TY - CHAP A1 - Fischer, Christian A1 - Sawade, Gottfried A1 - Beul, Willibald A1 - Krause, Hans-Joachim T1 - Anwendung der magnetischen Streufeldmessung zur Bestandsanalyse von Brückenbauwerken T2 - Erstes Brückenkolloquium: Beurteilung, Ertüchtigung und Instandsetzung von Brücken, Ostfildern (Germany) Y1 - 2014 UR - http://hdl.handle.net/2128/15755 SP - 521 EP - 526 ER - TY - JOUR A1 - Fischer, Christian A1 - Ožbolt, Joško A1 - Gehlen, Christoph T1 - Experimentelle und numerische Untersuchungen zum Einfluss der Bewehrungskorrosion auf das Verbundverhalten zwischen Stahl und Beton JF - Beton- und Stahlbetonbau N2 - Im vorliegenden Aufsatz werden Ergebnisse aus experimentellen und numerischen Untersuchungen an so genannten Balkenend (engl. beam end) Probekörpern zum Einfluss der Stahlkorrosion auf das Verbundtragverhalten vorgestellt. Dabei wurden geometrische Einflüsse, wie Stabdurchmesser und Betondeckung sowie Einflüsse aufgrund von Bügelbewehrung und deren Schwächung durch die Korrosion untersucht. Insgesamt ergaben sich sechs verschiedene Probekörpertypen, an denen Ausziehversuche ohne Korrosion und zu unterschiedlichen Korrosionsstadien durchgeführt wurden. Dabei wurden korrosionsbedingte, maximale Rissbreiten von bis zu rd. w = 1,3 mm mit dazugehörigen Korrosionsabträgen von maximal bis zu xcorr = 500 μm untersucht. Die Untersuchungen ergaben, dass die Verbundfestigkeit von Probekörpern ohne Bügelbewehrung mit zunehmender Korrosion exponentiell abnimmt. Probekörper mit Bügeln weisen hingegen kaum Verbundfestigkeitsverluste bis zur untersuchten Rissbreite von w = 0,6 mm auf. Die umschließende Wirkung der Bügel wurde unter den untersuchten Bedingungen nicht beeinflusst. Ein erarbeitetes numerisches FE-Modell konnte die experimentellen Ergebnisse gut reproduzieren. N2 - The following paper presents experimental and numerical results on the effect of rebar corrosion on bond between ribbed reinforcing bars and concrete. The investigations are performed on beam end specimens. The key aspects of the investigation were the study of different geometrical parameters as bar diameter and concrete cover as well as the effects of confining reinforcement and their impairment due to corrosion. Altogether six different types of specimens were tested without corrosion and at different corrosion levels. The resulting maximum crack widths were around w = 1.3 mm with corresponding penetration depths of xcorr = 500 μm. The studies showed that bond strength of specimens without stirrups decreased exponentially with increasing corrosion, whereas specimens with stirrups showed almost no loss of bond strength up to the investigated crack width of w = 0.6 mm. The confining action of stirrups was not impaired by corrosion within the studied conditions. The used FE code is able to realistically reproduce the results of experimental investigations. KW - Betontechnologie KW - Dauerhaftigkeit KW - Korrosion KW - Versuche Y1 - 2010 U6 - https://doi.org/10.1002/best.201000005 SN - 1437-1006 VL - 105 IS - 5 SP - 284 EP - 293 ER - TY - THES A1 - Fischer, Christian T1 - Auswirkungen der Bewehrungskorrosion auf den Verbund zwischen Stahl und Beton N2 - Carbonation and chloride induced reinforcement corrosion influences the load bearing behaviour of reinforced concrete structures and consequently shortens its durability. This occurs basically due to the following three points: (i) the loss of steel cross section, (ii) the loss of concrete cross-section due to cracking and spalling, and (iii) the loss of bond action between steel and concrete. The present work is limited to studies on the influence of chloride induced reinforcement corrosion on bond behaviour between steel and concrete. In this context the question arises of which components to ensure bond integrity are affected in any manner by reinforcement corrosion? To solve these issue primarily experimental studies on different specimen geometries were performed in the past. These include concentric and eccentric pull-out specimens and bending beams. There have been studies performed both with and without transverse reinforcement, which is in this work uniformly called stirrup or stirrup reinforcement. Due to the long periods of time for both the depassivation of the concrete cover as well as the progress of reinforcement corrosion, almost all previous studies have been accelerated in this regard. In previous studies it was determined that the degree of acceleration affects the date of the initial cracking and the change in bond strength. Both, this fact and the great variety of different test specimens led to a large variation in bond strength values with respect to the corrosion of reinforcement. For this reason it has been difficult to assign the geometric and corrosion parameters to certain effects on the bond behaviour. As a contribution to disentangle these issues, experimental studies on beam-end specimens were performed, which serve as the basis for the fundamental mechanisms of bond under corrosive attack. The corrosion of the reinforcement was accelerated potentiostatically, but this was done in comparison with the known studies in a most gentle manner with only five fold in excess of the maximum corrosion rate occurring in nature. The focus of the study was on the nature and distribution of corrosion products, the relationship between corrosion rate and measurable crack width in the concrete cover and the effects of reinforcement corrosion on bar end displacement as well as on bond strength. The tests were performed separately for specimens with and without stirrups, and the specimens with stirrups were further divided into two groups. First, the stirrups were electrically connected to the longitudinal bars, so that the stirrups corroded accelerated. Secondly, the stirrups were electrically decoupled from the longitudinal bars, whereby only the longitudinal bars corroded accelerated. This allowed a qualitative statement about the influence of weakened stirrups on bond behaviour. Subsequently, the obtained results were discussed in the context of results from other researchers. From this e.g. new insights into the dependence of the bond strength of the acceleration of reinforcement corrosion are obtained. Furthermore qualitative statements about the influence of geometrical parameters such as bar diameter and concrete cover on the change of bond strength are made. More precise statements in this regard were possible by numerical studies of finite element models. As part of the numerical investigations, which covered especially more geometrical parameter variations, the influence of different bar diameters and concrete covers on bond strength at different stages of corrosion was investigated. In addition by means of numerical investigations, a quantitative statement on the utilization of the stirrup reinforcement could be made. Using the above findings, a model was created that allows an estimation of the residual bond strength. The model consists of calculating the so-called reference bond strength with no corrosion effect, a description of the decrease in confining action of concrete and the effect if existing of a stirrup reinforcement, which is also weakened by corrosive action. This model distinguishes itself on one hand from purely empirical models that have emerged from the regression of experimental data. Compared to very complex analytical models, the proposed model impresses with its simplicity and user-friendly form. N2 - Die carbonatisierungs- und chloridinduzierte Bewehrungskorrosion beeinflusst das Tragverhalten von Stahlbetonbauwerken und verkürzt infolgedessen deren Lebensdauer. Dies kann im Wesentlichen durch folgende drei Punkte geschehen: (i) durch den Verlust des Stahlquerschnittes, (ii) durch den Verlust des Betonquer-schnittes aufgrund von Rissbildung und Abplatzungen sowie (iii) durch den Verlust der Verbundwirkung zwischen Stahl und Beton. Die vorliegende Arbeit beschränkt sich auf die Untersuchungen zum Einfluss der chloridinduzierten Bewehrungskorrosion auf das Verbundverhalten zwischen Stahl und Beton. In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage, welche Komponenten, die den Verbund gewährleisten, in welcher Art und Weise durch die Bewehrungskorrosion beeinflusst werden? Zur Lösung dieser Fragestellung wurden in der Vergangenheit vorrangig experimentelle Untersuchungen an unterschiedlichen Probekörpergeometrien durchgeführt. Dazu zählen zentrische und exzentrische Ausziehkörper sowie Versuche an Biegebalken. Es wurden sowohl Untersuchungen mit als auch ohne Querbewehrung, die in dieser Arbeit einheitlich als Bügel bzw. Bügelbewehrung bezeichnet wird, durchgeführt. Aufgrund der langen Zeiträume sowohl für die Depassivierung der Betondeckung als auch für den Fortschritt der Bewehrungskorrosion, wurden nahezu alle bisherigen Untersuchungen diesbezüglich beschleunigt. In vorangegangenen Untersuchungen wurde jedoch festgestellt, dass der Grad der Beschleunigung einen Einfluss auf den Zeitpunkt der Erstrissbildung und auf die Verbundfestigkeitsänderung hat. Sowohl diese Tatsache, als auch die große Vielzahl an unterschiedlichen Probekörpern hat zu einer großen Streuung der Verbundfestigkeitswerte in Bezug auf die Korrosion der Bewehrung geführt. Aus diesem Grund ist es bisher schwierig, die geometrischen und korrosionsbeeinflussenden Parameter bestimmten Auswirkungen auf das Verbundverhalten zuzuordnen. Als Beitrag zur Entflechtung dieser Problematik wurden experimentelle Untersuchungen an Balkenend-Probekörpern durchgeführt, welche als Basis für die grundlegenden Mechanismen des Verbundes unter korrosivem Angriff dienen. Die Korrosion der Bewehrung wurde potentiostatisch beschleunigt, jedoch erfolgte dies im Vergleich zu den bisherigen Untersuchungen auf die schonendste Weise mit lediglich fünffach überhöhter maximal in der Natur auftretender Korrosionsrate. Zu den Untersuchungsschwerpunkten zählten die Art und die Verteilung der Korrosionsprodukte, der Zusammenhang zwischen Korrosionsabtrag und messbarer Rissbreite in der Betondeckung und die Auswirkungen der Bewehrungskorrosion auf die Stabendverschiebung und die Verbundfestigkeit. Die Untersuchungen erfolgten getrennt nach Probekörpern mit und ohne Bügelbewehrung, wobei die Probekörper mit Bügelbewehrung nochmals in zwei Gruppen unterteilt wurden. Zum einen waren die Bügel elektrisch mit den Längsstäben verbunden, sodass auch die Bügel beschleunigt korrodierten. Zum anderen wurden die Bügel elektrisch von den Längsstäben entkoppelt, wodurch lediglich die Längsstäbe beschleunigt korrodierten. Auf diese Weise konnte eine qualitative Aussage zum Einfluss geschwächter Bügel auf das Verbundverhalten getroffen werden. Anschließend wurden die ermittelten Ergebnisse im Kontext von Ergebnissen anderer Wissenschaftler diskutiert. Daraus konnten u. a. neue Erkenntnisse zur Abhängigkeit der Verbundfestigkeit von der Beschleunigung der Bewehrungskorrosion gewonnen werden. Weiterhin konnten qualitative Aussagen zum Einfluss von Geometrieparametern wie Stabdurchmesser und Betondeckung auf die Verbundfestigkeitsänderung getroffen werden. Genauere Aussagen diesbezüglich wurden mithilfe numerischer Untersuchungen an FE-Modellen ermöglicht. Im Rahmen der numerischen Untersuchungen, die weitere, vor allem geometrische Parametervariationen abgedeckt haben, wurde der Einfluss von unterschiedlichen Stabdurchmessern mit jeweils verschiedenen Betondeckungen auf die Verbundfestigkeit zu unterschiedlichen Korrosionsstadien untersucht. Außerdem konnte mittels der numerischen Untersuchungen eine quantitative Aussage zur Auslastung der Bügelbewehrung getroffen werden. Mit Hilfe der so gewonnenen Erkenntnisse wurde ein Modell erstellt, mit dessen Hilfe eine Abschätzung der Restverbundtragfähigkeit möglich ist. Das Modell setzt sich aus der Berechnung der sog. Referenzverbundfestigkeit ohne Korrosionseinwirkung, einer Beschreibung der Abnahme der Umschließungswirkung des Betons und der Wirkung einer ggf. vorhandenen Bügelbewehrung zusammen, welche ebenfalls durch die Korrosionswirkung geschwächt wird. Dieses Modell grenzt sich einerseits gegen rein empirische Modelle ab, die aus der Regression von Versuchsdaten entstanden sind. Gegenüber den sehr komplexen analytischen Modellen besticht das vorgestellte Modell durch seine Simplizität und anwenderfreundliche Form. Y1 - 2012 U6 - https://doi.org/10.18419/opus-464 ER - TY - CHAP A1 - Gehlen, Christoph A1 - Mayer, Till Felix A1 - Thiel, Charlotte A1 - Fischer, Christian T1 - Lebensdauerbemessung T2 - Beton Kalender 2021 N2 - Christoph Gehlen, Till Felix Mayer, Charlotte Thiel und Christian Fischer beschreiben die Lebensdauerbemessung von Beton. Umfassend werden Transport- und Schädigungsmodelle vorgestellt, die die Mechanismen der Carbonatisierung, der Chlorideindringung, der Korrosion und der korrosionsinduzierten Rissbildung im Stahlbeton beschreiben. Die damit einhergehende Verbundthematik wird erläutert. Auch wird auf alle Mechanismen der Betonkorrosion eingegangen. Die Bemessung in Bezug auf die Dauerhaftigkeit und damit Abschätzungen für die Lebensdauer von Beton wird in drei unterschiedlich genauen Formaten geführt. Neben dem vollprobabilistischen Format wird beschrieben, wie Bemessungen auch auf Grundlage von Nachweisen basierend auf Teilsicherheitsbeiwerten durchgeführt werden können. Daran anschließend wird aufgezeigt, welche deskriptiven Bemessungsansätze sich daraus ableiten lassen. An einigen exemplarisch herausgegriffenen Objektbeispielen wird die Lebensdauerbemessung konkret vorgeführt. KW - Dauerhaftigkeit KW - Bewehrungskorrosion KW - Carbonatisierung KW - Chloriddiffusion KW - Frosttausalzwiderstand KW - Lebensdauerbemessung KW - Risse KW - Stahlbeton KW - Transportmechanismen KW - Verbundfestigkeit Y1 - 2021 SN - 978-3-433-61020-6 U6 - https://doi.org/10.1002/9783433610206.ch1 SP - 1 EP - 57 ER - TY - CHAP A1 - Fischer, Christian A1 - Ožbolt, J. T1 - An appropriate indicator for bond strength degradation due to reinforcement corrosion T2 - Proceedings of the 8th international conference on fracture mechanics of concrete and concrete structures, FraMCoS 2013 KW - bond Y1 - 2013 ER - TY - CHAP A1 - Fischer, Christian A1 - Ozbolt, J. A1 - Gehlen, C. T1 - Verbundfestigkeit von korrodierter Bewehrung in Beton - Teilprojekt B2: Teil 2: Dauerhaftigkeitsbemessung Y1 - 2012 UR - https://mediatum.ub.tum.de/1127710 SN - 978-3-410-65224-3 SN - 0171-7197 IS - 602 SP - 47 EP - 88 PB - Beuth Verlag CY - Berlin ET - 1. ER - TY - CHAP A1 - Fischer, Christian A1 - Ozbolt, J. T1 - Influence of bar diameter and concrete cover on bond degradation due to corrosion in: J. Cairns, G. Metelli, G. Plizzari T2 - Proceeding of 4 th international symposium: Bond in Concrete 2012: Bond, Anchorages, Detailing Y1 - 2012 SP - 17 EP - 20 ER - TY - JOUR A1 - Büteführ, M. A1 - Fischer, Christian A1 - Gehlen, C. A1 - Menzel, K. A1 - Nürnberger, U. T1 - On-site investigations on concrete resistivity – a parameter of durability calculation of reinforced concrete structures JF - Materials and Corrosion N2 - For determination the electrolytic resistivity of concrete, resistances of realistic designed probes are measured during a one and two year period, respectively. Measurements are made with a commercially available instrument normally used for measuring earth resistances. Comparison to other usually applied methods show not only that the used method GEOHM is qualified for measuring the electrolytic resistance of concrete but also that the magnitude of measured values is realistic. To obtain electrolytic resistivities from these measurements the individual cell constant for the investigated system was derived from experimental research. First results of the in-situ stored specimens are presented, intended future activities are sketched. KW - cell constant KW - concrete resistivity KW - durability KW - on-site measurement KW - rebar corrosion KW - reinforced concrete structures KW - seawater environment Y1 - 2006 U6 - https://doi.org/10.1002/maco.200604019 SN - 1521-4176 VL - 57 IS - 12 SP - 932 EP - 939 ER - TY - CHAP A1 - Fischer, Christian A1 - Gehlen, J. A1 - Ožbolt, C. T1 - DFG Research Group 537: Modelling reinforcement corrosion – Numerical modelling of bond strength of corroded reinforcement T2 - Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting II N2 - The calculations were performed with four different specimen types (see Table 1). Each type was calculated without expansion (reference calculation) as well as with five different expansion values. The expansion was simulated before the application of the pull-out load. Y1 - 2008 SN - 978-0-429-10359-9 PB - CRC Press ER - TY - CHAP A1 - Fischer, Christian T1 - Experimental investigations on the effect of corrosion on bond of deformed bars T2 - Proceedings of the 8th fib PhD Symposium Y1 - 2010 ER - TY - JOUR A1 - Drenkard, Hannah A1 - Fischer, Christian A1 - Sauer, Veit A1 - Gehlen, Christoph T1 - On the Chloride Distribution in Concrete and Mortar Samples after an RCM Test JF - Materials N2 - It is of essential need to face the challenges of CO2 reduction in industrial cement and concrete production reliable test methods in order to evaluate the performance of concretes, especially with regard to the service life of our infrastructure. The rapid chloride migration test (RCM test) is a standard method to assess the resistance against chloride ingress of concrete. However, during our study, certain critical questions arose with regard to the chloride distribution. The sharp chloride ingress front based on the model assumptions contradicted the shallow gradient of the experimental data. For this reason, investigations on chloride distribution in concrete and mortar samples after RCM tests were performed. The focus was on the factors influencing the extraction, e.g., time after RCM test and the location on sample. Furthermore, differences between concrete and mortar samples were investigated. The investigations showed that no sharp gradient on concrete samples was found due to the extremely uneven chloride front. In contrast, the theoretical profile shape was instead demonstrated on mortar specimens. The prerequisite for this result is that the drill powder must be taken directly after the completion of the RCM test from very uniform penetration areas. Thus, the model assumptions on the chloride distribution via the RCM test could be confirmed. KW - chloride profile; RCM test; drill powder; concrete; mortar; chloride migration coefficient; chloride ingress front Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3390/ma16082952 SN - 1996-1944 VL - 16 IS - 8 SP - 2952 EP - 2952 ER - TY - CHAP A1 - Öhl, Natalie A1 - Fischer, Jenny A1 - Konrad, Robert A1 - Bauer, Christian ED - Krick, Tobias ED - Zerth, Jürgen ED - Rothgang, Heinz ED - Klawunn, Ronny ED - Walzer, Stefan ED - Kley, Tobias T1 - Erhebung und Bewertung von User Experience und Usability technischer Pflegeinnovationen – Implikationen für die praktische Methodenanwendung T2 - Pflegeinnovationen in der Praxis Y1 - 2023 SN - 9783658393014 U6 - https://doi.org/https://doi.org/10.1007/978-3-658-39302-1_3 SP - 37 EP - 53 PB - Springer Fachmedien Wiesbaden CY - Wiesbaden ER -