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Organisationseinheit der BAM
Electrochemical half-cell potential measurements for the detection of reinforcement corrosion
(2014)
This specification describes the application of electrochemical half‐cell potential measurements (frequently also called potential mapping) for the detection of reinforcement corrosion in reinforced concrete structures. Areas of corroding reinforcement steel can be located in a nondestructive manner by means of this procedure. Half‐cell potential measurements are used in order to detect chloride‐induced corrosion. However, it is not recommended in order to assess the risk of carbonation‐induced corrosion. For this purpose the determination of the carbonation depth and the concrete cover appear to be more appropriate.
The content of this specification exclusively refers to the application of mobile, local variable reference electrodes, which are only placed on the concrete surface while measuring. The technique distinguishes itself thereby from the range of corrosion monitoring systems with stationary installed reference electrodes and sensor systems, respectively, whereby it is possible to continuously track measurements within the area of the installed electrodes. However, these methods are not dealt with in this specification.
Dieses Merkblatt beschreibt die Anwendung elektrochemischer Potentialmessungen (häufig auch als Potentialfeldmessung bezeichnet) zur Detektion von Bewehrungsstahlkorrosion an Stahlbetonbauwerken. Mit Hilfe dieses Verfahrens können Bereiche korrodierender Bewehrung zerstörungsfrei lokalisiert werden. In der Regel kommt diese Messmethode bei der Detektion chloridinduzierter Korrosion zum Einsatz. In Abgrenzung hierzu sollte die Abschätzung der Gefahr einer karbonatisierungsinduzierten Korrosion durch Bestimmung der Karbonatisierungstiefe und der Betondeckung erfolgen.
Die Potentialmessung kann zum Auffinden korrosionsaktiver Bereiche neben Stahlbetonbauwerken auch bei Spannbetonbauwerken angewandt werden, die mit Spannstählen im direkten Verbund hergestellt werden. Bei Vorspannsystemen mit metallischen Hüllrohren im nachträglichen Verbund ist eine Aussage über den Korrosionszustand des Hüllrohrs, nicht aber des Spannstahls möglich. Messungen an Spannbetonbauteilen erfordern grundsätzlich die besonderen Kenntnisse eines Spezialisten.
This specification describes how corrosion monitoring is used to check the condition of reinforced and prestressed concrete members. In this specification, the term "corrosion monitoring" covers all methods in which it is possible to continuously track corrosion-relevant variables in the area of stationary, built-in sensors. This specification does not cover other possible methods, such as potential field measurements, involving the use of mobile, portable sensors that are placed temporarily on the membersurface to take measurements.
The relation between ablation threshold fluence upon femtosecond laser pulse irradiation and the average dissociation energy density of silicate based multicomponent glass is studied. A simple model based on multiphoton absorption quantifies the absorbed energy density at the ablation threshold fluence. This energy density is compared to a calculated energy density which is necessary to decompose the glass compound into its atomic constituents. The results confirm that this energy density is a crucial intrinsic material parameter for the description of the femtosecond laser ablation threshold fluence of dielectrics.
Nonlinear optical properties such as the nonlinear refractive index and nonlinear absorption are characterized by z-scan measurements for a series of silicate glasses upon irradiation with laser pulses of 130 fs duration and 800 nm center wavelength. The stoichiometry of the silicate glasses is varied systematically to reveal the influence of the glass composition on the nonlinear optical properties. Additionally, the thermal properties such as glass–transformation temperature and thermal expansion coefficient are obtained from dilatometric measurements. It is found that the nonlinear refractive index is mainly related to the silica matrix. The nonlinear absorption is increased with the addition of network–forming ions.
Some nonlinear optical properties such as the nonlinear refractive index and the nonlinear effective absorption, as well as the laser-induced single-pulse ablation threshold are characterized for a series of binary and ternary silicate glasses upon irradiation with near-infrared femtosecond laser pulses (800 nm, 130 fs). The laser-induced ablation threshold varies from 2.3 J/cm² in case of potassium silicate glass up to 4.3 J/cm² in case of Fused Silica. Nonlinear refractive indices are qualitatively similar within the range 1.7-2.7×10-16 cm²/W. Complementary optical and physico-chemical properties like band gap energy and the glass transformation temperature have been measured for all the glasses.
Während das Instandsetzungsprinzip W bei carbonatisierungsinduzierter Korrosion seit vielen Jahren als Standardverfahren etabliert ist, wird seine Anwendbarkeit bei chloridinduzierter Korrosion (W-Cl) in der Fachwelt bis heute kontrovers diskutiert. Zwar ergeben sich aus seiner Anwendung gegenüber anderen Instandsetzungsverfahren auf den ersten Blick u. U. deutliche wirtschaftliche Vorteile, allerdings besteht bei diesem Verfahren ein deutlich höheres Risiko, dass das Instandsetzungsziel nicht erreicht wird.
Im vorliegenden Beitrag werden die technischen Grundlagen des Instandsetzungsprinzips W-Cl sowie der aktuelle Kenntnisstand - sowohl für den gerissenen als auch für den ungerissenen Beton - dargestellt und baurechtliche Konsequenzen, die sich aus dem erhöhten Ausführungsrisiko ergeben, diskutiert.
Korrosionsmonitoring als Element zum Nachweis des Instandsetzungserfolgs bei Anwendung des Prinzips W-Cl wird vorgestellt.
Anhand von Anwendungsbeispielen werden sowohl die Risiken, die mit dem Verfahren verbunden sind, als auch das Potenzial bei erfolgreicher Anwendung veranschaulicht.