KKS in der Brückeninstandsetzung

Transkript

1 KKS in der Brückeninstandsetzung Dipl.-Ing. Bernhard Wietek Kathodischer Korrosionsschutz in Theorie und Praxis by B. Wietek (1031/01)

2 Themen zur Brückeninstandsetzung Korrosion bei Stahlbeton Erhaltungsklassen bei Brücken Beispiele für Erhaltungsklassen Kathodischer Korrosionsschutz Anwendungsbeispiele by B. Wietek (1011/02)

3 Korrosion bei Stahlbeton Korrosion ist ein elektrochemischer Prozeß, der zur Schädigung des Stahlbetons führt Korrosion entsteht entweder durch KarbonaBsierung oder Chlorideindringung FÜR WEITERE INFOS... Siehe internabonale Spezialliteratur zu Korrosion und by B. Wietek (1011/03)

4 Korrosionsvorgang Rost Beton (OH) - O 2 H O 2 Fe(OH) 2 Fe ++ 2e O + H O 2 2 Stahl ANODE KATHODE Durch den elektrochemischen Vorgang bei der Korrosion entstehen Spannungen und Ströme im Stahl Über diese Spannungen ist der Korrosionsvorgang messbar by B. Wietek (1011/04)

5 Korrosion bei KarbonaBsierung 1.Teil Rost Beton Stahl Beginn der Korrosion Luftspalt bildet Wassersack flächenhafte Ausbreitung der Korrosionsprodukte Entstehung von Hohlstellen um die Bewehrung durch Volumenvergrößerung der Korrosionsprodukte by B. Wietek (1011/05)

6 Korrosion bei KarbonaBsierung 2.Teil Riss Riss Entstehung von Rissen in der Betonüberdeckung weitere Ausbreitung der Korrosionsprodukte Riss Riss Korrosionsprodukte treten an der Oberfläche aus by B. Wietek (1011/06)

7 Korrosion bei Chlorideindringung 1.Teil Cl- Cl- Cl- Cl- Beton Passivschicht Stahl Eindringen von Chloriden Zerstörung der Passivschicht Beginn der Korrosion (Lochfrass) Luftspalt Cl- Cl- Korrosion Beton Passivschicht Stahl Erste Hohlstelle und Tiefenwirkung by B. Wietek (1011/07)

8 Korrosion bei Chlorideindringung 2.Teil Luftspalt Korrosion Riss Cl- Cl- Beton Passivschicht Stahl Erste Risse in der Betonüberdeckung Luftspalt Korrosion Riss Cl- Cl- Beton Passivschicht Stahl Korrosionsprodukte treten bei den Rissen aus by B. Wietek (1011/08)

9 Erhaltungsklassen bei Brücken Korrosionsbereiche - Einteilung Erhaltungsklasse Definition Erkennbarkeit: Maßnahmen Kosten der Bereich der Korrosion optisch meßtechnisch meßtechnisch zur Maßnahmen von Außen von Innen Erhaltung für die Erhaltung: EK-0 ohne Korrosion nein Halbzelle CMS keine 0 EK-1 beginnende Korrosion nein Halbzelle CMS Anstriche 25,- E/m 2 oberflächennah am Stahl Beschichtungen EK-2 Tiefenkorrosion mit Rostflecken Halbzelle CMS Betonabtrag und 250,- E/m 2 Rostaustritten an der Reprofilierung Betonoberfläche KKS und Osmose EK-3 Tiefenkorrosion mit Rostflecken und nein CMS Tiefenabtrag und 350,- E/m 2 Abplatzungen an der Abplatzungen Ersatz der Stahlteile Betonoberfläche KKS und Osmose EK-4 Korrosion umfaßt den gerissener Stahl nein CMS Abbruch des Bauteiles nicht abschätzbar Großteil od. gesamten Ersatz durch Neubau Stahlquerschnitt by B. Wietek (1011/09)

10 Erhaltungsklassen bei Brücken Korrosionsbereiche - Erkennung Definition Aussehen Stahlquerschnitt Erkennbungsmethode optisch meßtechnisch EK-0 keine Korrosion glatte Betonoberfläche vollkommen intakt nichts erkennbar Halbzellen gesunder Stahlbeton CMS-Elektrode EK-1 erste Korrosion an der glatte Betonoberfläche minimal angegriffen jedoch nichts erkennbar Halbzellen Stahloberfläche nicht querschnittsmindernd CMS-Elektrode EK-2 Flächenkorrosion und erste Rostaustritte und mäßige Querschnittsminderung erste Rostpunkte Halbzellen erste Tiefenkorrosion kleine Risse am Beton Rostfahnen CMS-Elektrode EK-3 starke Tiefenkorrosion starke Rostaustritte und starke Querschnittsminderung starke Rostfahnen CMS-Elektrode Betonabplatzungen Abplatzungen EK-4 Stahlquerschnitte großflächige Betonabplatzungen vollkommenes Durchkorrodieren Abplatzungen CMS-Elektrode durchkorrodiert Stahl sichtbar durchkorrodiert gerissener Stahl by B. Wietek (1011/10)

11 Erhaltungsklassen bei Brücken Korrosionsbereiche - Erhaltung Definition Vorbehandlung Betonerhaltung Stahlerhaltung mechanisch elektrochemisch EK-0 keine Korrosion nicht notwendig nicht notwendig nichts nichts gesunder Stahlbeton EK-1 erste Korrosion an der Betonoberfläche reinigen Oberfläche schützen nichts nichts Stahloberfläche Anstriche, Beschichtungen EK-2 Flächenkorrosion und Oberfläche mit Hochdruck Reprofilieren und reinigen schützen erste Tiefenkorrosion Wasserstrahlen Oberfläche schützen EK-3 starke Tiefenkorrosion lose Teile entfernen und Reprofilieren und reinigen schützen Hochdruckwasserstrahlen Oberfläche schützen eventuell entsalzen EK-4 Stahlquerschnitte Bauwerk und Nachbarteile Bauteil gesamt erneuern Bewehrung und Spannstahl durchkorrodiert sichern neu verlegen by B. Wietek (1011/11)

12 Erhaltungsklassen bei Brücken Korrosionsbereiche - Statik Definition statische Beurteilung statische Kontrollen erforderliche Maßnahmen Beton Stahl EK-0 keine Korrosion nicht notwendig nicht notwendig nichts nichts gesunder Stahlbeton EK-1 erste Korrosion an der Meldung an Statiker Besichtigung notwendig schützen und nichts Stahloberfläche erforderlich abdichten EK-2 Flächenkorrosion und statische Überprüfung der einige Stellen freilegen und schützen und schützen erste Tiefenkorrosion Sicherheiten erforderlich Querschnittsminderung messen abdichten EK-3 starke Tiefenkorrosion statische Nachrechnung des einige Stellen freilegen und abklopfen und schützen gesamten Bauteiles erforderlich Querschnittsminderung messen reprofilieren teilweise ersetzen EK-4 Stahlquerschnitte statische Erfassung des vollkommenes Durchkorrodieren abreißen und alles entfernen durchkorrodiert zu ersetzenden Bauteiles und Randbedingungen neu herstellen neu einbauen by B. Wietek (1011/12)

13 Beispiele für Erhaltungsklassen Brückenuntersicht Sillbrücke I Pfeileransicht Nösslachbrücke Gerissene Spannlitzen Innbrücke Kufstein by B. Wietek (1011/13)

14 Beispiele für Erhaltungsklassen Hammerkopf Heinrichhofbrücke Brückenuntersicht Sachsenbrücke 5 Jahre alte Sanierungsstellen Sachsenbrücke by B. Wietek (1011/14)

15 Kathodischer Korrosions Schutz Grundprinzip ist die Vermeidung der Korrosion am Bauwerk Dazu wird der im Bauwerk bei der Korrosion entstandene Strom künstlich unterbunden Es findet also eine strommässige Gegensteuerung stao um die Korrosion zu vermeiden by B. Wietek (1011/15)

16 Prinzip des KKS bei Stahlbeton Beton Bewehrung Spritzbeton Anode Beton Bewehrung U-Quelle I Schutz Anodengitter + Gleichspannung - Funktion und Aufbau des KKS by B. Wietek (1011/16)

17 Nösslachbrücke - Brenner Autobahn KKS - Anwendung: 4 Brückenpfeiler Kragarmuntersicht Abb. 2: Nößlachbrücke A13 Alpen Straßen AG by B. Wietek (1011/17)

18 Nösslachbrücke Korrosionsbilder by B. Wietek (1011/18)

19 Nösslachbrücke Stahlkorrosion by B. Wietek (1011/19)

20 Nösslachbrücke Stahlkorrosion by B. Wietek (1011/20)

21 H H H Nösslachbrücke KKS-Planung Feld 17 RFB Richtung Brenner Feld 16 Feld 15 Feld 14 Feld 13 Feld 12 Feld 11 Feld 10 Feld 9 Feld 8 Feld 7 Feld 6 Feld 5 Feld 4 Feld 3 Feld 2 Feld 1 Richtung Innsbruck Innsbruck RFB Brenner n o m l j h i g f e d c a b k 11,60 11,60 11,60 11,60 11,60 11,60 12,50 12,50 12,50 Feld 9 Feld 8 Feld 7 Feld 6 Feld 5 Feld 4 Feld 3 Feld 2 Feld 1 RFB Brenner N N N N N N N N N N N N N N N N N N N SZ5 H H SZ6 SZ14 Fuge Innsbruck Säulenpaar HSZ13 Fuge Innsbruck SZ4 Säulenpaar Fuge Innsbruck SZ2 H H SZ3 SZ1 S Widerlager Innsbruck N N N N N N N N N N N N N N N N N N N RFB Innsbruck by B. Wietek (1011/21)

22 Nösslachbrücke Anoden Einbau by B. Wietek (1011/22)

23 Saxenbrücke am Brenner by B. Wietek (1011/23)

24 HeinrichshoTrücke in Kärnten A2 by B. Wietek (1011/24)

25 Nösslachbrücke KKS-Steuerung by B. Wietek (1011/25)

26 Die Vorteile des Kathodischen Korrosionsschutzes Bester Langzeitkorrosionsschutz GünsBgste Erhaltungsmaßnahme Auch beim Neubau als Vorbeugemaßnahme einsetzbar Schutzstrom wird an den Korrosionszustand angepaßt Teure Erhaltungsmaßnahmen bzw. Neubau des Bauwerkes envallen by B. Wietek (1011/26)

27 Brücken mit KKS-Erhaltung in Österreich Äußere Nößlachbrücke Sillbrücke I Sillbrücke II Mietzener Brücke Hangbrücke B14 Hangbrücke B15 Innere Nößlachbrücke Sachsenbrücke I Sachsenbrücke II Heinrichhofbrücke Lieserschluchtbrücke m m m m m m m m m m m 2 Gesamt: m 2 by B. Wietek (1011/27)