Auslaugungsinduzierte Bewehrungskorrosion in wasserführenden Trennrissen

Werden Trennrisse oder Arbeitsfugen von Wasser durchströmt, kommt es zur Auslaugung des Zementsteins und zu einem Alkalitätsverlust. Wie bei der Carbonatisierung führt dieser Verlust zum Abbau der Passivschicht, die sich jedoch auf den angrenzenden Bereich beschränkt. Der Korrosionsfortschritt kann von der Wasseraustauschrate abhängen. In der hier vorgestellten Arbeit wird daher der Einfluss der Wasserdruckhöhe an Prüfkörpern mit Rissbreiten zwischen 0,20 und 0,25 mm (Mittelwerte) auf den Beginn der Depassivierung und die Korrosionsrate untersucht. Die Prüfkörper wurden bei einem hydrostatischen Druck von 0,04 bar, 0,20 bar oder 1,00 bar mit demineralisiertem Wasser beaufschlagt – die Korrosion wurde elektrochemisch erfasst. Wenige Tage nach Beginn der Beaufschlagung fließen bei allen Prüfkörpern hohe Makroelementströme. Infolge Selbstheilung kommt es bei 0,04 bar im späteren Verlauf zum Erliegen des Durchflusses, verbunden mit einem deutlichen Abfall der Makroelementströme. Dagegen führt der zwar verringerte, aber stetige Durchfluss bei 0,20 und 1,00 bar zu einem kontinuierlichen Korrosionsfortschritt. Während eine geplante längere Unterbrechung der Wasserzufuhr in der Repassivierung des Stahls resultiert, hat eine erneute Beaufschlagung sowohl einen erheblichen Anstieg der Durchfluss‐ als auch der Korrosionsrate zur Folge. Die Auslaugung äußert sich in einem Anstieg des pH‐Werts des ausströmenden Wassers und in einer verringerten Calciumkonzentration im Rissbereich.

When water flows through separating cracks or construction joints, the cement paste leaches out, and alkalinity is reduced. As with carbonation, this decrease in pH leads to the loss of the passive layer, which is limited to the directly adjacent area. The progress of corrosion may depend on the water exchange rate. This presented study investigates the influence of the water pressure level on test specimens with crack widths between 0.20 and 0.25 mm (mean values) on the onset of depassivation and the corrosion rate. The test specimens were exposed to demineralised water at a hydrostatic pressure of 0.04 bar, 0.20 bar or 1.00 bar and monitored for corrosion. A few days after the start of exposure, high macroelement currents flow in all test specimens. Later, due to self‐healing, the flow stops at 0.04 bar, and the macroelement currents decrease significantly. In contrast, the reduced but steady flow at 0.20 and 1.00 bar leads to a continuous corrosion progression. While a (planned) longer interruption of the water supply results in repassivation of the steel, renewed pressurisation significantly increases both the flow and corrosion rates. The leaching manifests in an increase in the pH of the effluent water and a reduced calcium concentration in the crack area.