Veränderung der mechanischen Kenngrößen von Betonstabstählen durch chloridinduzierte Korrosion

Die Dauerhaftigkeit chloridexponierter Stahlbetonbauteile wird maßgeblich durch das Korrosionsverhalten des Bewehrungsstahls bestimmt. Hat ein Eintrag von Chloriden in kritischer Konzentration in das Bauteil stattgefunden, kann eine Lochfraßkorrosion initiiert werden. Die durch die Korrosion auftretenden, sehr lokalen Materialabträge können in kurzer Zeit zu hohen Querschnittsverlusten der Bewehrung führen.
Für die Instandsetzungsplanung steht der/die Sachkundige PlanerIn vor der Aufgabe, Art und Umfang der Instandsetzungsmaßnahme festzulegen. Dabei stellt sich auch die Herausforderung, vorhandene Querschnittsverluste zielsicher beurteilen zu können. Eine exakte Bestimmung des Querschnittsverlusts auf der Baustelle ist jedoch aufgrund der Narbengeometrie nur schwer möglich, weshalb Querschnittsverluste häufig visuell abgeschätzt werden. Auch stellt sich die Frage, ob durch Lochfraßnarben Kerbspannungen verursacht werden, die einen Einfluss auf die Zugtragfähigkeit haben und zu abweichenden Festigkeitswerten im Vergleich zur reinen Querschnittsbetrachtung führen. Weiterhin zu hinterfragen ist der Einfluss der lokalen Schädigung auf das Dehnungsverhalten des Bewehrungsstahls und damit auf eine duktile Versagensankündigung des Bauteils.
Zur besseren Beurteilbarkeit lochfraßgeschädigter Bewehrung wurden an der Hochschule München Versuche an Betonstählen mit einem weiten Schädigungsspektrum infolge chloridinduzierter Korrosion durchgeführt. Hierzu wurden natürlich geschädigte Betonstabstähle verschiedenen Durchmessers aus einer Tiefgarage der 1960er Jahre entnommen und im Labor künstlich geschädigte Proben hergestellt. Die Stahlproben wurden auf ihr optisches Erscheinungsbild, den Restquerschnitt sowie das Dehnungsverhalten und die statische Restzugtragfähigkeit hin untersucht.

Influence of chloride induced pitting corrosion on the mechanical properties of reinforcing bars
The durability of chloride-exposed reinforced concrete components is mainly determined by the corrosion behavior of the reinforcing steel. If an ingress of chlorides in chritical concentration into the component has taken place, pitting corrosion can appear. The occurring, very local loss of material can lead to high cross-sectional losses of the reinforcement in a short time. For repair planning the planner is faced with the task of specifying the type and scope of the rehabilitation. In doing so, the challenge is to determine the present cross-sectional losses as accurate as possible. However, an exact determination of the cross-sectional loss on the site is difficult because of the geometry of the pitting. This is why the loss of cross-section is often estimated visually. Furthermore, the question arises whether the pittings produce notch stresses that have an influence on the load-bearing capacity and lead to deviating strength values in comparison to a simple cross-sectional analysis. In addition, the question of the influence on local damage on the strain behavior of the reinforcing steel is to be answered. To improve the evaluation of damaged reinforcement due to pitting corrosion, tests on reinforcing steel bars with a wide spectrum of damage due to chloride-induced corrosion have been carried out at the Munich University of Applied Sciences. For this purpose, rebar probes of various diameters were taken both from an underground parking garage of the 1960s, as well as artificial corroded samples produced in the laboratory. The steel samples were examined on the basis of their optical appearance, the measured residual cross section, as well as the residual strain behavior and the residual static load capacity.