Felix Becker

• Mit Durchführung des Instandsetzungsverfahrens 8.3 nach der Technischen Regel Instandhaltung, kurz TR-IH; wird zunächst keine direkte Repassivierung des Bewehrungsstahls angestrebt. Der Instandsetzungserfolg ist vielmehr an die zeitliche Änderung der korrosionsrelevanten Kenngrößen gekoppelt. Hierzu zählen die Erhöhung des spezifischen Elektrolytwiderstands des Betons infolge von Austrocknung sowie die Abnahme der Korrosionsströme und Treibspannungen am Bewehrungsstahl. Im Rahmen dieser Arbeit wurden grundlegende Untersuchungen zur Wirkungsweise und zu den Anwendungsgrenzen des Instandsetzungsverfahrens 8.3 durchgeführt. Zur Beschreibung der Feuchteaufnahme und Feuchtespeicherung von chloridbelastetem Beton im Vergleich zu chloridfreiem Beton erfolgte die Untersuchung der Sorptionsisotherme an Betonen mit unterschiedlichen Chloridgehalten. Im Weiteren erfolgte die Untersuchung des Austrocknungsverhaltens von chloridbelasteten Betonproben unter eher diffusionsoffenen und stark diffusionsbremsenden Beschichtungen. Zusammen mit dem Austrocknungsverhalten wurde auch die Korrosionsaktivität der Bewehrung mittels elektrochemischer Messmethoden untersucht. Die korrosionsbremsende Wirkungsweise des Verfahrens 8.3 wird bei niedrigen Wassergehalten primär durch eine anodische Steuerung der Korrosion als maßgeblicher Faktor beeinflusst. Der spezifische Elektrolytwiderstand hat als Systembestandteil im untersuchten Aufbau einen wichtigen, aber für den Nachweis des Instandsetzungserfolgs nicht hinreichenden Anteil, wenngleich er eine gute Korrelation mit der Austrocknung des Betons besitzt. Zur Bewertung der Korrosionskinetik ist die alleinige Betrachtung des spezifischen Elektrolytwiderstands daher ungeeignet. Im Hinblick auf die Anwendungsgrenze des Verfahrens 8.3 zeigt sich der auf Höhe des Betonstahls im Beton vorhandene Chloridgehalt als ein maßgebliches Kriterium. Während die Korrosionsaktivität selbst bei moderat austrocknenden Proben unter stark diffusionsbremsenden Beschichtungen bei Chloridgehalten von 1 M.-% Cl-/z im Bereich der Passivstromdichte liegt, ist eine vergleichbare Reduktion der Stromdichten bei Chloridgehalten von 2 M.-% Cl-/z von weiteren Randparametern abhängig. Die Art der Beschichtung beeinflusst die Austrocknung des Betons entscheidend. So kann ein weniger dichter Beton unter einer diffusionsoffenen Beschichtung (OS 4) so weit austrocknen, dass die Passivstromdichte erreicht wird. Bei eher diffusionsdichten Beschichtungen und Vorhandensein hoher Chloridgehalte von 2 M.-% Cl-/z führte das Instandsetzungsverfahren 8.3 bei dem gewählten Versuchsaufbau innerhalb üblicher Zeiträume (hier 1,5 Jahre) nachweislich nicht zum Erfolg (unschädliche Korrosionsraten).
• The implementation of maintenance method 8.3 according to TR Instandhaltung is not to directly repassivate the reinforcing steel. Rather, the success of the repair is linked to the change over time of the corrosion-relevant parameters. These include the increase in the specific electrolyte resistance of the concrete as a result of drying out and, consequently, the decrease in the corrosion currents and driving potential differences of the reinforcing steel. Within the scope of this work, basic investigations were carried out on the mechanism and the application limits of the repair method 8.3. To describe the moisture absorption and moisture storage of chloride-containing concrete in comparison to chloride-free concrete, the sorption isotherm of concretes with different chloride contents was investigated. Furthermore, the drying behaviour of chloride-loaded concrete samples was investigated under rather diffusion-open and rather diffusion-blocking coatings. Together with the drying behaviour, the corrosion activity of the reinforcement was also investigated using electrochemical measurement methods. At low water contents, the mechanism of method 8.3 is mainly influenced by anodic control of corrosion as a decisive factor. The specific electrolyte resistance has an important, but not dominating role as a system component in the investigated test-set-up, although it has a good correlation with the drying of the concrete. For the evaluation of the corrosion kinetics, the sole consideration of the specific electrolyte resistance is unsuitable. About the application limit of repair method 8.3, the chloride content present in the concrete has been detected as a decisive criterion. While the corrosion activity even in moderately drying specimens under diffusion-inhibiting coatings is in the range of passive current density at chloride contents of 1 wt.-%/cem, this cannot generally be determined for chloride contents of 2 wt.-%/cem. The type of coating has then a decisive influence on the drying of the concrete. For example, less dense concrete under a rather diffusion-open coating (OS 4) can dry out to such an extent that the passive current density is achieved. In the case of rather diffusion-tight coatings and the presence of high chloride contents of 2 wt.-%/cem, the repair method 8.3 demonstrably did not lead to success within practical time periods (1.5 years) according to the available test results.