TY - RPRT A1 - Ebell, Gino A1 - Burkert, Andreas A1 - Gehlen, C. A1 - Keßler, S. T1 - Validierung zerstörungsfreier Messmethoden zur zuverlässigen Erfassung von Bewehrungskorrosion (Schlussbericht) N2 - Determining a pore structure’s mechanical and chemical data on lime rendering exposed outdoors and including masonry in the laboratory, with regard to their behaviour on moisture transport and weathering was the objective. In search of clues for a dose-response relation - i.e. upon a connection between the emission rate of SO2 and NOx on one hand and the degree of damage to mainly plaster having a lime component on the other - it has been of interest to what extent their structural characteristics including pore space are modified and so consequently also physico-technical properties and chemical composition. For determining corresponding criteria, a widely diversified spectrum of test methods such as to obtain data concerning porosity and moisture transport, mechanical behaviour, and chemistry as well is available. A description of the manufacture of plate-shaped rendering specimens with lime putty, industrially hydrated lime and dolomitic hydrate (the last two also having a cement admixture) and also hydraulic lime as binding agents is included. First deposition velocity and absorption rate for SO2 were determined in laboratory tests on these materials in dry and moist states. After their exposure on outdoor racks at six locations in the Berlin region with differing SO2 atmospheric contents over at least 5 years, the samples of course show timedependent modifications of chemical and physical qualities which are especially reflected in the form of profiles of structure, strength and concentration, e.g. for sulphate. Local climatic differences, however, partly exert a greater influence on material than emissions. Similar investigations were performed on samples of comparable composition exposed 4 and 17 years. But the real surprise is furnished by the renderings’ behaviour depending upon orientation and upon height at a building. Since weathering behaviour and moisture Transport (absorption, storage, release) are directly interdependent, further criteria are necessary for a critical assessment of a plasters’ pore structure. Starting from sands, plasters were characterized. The structural parameters were lastly influenced by the respective contents of sand, binder and mixing water. These results and those gained from bricks naturally find their expression in masonry sections manufactured there from, and above all in their capillary and evaporative behaviours, and also when applying different test liquids. Summary and cited literature is given at the end of this report. KW - Potentialfeldmessung KW - Potential mapping KW - Korrosion KW - Stahlbeton KW - Betonstahl KW - Merkblatt B 3 PY - 2011 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-336229 SP - 1 EP - 92 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) / Technische Universität München AN - OPUS4-33622 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Mietz, Jürgen A1 - Raupach, M. A1 - Ebell, Gino A1 - Poltavtseva, Marina A1 - Helm, C. T1 - Untersuchungen zur Anwendbarkeit leitfähiger Beschichtungen auf Karbonbasis für den Einsatz als Fremdstromanode im Kathodischen Korrosionsschutz von Stahlbetonbauteilen (Schlussbericht) N2 - Zur Wirkungsweise und zum Einfluss unterschiedlicher Parameter beim Kathodischen Korrosionsschutz von Stahl in Beton wurden in der Vergangenheit bereits zahlreiche Untersuchungen durchgeführt. Über die Dauerhaftigkeit leitfähiger Beschichtung auf Karbonbasis als Fremdstromanode beim KKS von Stahlbeton liegen bislang keine umfassenden wissenschaftlichen Untersuchungen vor. Die in den einzelnen Arbeitspaketen (AP) erzielten Ergebnisse und gewonnenen Erkenntnisse tragen zum Verständnis über die Elektrodenreaktion der einzelnen Systeme bei. Die Frage der Dauerhaftigkeit konnte im Rahmen dieses Forschungsvorhabens nicht zur Gänze geklärt werden. Die Ergebnisse aus dem AP 1a liefern einen wesentlichen Beitrag zur Beantwortung der offenen Fragestellung hinsichtlich der vorherrschenden Elektrodenreaktion. In Verbindung mit dem Pourbaixdiagramm für Kohlenstoff lässt sich für die Beschichtungssysteme CBCC 1 und CBCC 2, nach 500 h andauernder Polarisation mit 10 mA/m² in ges. Calziumhydroxidlösung, die vorherrschende Elektrodenreaktion als Sauerstoffelektrode verifizieren. Im AP 1b wurde festgestellt, dass die an einem Praxisobjekt applizierten Systeme CBCC 1 und CBCC 2 in der Lage sind, die Schutzkriterien zu erfüllen. Die an diesem Objekt erforderlichen Schutzspannungen liegen jeweils zwischen 1 und 2 V. Die Anodenstromdichten betragen ca. 2,5 mA/m². Aufgrund der hohen Depolarisationsraten kann das Niveau der anliegenden Anodenstromdichten in Zukunft noch nach unten angepasst werden. Die Ergebnisse aus dem AP 1b und 1a sind erst zeitlich nach Festlegung der Prüfparameter für das AP 2a erzielt worden. Mit den ursprünglich veranschlagten Stromdichten von max. 40 mA/m² traten langfristig nachfolgende Problemstellungen auf: Bei der Stromeinleitung mittels Primärelektrode und Stromdichten größer gleich 20 mA/m² wurde festgestellt, dass die Versuche bei allen Systemen eine deutliche Entkopplung zwischen Primärelektrode und Beschichtung verursacht haben. Dies ist auf die hohen lokalen Stromdichten am Übergang Primärelektrode/leitfähige Beschichtung zurückzuführen. Eine Untersuchung der erforderlichen Kontaktfläche der Primärelektrode bezogen auf die effektive Stromdichte konnte nicht erfolgen. Weiterhin wurden die Haftzugwerte über die Dauer der Polarisation untersucht und mit unpolarisierten Proben verglichen. Eine Reduktion des Verbundes infolge Polarisation mit den angesetzten Stromdichten konnte verzeichnet werden. Es wurde jedoch auch festgestellt, dass mit zunehmenden Probenalter auch reduzierte Haftzugwerte an den geschliffenen und unpolarisierten Oberflächen der Referenzprobekörper ermittelt wurden. Die Grundlagen für die Simulation konnten in AP 3 anhand der gewonnen Ergebnisse erstellt werden und Feldverteilungen unter Berücksichtigung verschiedener Parameter berechnet werden. Eine auf den gewonnenen Erkenntnisse basierende Modellentwicklung für die Dauerhaftigkeitsprognose unter variierenden Randbedingungen, wie sie für AP 4 vorgesehen war, konnte auf Basis der erzielten Ergebnisse nicht erfolgen. Dass die Beschichtungssysteme unter praxisüblichen Randbedingungen einsetzbar sind und bei dem Vergleich der Schutzspannung mit klassischen Systemaufbauten gleiche Schutzstromdichten erzielt werden, zeigt das AP 1b deutlich. Die zukünftigen Ergebnisse aus der Praxisanwendung (AP 1b) werden über die Projektlaufzeit hinaus ausgewertet und publiziert. Das Ziel des Vorhabens wurde teilweise erreicht. KW - KKS KW - Kathodischer Korrosionsschutz KW - Korrosion KW - Betonstahl KW - Stahlbeton KW - Beschichtung PY - 2015 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-336230 SP - 1 EP - 101 PB - Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) / ibac RWTH Aachen AN - OPUS4-33623 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ebell, Gino A1 - Burkert, Andreas A1 - Babutzka, M. T1 - Standortabhängige Dauerhaftigkeitsbetrachtungen von Zink unter atmosphärischer Korrosion N2 - In maritimer Exposition können Zinkbauteile Nutzungsdauern von 50 Jahren erreichen. Dabei werden Expositionen mit Spritzwasserbelastung durch Meerwasser nicht betrachtet. Normative Betrachtungen und Korrosionsprognosen basierend auf Einjahreswerten liefern hier grundlegend falsche Ergebnisse, da sie eine signifikant höhere Belastung der Atmosphäre mit SO2 voraussetzen. T2 - AK-Sitzung Atmosphärische Korrosion CY - Berlin, Germany DA - 24.10.2023 KW - Korrosion KW - Deckschichtbildung KW - Zink PY - 2023 AN - OPUS4-59342 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ebell, Gino A1 - Müller, Thoralf T1 - Risiko der Wasserstoffentwicklung an martensitischen Schraubankern unter baupraktischen Bedingungen N2 - Die vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit der Fragestellung ob unter praxisrelevanten Bedingungen die Entstehung von Wasserstoff an vollmartensitischen Schraubankern möglich ist. Im Gegensatz zu austenitischen Werkstoffen besteht bei martensitischen Werkstoffen bei Gegenwart von Wasserstoff stets die Möglichkeit einer wasser-stoffinduzierten Versprödung des Materials. Hierfür wurde ein in der Praxis häufig anzutreffendes Szenario gewählt, das ein galvanisches Element, bestehend aus nichtrostenden Schraubankern (in diesem Fall martensitischen) und einer verzinkten Ankerplatte an einem Betonkörper, umfasst. Zum Nachweis einer Wasserstoffentwicklung wird der Elementstrom zwischen den Bauteilen sowie das Korrosionspotential erfasst. Die Ergebnisse der Versuche zeigen, dass über eine zeitlich begrenzte Dauer eine starke kathodische Polarisation der martensitischen Schraubanker durch die korrosive Auflösung des Zinks erfolgt. Als Folge kommt es zur Wasserzersetzung im Phasengrenzbereich der Schraubanker und zur Entstehung von atomarem Wasserstoff. Das berechnete Gasvolumen des entstandenen Wasserstoffs an den Stahlankern wurde bestimmt und lag im Mittel bei 11,14 ± 1,94 ml. Eine Diffusion des an der Stahloberfläche adsorbierten Wasserstoffs in den martensitischen Werkstoff ist somit theoretisch möglich und impliziert eine mögliche Gefährdung durch wasserstoffinduzierte Rissbildung und spontanem Versagen unter Belastung. T2 - Arbeitskreis Korrosionsschutz im konstruktiven Ingenieurbau CY - Online meeting DA - 24.09.2020 KW - Korrosion KW - Wasserstoff PY - 2020 AN - OPUS4-51309 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Heyn, A. A1 - Meist, M. A1 - Michael, O. A1 - Babutzka, M. A1 - Valet, Svenja A1 - Ebell, Gino T1 - Electrochemical characterization of surfaces of galvanized steels under different exposure conditions using gel electrolytes JF - Materials and Corrosion N2 - The corrosion behavior of galvanized steels and zinc components under atmospheric exposure depends mostly on the corrosion product‐based cover layer formation under the prevailing conditions. The use of agar‐based gel electrolytes makes it possible to use electrochemical methods to obtain a characteristic value from these cover layers that describe their current and future protective capacity. It is shown here that different states of galvanized steel can be distinguished very well under laboratory conditions and that this method is also suitable for use under practical conditions. Based on the characteristic values and assuming future time of wetness, it is very easy to draw up a forecast for the future corrosion rate, which provides plausible values. KW - Materials Chemistry KW - Metals and Alloys KW - Surfaces, Coatings and Films KW - Mechanical Engineering KW - Mechanics of Materials KW - Environmental Chemistry KW - Corrosion KW - Znc PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-599234 DO - https://doi.org/10.1002/maco.202414389 SP - 1 EP - 16 PB - Wiley VHC-Verlag AN - OPUS4-59923 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Valet, Svenja A1 - Burkert, Andreas A1 - Ebell, Gino A1 - Babutzka, Martin T1 - Determination of the corrosion product layer resistance on zinc and electrolytically galvanized steel samples by using gel electrolytes JF - Electrochimica Acta N2 - Although zinc and zinc coatings have been widely used for corrosion protection for decades new zinc coatings are constantly being developed. Characterizing the corrosion protectiveness of these new coatings, however, should not be underestimated. While exposure tests are time intensive, cyclic tests can only be used for a very limited field of application. Thus, electrochemical measurements provide both an efficient and an effective alternative. Conventional aqueous bulk electrolytes influence the surface layers of a tested zinc coating and are therefore not reliable. Gel electrolytes, however, have evolved over the last few years, are minimally invasive and provide reliable results. This work describes experiments with gel electrolytes made of agar. Unlike previous work, it proposes a composition of gel electrolyte for minimally invasive description of the protective power of naturally formed oxide layers on zinc and zinc coatings. Therefore, as a first part, the gel electrolyte made of agar is verified as a method for zinc and zinc-coated samples. Afterwards, this paper introduces the corrosion product layer resistance RL as a promising parameter to evaluate the protective power of zinc coatings. Results are verified with EIS and FTIR measurements. An example on a representative zinc coating demonstrates the practical application. KW - Gel electrolytes KW - Agar KW - Zinc coatings KW - Atmospheric exposure KW - Corrosion PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-526053 DO - https://doi.org/10.1016/j.electacta.2021.138191 SN - 0013-4686 VL - 385 SP - 138191 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-52605 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Gluth, Gregor A1 - Ebell, Gino A1 - Hlavacek, Petr A1 - Mietz, Jürgen T1 - Chloride‐induced steel corrosion in alkali‐activated fly ash mortar: Increased propensity for corrosion initiation at defects JF - Materials and Corrosion N2 - Chloride contents at the steel–mortar interface that initiate steel corrosion were determined for carbon steel in alkali‐activated fly ash mortar for three different exposure conditions: exposure to 1 M NaCl solution; leaching in deionized water and then exposure to 1 M NaCl solution; and leaching in deionized water, aging in air at 20°C and natural CO2 concentration, and then exposure to 1 M NaCl solution. For comparison, a Portland cement mortar, exposed to 1 M NaCl solution, was studied. The median values of the corrosion‐initiating chloride contents (average over the full length of the rebar) in the alkali‐activated fly ash mortar varied between 0.35 and 1.05 wt% Cl with respect to binder, consistently lower than what was obtained for the Portland cement mortar, but with no clear trend regarding the exposure conditions. For most of the alkali‐activated fly ash mortar specimens, preferential corrosion at the connection between the working electrode and the external measurement setup was observed, while preferential corrosion did not occur for the Portland cement mortar. Scanning electron microscopy and auxiliary experiments in synthetic solutions indicated that this behavior was caused by inhomogeneities at the steel–mortar interface in the alkali‐activated mortar, likely due to its peculiar rheological properties in the fresh state. KW - Alkali-activated materials KW - Steel corrosion KW - Critical chloride content KW - Steel-concrete interface PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-507268 DO - https://doi.org/10.1002/maco.202011541 VL - 71 IS - 5 SP - 749 EP - 758 PB - Wiley-VCH AN - OPUS4-50726 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sankaran, Shivasarathy A1 - Ebell, Gino T1 - Analyzing the performance of discrete galvanic anode systems using electrochemical investigations N2 - Corrosion of reinforcement is one of the major reasons in questioning the service life of building structures. The application of cathodic protection techniques plays a big role in controlling the corrosion process to ensure a longer service life of building structures. This systematic study compares the efficiency and durability of various discrete galvanic zinc anode systems available in the current market using different criteria for measuring efficiency such as potential measurements, electrolyte resistance measurements and several polarization methods to determine the polarizability of the anodes. The results to validate the performance of long-time exposure of discrete zinc anodes in concrete medium are discussed. T2 - EUROCORR 2021 CY - Online meeting DA - 20.09.2021 KW - Corrosion KW - Cathodic Protection KW - Zinc anodes KW - Electrochemical PY - 2021 AN - OPUS4-53507 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -