Einfluss einer Betonbeschichtung auf die Mechanismen der Bewehrungskorrosion in gerissenem Stahlbeton

Die Dauerhaftigkeit von chloridexponierten Stahlbetonbauwerken kann durch Rissbildung erheblich reduziert werden. Durch die Risse können Chloride vergleichsweise rasch zur Bewehrung gelangen und Bewehrungskorrosion initiieren. Daher wird in einschlägigen Regelwerken [1, 2] vorgegeben, bei besonders gefährdeten Bauwerken wie Parkdecks dem Eindringen von Chloriden durch zusätzliche Maßnahmen dauerhaft entgegenzuwirken. Das DBV-Merkblatt “Parkhäuser und Tiefgaragen” [3] enthält verschiedene Entwurfsgrundsätze und Ausführungsvarianten zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit. Eine Variante sieht vor, gemäß dem Instandsetzungsprinzip W-Cl nach RL SIB [4] bzw. dem Verfahren 8.3 nach DIN EN 1504-9 [5] die Betonoberfläche mit einem rissüberbrückenden Oberflächenschutzsystem (OS) nach abgeschlossener Rissbildung zu verschließen, um eine weitere Chlorid- und Feuchtezufuhr zu verhindern und damit den elektrischen Widerstand des Betons zu erhöhen.
In einem umfangreichen Experimentalprogramm konnte für die Situation “bewehrungskreuzende Biegerisse” gezeigt werden, dass nach zeitweiser Chloridexposition, wie sie in Parkhäusern über eine Winterperiode im unbeschichteten Zustand zu erwarten ist, durch eine Betonbeschichtung zuvor bereits aktivierte Makroelementströme maßgeblich reduziert bis vollständig gestoppt wurden. Der Erfolg dieser Maßnahme beruht auf dem Anstieg des anodischen Polarisationswiderstands aufgrund von Deckschichtbildung und/oder unzureichendem Nachschub von Chloriden. Der Einfluss der Erhöhung des Elektrolytwiderstands auf das Makrokorrosionselement durch Austrocknung des Betons ist vernachlässigbar. Noch nicht abschließend geklärt ist die Frage nach dem höchstzulässigen Chloridgehalt, der im Beton verbleiben darf, damit auch nach einer Beschichtung keine Bewehrungskorrosion mit standsicherheitsrelevanten Querschnittsverlusten initiiert bzw. aufrecht erhalten wird.

Impact of a concrete coating on the reinforcement corrosion in cracked concrete
Cracks in reinforced concrete structures exposed to chlorides can significantly impair the durability. Cracks are a fast pathway for chlorides and corrosion initiation of the reinforcement is more likely. Relevant standards [1, 2] require additional measures to prevent chloride ingress into structures exposed to chlorides such as parking decks. Additional design principles to ensure the durability of parking decks are given by the German Society for Concrete and Construction Technology (DBV) [3]. One principle consists of the application of a crack bridging concrete coating to prevent further chloride and moisture supply once early cracking is completed even though chlorides are already present in the crack. This recommendation is in line with the repair principle W-Cl according to RL SIB [4] and the procedure 8.3 DIN EN 1504-9 [5] respectively with the objective to increase the concrete resistivity. In an extensive experimental study it can be shown that concrete coating prevents corrosion and can even stop macro cell corrosion successfully in bending cracks with short-term chloride exposure. The repassivation is based on the increase of the anodic polarization resistance due to oxide layer formation and/or limited supply of chlorides. The concrete resistivity increases as well because of ongoing drying of the concrete but its effect on the macro-cell activity is negligible. It remains to be determined which amount of chlorides can be left in the concrete to exclude on-going reinforcement corrosion reliably.