eurocode 5 - ENV 1995-1-1 wurden in Bezug auf Textstellen zur Berücksichtigung von chemisch-aggressiven Einflüssen auf Holz ausgewertet. Es wird eine Ergänzung unter den Abschnitten Dauerhaftigkeit für notwendig gehalten. Abschließend wird ein Textvorschlag zur Aufnahme in DIN 1052 und Eurocode 5 vorgelegt. Dieser Vorschlag enthält Angaben zu Querschnittsreduzierung durch den allseitigen Abzug einer festigkeitsgeminderten Randschicht bei einer durchschnittlichen Nutzungsdauer der Bauwerke von 75 Jahren und zwar für Vollholz und Brettschichtholz.

W. Beul
Einsatzfähigkeit nicht rostender Betonstähle in gerissenen chloridgefährdeten Bauteilen. Abschlussbericht
Bauforschung, Band T 2924
1999, 56 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im vorliegenden Forschungsvorhaben wurde der Frage nachgegangen, ob zugelassene Betonstähle der Sorte 1.4462 (X 2 CrNiMoN 22-5-3) und 1.4571 (X 6 CrNiMoTi 17-12-2) auch in gerissenem chloridhaltigen Beton korrosionsbeständig sind. Diese Problematik bezieht sich z.B. auf ausgedehnte tausalzbeaufschlagte Parkdecks und Stützwände entlang von Straßen, bei denen Trennrisse aus behinderter Verformung auftreten können. Es war nämlich in Laboruntersuchungen festgestellt worden, daß in chloridhaltigem Beton, der zusätzlich carbonatisiert ist, noch am ehesten Korrosionsgefahr besteht. Bekanntlich unterliegen Betonrisse einer raschen Carbonatisierung. Es wurden zahlreiche bewehrte gerissene Betonkörper hergestellt, in welche neben unlegierten Betonstählen auch die genannten nichtrostenden Stahlsorten bei Variation der Betondeckung (2,5 und 5 cm) eingelegt wurden. Zusätzlich wurde ein Teil der Betonrisse künstlich carbonatisiert. Die eingelegten Stähle wiesen Auftragsschweißungen auf, welche im Betonkörper von den Rissen (0,05 bis etwa 1 mm) gekreuzt wurden. Die Probekörper wurden analog den oben genannten typischen Anwendungsfälle bis zu 2,5 Jahren mit chloridhaltigem Wasser besprüht. Während der Versuchszeit wurden regelmäßig die Korrosionspotentiale über den Betonrissen gemessen. Bei der Probenentnahme nach 2,5 Jahren wurden an einzelnen Körpern im gerissenen und ungerissenen Bereich die Chloridgehalte bestimmt. Die Stähle wurden dem Beton entnommen und hinsichtlich Art und Umfang einer Bewehrungsstahlkorrosion ausgewertet. Insgesamt gesehen sind 44 die für den chloridhaltigen Beton zugelassenen nichtrostenden Stähle 1.4462 und 1.4571 auch dann sicher, wenn der Beton gerissen ist. Nachdem im Forschungsvorhaben bis zu 1 mm breite Trennrisse gewählt wurden und die Chloridbeaufschlagung versuchsbedingt mit bis zu 6 Proz. Chlorid bezogen auf den Zementgehalt extrem hoch war, dürften die festgestellten Ergebnisse und die genannten Folgerungen für die Praxis auf der sicheren Seite liegen.

Robert Krumbach, Andreas Heyn
Nachweis der Spannungsrißkorrosionsempfindlichkeit von Spannbetonstählen mit Hilfe des elektrochemischen Rauschens (ECR)
Bauforschung, Band T 2837
1998, 31 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die Ursachen für die Anfälligkeit von Spannstählen gegenüber Spannungsrißkorrosion sowie die auftretenden Versagensmechanismen konnten von der Forschung in vielen Fällen weitestgehend geklärt werden. Im Gegensatz dazu existiert bisher keine exakte Methode, die Empfindlichkeit der Spannstähle eindeutig nachzuweisen bzw. die Spannstähle bezüglich ihrer Anfälligkeit deutlich voneinander abzugrenzen. Dies führt in der Baupraxis zu zusätzlichen Sicherheitsvorkehrungen, beispielsweise zur Robustheitsbewehrung. Wirtschaftliche Nachteile sind die Folge. Mit der Methode des elektrochemischen Rauschens können kleinste Änderungen im Korrosionsverhalten der Spannstähle detektiert und nachgewiesen werden. Anhand der Forschungsergebnisse läßt sich sagen, daß diese Prüfmethode zur Untersuchung der Spannungsrißkorrosion von Spannstählen geeignet ist und bei der Stahlentwicklung, Produktionskontrolle und Spannstahlprüfung genutzt werden kann. Vor allem bei der Entwicklung bzw. Beurteilung hochfester Spannstähle mit Zugfestigkeiten größer 2000 N/qmm bezüglich kritischer Spannungen ist diese Methode äußerst nützlich.