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Korrosion von Stahl in Beton
(2011)
Die Sicherstellung der Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken erfolgt über Regelwerke, die auf einem umfangreichen Wissen über die Eigenschaften der verwendeten Baustoffe beruhen. Weiterhin dienen Beobachtungen und Untersuchungen dazu, eine genaue Aussage über den Ist-Zustand von Bauwerken abgeben zu können.
Eine detaillierte Bestandsaufnahme und Zustandsanalyse auf Grundlage geeigneter Messdaten ermöglicht eine Prognose über die verbleibende
Nutzungsdauer. Fortlaufende Untersuchungen können auch dazu genutzt werden, Wartungs- und Sanierungsintervalle auf der Grundlage von Regelwerken zu koordinieren und so den Erhalt von Bauwerken zu sichern.
Surface treatments usually are used to modify the appearance and properties of stainless steel surfaces. Simultaneously, the corrosion resistance of the stainless steel surface being related intrinsically to the spontaneous formation of a passive layer also will be affected. In this respect, the influence of different surface treatments on the corrosion resistance of Type 304 (UNS S30400) stainless steel to pitting corrosion has been evaluated by means of potentiostatic electrochemical noise measurements and surface characterization. Typical industrial treatments including mechanical grinding, glass blasting, and pickling were taken into account. Additionally, special consideration was put on the effect of aging conditions of the passive layer after surface treatments, in particular on the relative humidity. Benefits and limitations of the different applied surface treatments concerning protectiveness of the stainless steel surface were determined and discussed.
Im ersten Teil dieses Beitrags [1] sind die Grundlagen der Passivität
und der Depassivierung sowie des Korrosionsfortschritts von Stahl in
Beton eingehend dargestellt worden.
Die entstehenden Korrosionsprodukte werden zunächst vom Porengefüge des Betons aufgenommen, ohne dass es zu äußerlich sichtbaren Veränderungen an der Betonoberfläche kommt. Infolge der sich einstellenden Sättigung des Porenraumes mit Korrosionsprodukten und des daraus resultierenden Spannungsaufbaus im Beton können Folgeschäden, wie Risse und Abplatzungen am Bauwerk entstehen, die notwendige Sanierungsmaßnahmen bedingen.
Rising Prices of nickel and molybdenum in the past few years have led to unprecedented interest in Substitution of leaner-content alloys for Standard 300-series austenitic stainless steels in a lot of applications. Due to the high prices of different alloying elements and to periodic large fluctuations that cause similar large fluctuations in the costs of using 300-series stainless steels; a lot of new materials entered the markets in Europe and also in the rest of the world. A big disadvantage consists in the fact that there are though corrosion results that, however, a direct comparison of the corrosion resistance of these new materials does not exist up to now or only incompletely. In this project comparative investigations were carried out and always one or several representatives of a material group were incorporated. These material groups are: Lean Duplex Stainless Steels, Manganese Alloyed Austenitic and Duplex Stainless Steels and Ferritic Stainless Steels. These materials were investigated in a lot of different test procedures and in different conditions focused on the application in civil engineering and common use. Beside the electrochemical investigations all materials were exposed in different surface States in the atmosphere, once in Coastal nearness and once in a city centre area. Other exposition tests with material Coupons where done in the atmosphere of indoor swimming pools and at the case of food processing machines were corrosion processes are caused by the cleaning procedure. First results are reported.
Die Kombination elektrochemischer und computertomographischer Untersuchungs-Verfahren bietet die Möglichkeit, elektrochemische Messungen zerstörungsfrei verifizieren und richtig interpretieren zu können. Die Ermittlung der durch Lochkorrosion geschädigten Stahloberflächen ermöglicht es Probekörper zu entwickeln, die ein der Praxis entsprechendes Schadensbild aufweisen. Ein weiterer Vorteil stellt sich in der Minimierung der Probenmatrix dar. Die klassische Versuchsdurchführung erfordert die Zerstörung von Proben nach jeder Vorschädigungsstufe. Dies kann durch den Einsatz der Computertomografie vermieden werden. Die elektrochemischen Messwerte können flächenbezogen ermittelt werden, solange sich die Korrosionserscheinungen vollständig innerhalb des durch die CT abgebildeten Untersuchungsbereiches befinden.
Durch die Absenkung des Chromatgehaltes der Zemente verändern sich die elektrochemischen Reaktionen von verzinkten Betonstählen in der Frischbetonphase. Mit Hilfe von elektrochemischen Messungen sowie Stabauszugsversuchen wurde an chromathaltigen und chromatreduzierten Zementen die Auswirkung des Chromats auf die Deckschichtbildung am Zink und auf das Verbundverhalten untersucht. Mit den Ergebnissen konnte eine Beeinträchtigung der Verbundzone als Folge der Chromatreduzierung für die Zementarten CEM I und CEM II nachgewiesen werden. Die Störung der Verbundzone ist in Bezug auf die sich ausbildende Porenstruktur als dauerhaft anzusehen. Die Auswirkungen auf das Verbundverhalten werden mit zunehmendem Betonalter weitgehend kompensiert. Die Ergebnisse der bezogenen Verbundspannung bei Verschiebewegen von 0,1 mm und 0,5 mm liegen trotz der Gefügestörung noch im Bereich der Erwartungswerte für den unverzinkten Betonstahl. Unter baupraktischen Gesichtspunkten muss die auftretende Gefügestörung hinsichtlich der Verbundspannung daher keine Berücksichtigung finden.