Korrosionsschutz im Massivbau

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1 Korrosionsschutz im Massivbau Vermeidung und Sanierung von Korrosionsschäden im Stahl- und Spannbeton Dr.-Ing. habil. Ulf Nürnberger Dr.-Ing. Bernd Isecke Dipl.-Ing. Bernd Neubert Dr.-Ing. Günter Rieche Mit 107 Bildern und 168 Literaturstellen Kontakt & Studium Band 297 Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Wilfried J. Bartz Technische Akademie Esslingen Weiterbildungszentrum DI Elmar Wippler expert verlag experttyj verleg

2 Inhaltsverzeichnis Herausgeber-Vorwort Autoren-Vorwort 1 Einführung in die Problematik 1 (Korrosionsarten, Korrosionsschaden, Korrosionsschutz) U. Nürnberger 1.1 Einleitung Begriffe nach DIN , Teil 1-3 (Korrosion der Metalle; Begriffe, Korrosionsarten und -formen, Elektrochemie, Untersuchungen) Korrosion, Korrosionserscheinung, Korrosionsschaden Korrosionsschutz 4 2 Korrosion von Stahl in Beton 7 U. Nürnberger 2.1 Schutzwirkung des Betons Voraussetzungen für eine Korrosion von Stahl in Beton Korrosionsbeeinflussende Faktoren Betongüte Betondeckung Wasserhaushalt Risse im Beton Korrosionsvoraussetzungen und beeinflussende Faktoren Karbonatisierung des ungerissenen Betons Karbonatisierung des gerissenen Betons Eindringen von Chloriden in ungerissenen Beton Eindringen von Chloriden in gerissenen Beton Sauerstoffgehalt am Stahl Leitfähigkeit des Betons Korrosionsgefährdung in karbonatisiertem oder chloridhaltigem, ungerissenem Beton Eigenkorrosion des Bewehrungsstahles 31

3 2.5.2 Makroelementbildung 33 2^5.3 Besonderheiten der Korrosion in karbonatisiertem Beton Besonderheiten der Korrosion in chloridhaltigem Beton Besonderheiten der Korrosion in Betonrissen Zusammenfassung 47 Korrosionsschutz von Betonkonstruktionen aus planerischer und betontechnologischer Sicht 49 B. Neubert Einleitung Allgemeine Anmerkungen zum Baustoff Beton und zu seinen Aufgaben Struktur des Betons, Einfluß des Wasser-Zement-Wertes auf die Dichtigkeit Schädigungsmechanismen bei Betonkonstruktionen Maßnahmen zum Korrosionsschutz aus planerischer und konstruktiver Sicht Betontechnologische Maßnahmen zur Sicherstellung eines dauerhaften Korrosionsschutzes Allgemeines Wahl der Ausgangsstoffe Betonzuschlag Zement Betonzusatzmittel Betonzusatzstoffe Betonzusammensetzung Betonherstellung, Einbringen, Verdichten Nachbehandlung Zusammenfassung Kathodischer Korrosionsschutz in Stahlbetonkonstruktionen 73 B. Isecke 4.1 Einleitung Korrosionsschutz von Stahl in Beton Korrosion von Stahl in Beton Herkömmliche Instandsetzungsverfahren Prinzip des kathodischen Schutzes Schutzkriterien Anwendungsbereiche ' 79

4 4.8 Grenzen des Verfahrens 80 4J3 Bauaufsichtliche Komponenten (Anodenmaterialien) Bautechnische Ausführung 80 5 Feuerverzinken und Beschichten der Bewehrung, Bewehrung aus nichtrostendem Stahl, Inhibitoren im Beton 85 U. Nürnberger 5.1 Feuerverzinken der Betonstähle - Allgemeine Zusammenhänge Herstellung und Aufbau von Zinküberzügen Haftung Zinkauflage/Stahl Mechanische Eigenschaften feuerverzinkter Betonstähle Korrosionsverhalten in Beton Alkalischer, chloridfreier Beton Karbonatisierter Beton Chloridhaltiger Beton Risse im Beton Einfluß erhöhter Temperaturen Elementbildung mit unverzinkten Teilen Verbundverhalten im Beton Beschichten der Bewehrung mit Kunststoffen Allgemeine Zusammenhänge Herstellung und Aufbau der Beschichtung Haftung Beschichtung/Stahl Mechanische Eigenschaften beschichteter Betonstähle Korrosionsverhalten in Beton Risse in Beton Einfluß erhöhter Temperaturen Elementbildung mit unbeschichteten Stahlteilen Verbundverhalten im Beton Inhibitoren im Beton Allgemeine Zusammenhänge und Wirkungsweisen Eigenschaften der Betonstähle und des Betons Korrosionsverhalten in Beton Risse im Beton Elementbildung Verbundverhalten im Beton Betonstähle aus nichtrostendem Stahl Allgemeine Zusammenhänge Herstellung und mechanische Eigenschaften der Stähle Korrosionsverhalten in Beton Einfluß erhöhter Temperaturen 117

5 5.26 Elementbildung mit Teilen aus unlegiertem Stahl Verbundverhalten im Beton Schutz und Instandsetzung von Stahlbeton 119 G. Rieche 6.1 Einleitung Aufgaben und Eigenschaften von Beschichtungen (Grundlagen) Aufgaben von Beschichtungen zum Betonschutz Wasserdampfdurchlässigkeit und Tauwasserschutz Wasseraufnahmekoeffizient und Regenschutz Schutz vor Karbonatisierung Sperrwirkung gegenüber Sauerstoff Chemischer Schutz mit Beschichtungen Anforderungen an den Untergrund (Beton) Oberflächenschutzsysteme Fassadenanstriche (vertikale Bauteile) Imprägnierungen Lasuranstriche Deckende Anstriche (Beschichtungen) Rißüberbrückende Fassadenbeschichtungen Beschichten mit Reaktionsharzen Übersicht Imprägnierung Versiegelung Beschichtungen Diagnose bei Schäden am Stahlbeton Daten zur Beschreibung der Konstruktion (Vorgeschichte) Erhebungen zur Beanspruchung der Konstruktion Klassifizierung der Gefährdung Prüfverfahren Auswertung Instandsetzungskonzepte Vorbeugende Maßnahmen Instandsetzung von Oberflächenschäden Instandsetzung von tiefgreifenden Schäden Behandlung von Rissen Bauteilersatz Sonderfälle und ergänzende Maßnahmen Leichtbeton Wärmedämm-Verbundsysteme (WDVS) Fassadenbekleidungen 151

6 ~* Kathodischer Schutz Grenzen der Stahlbetoninstandsetzung Fugenabdichtungen Parkhäuser Fassaden Zusammenfassung und Ausblick Besondere Probleme des Korrosionsschutzes im Spannbeton B. Isecke Einleitung Stahlqualitäten des Spannbetonbaus Korrosionsschutz im Spannbetonbau Mechanismus der wasserstoffinduzierten Spannungsrißkorrosion an Spannstählen Temporärer Korrosionsschutz von Spannstählen Korrosionsschäden an Spannbetonbauwerken Teileinsturz der Berliner Kongreßhalle Schäden durch mangelhafte Verpressung Schäden bei Transport, Lagerung und Einbau der Spannglieder Zusammenfassung Literatu rverzeichn is 172 Sachregister 179 Autorenverzeichnis 181