Stahlbetoninspektion und Korrosionsschutz

In ungeschädigtem Beton ist die Porenlösung stark alkalisch, mit einem pH von etwa 13. In diesem Milieu ist der Stahl von einem dünnen Film passiver Oxide bedeckt. Zwei Einwirkungen zerstören diesen Film typischerweise: Kohlendioxid, das den pH der Überdeckung senkt, und Chloridionen aus Meerwasser oder Tausalzen, die den Film unmittelbar aufbrechen.

Ist der Stahl depassiviert, bilden sich treibende Korrosionsprodukte. Sie reissen die Überdeckung auf und sprengen sie ab, was den Vorgang beschleunigt. In manchen Fällen schwemmt fliessendes Wasser die Oxide fort, und es ist keine Aufwölbung zu sehen, obwohl Querschnitt verloren geht. Deshalb lohnt die Analyse des Sickerwassers selbst: gelöstes Eisen ist ein Zeichen, dass die Bewehrung bereits korrodiert.

Ein hochohmiges Voltmeter (mindestens 10 MΩ) misst das Potenzial zwischen einem Anschluss an die Bewehrung und einer gesättigten Kupfer/Kupfersulfat-Elektrode auf dem befeuchteten Beton. Die Oberfläche muss elektrisch durchgängig sein; eine isolierende Beschichtung oder zu trockener Beton macht das Verfahren unbrauchbar.

Ältere Messwerte wurden oft mit den Schwellenwerten in ASTM C876-91 verglichen: oberhalb von −200 mV eine geringe Korrosionswahrscheinlichkeit, unterhalb von −350 mV eine hohe (Cu/CuSO4-Skala). Die Erfahrung hat gezeigt, dass diese einzelnen Schwellen für sich nicht zuverlässig sind. RILEM TC 154 rät, Potenzialgradienten statt Absolutwerte zu interpretieren. ASTM C876-09 stützt sich ebenfalls auf Isopotenzialkarten und zitiert dabei weiterhin die früheren Schwellen.

MAREX legt daher eine Potenzialkarte vor, prüft die elektrische Durchgängigkeit und bestätigt ausgewählte Punkte durch Freilegung bis zum Stahl, wo dies gerechtfertigt ist. Die Messung wird zusammen mit Überdeckung, Karbonatisierung, Chloriden, Widerstand und, wo sinnvoll, der Korrosionsrate gelesen.

An einer Untergeschosssohle eines Vorhabens in Dubai auf aufgeschüttetem Land enthielt das Sickerwasser etwa 6.000 mg/L Chloride, bis zu 1.730 mg/L Sulfate und gelöstes Eisen, ein Zeichen aktiver Bewehrungskorrosion. Die Arbeitsfugen stützten sich nur auf Injektionsschläuche, ohne passive Fugenbänder. Die Harzinjektion behandelte die Leckage, nicht die dahinter bereits laufende Korrosion.

Der gestufte Plan empfahl die Kartierung des Halbzellpotenzials nach ASTM C876, Bohrkerne für Chloridprofile, die Nachdichtung aktiver Leckagen mit hydrophilem Verpressgut, den kathodischen Schutz der Bewehrung und eine dauerhafte Korrosionsüberwachung.