Wann bricht Stahlbeton? Modellierung des Schadensfortschritts bei Korrosion von Stahl in Beton und Bemessung von Stahlbetonbauteilen auf Dauerhaftigkeit – DFG-Forschergruppe 537

Die DFG-Forschergruppe 537 erarbeitet auf probabilistischer (wahrscheinlichkeitstheoretischer) Basis die Voraussetzungen für eine Lebensdauerbemessung, die auch den Zeitraum fortschreitender Korrosion an der Stahlbewehrung berücksichtigt. Mit dem Modell wird erstmals eine Dauerhaftigkeitsbemessung über die gesamte Lebensdauer eines Bauwerks möglichDie DFG-Forschergruppe 537 erarbeitet auf probabilistischer (wahrscheinlichkeitstheoretischer) Basis die Voraussetzungen für eine Lebensdauerbemessung, die auch den Zeitraum fortschreitender Korrosion an der Stahlbewehrung berücksichtigt. Mit dem Modell wird erstmals eine Dauerhaftigkeitsbemessung über die gesamte Lebensdauer eines Bauwerks möglich.

Die Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken stellt für Ingenieure eine zentrale Aufgabe in Planung und Ausführung dar. Bisher wird die Dauerhaftigkeit von bewehrten Betonbauteilen in den Regelwerken lediglich durch Mindestanforderungen an Betonqualität und Betondeckung sichergestellt. Für kritische Fälle, wie z. B. bei starkem Chloridangriff auf gerissene horizontale Betonflächen, werden nur allgemeine Sondermaßnahmen, wie etwa das Aufbringen von Beschichtungen oder gleichwertige andere Lösungen gefordert, ohne dass anerkannte Bemessungshilfen zur Verfügung stehen. Eine realistische Modellierung des Schadensfortschritts der Bewehrungskorrosion als Grundlage für eine echte Lebensdauerbemessung von Stahlbetonbauteilen analog zur Vorgehensweise bei einer Lastbemessung fehlt bislang.

In den letzten Jahren wurden Bemessungsmodelle auf probabilistischer Basis entwickelt, mit denen die Carbonatisierung und das Eindringen von Chloriden in ungerissenen Beton beschrieben werden können. Für den Prozess der fortschreitenden Bewehrungskorrosion und deren bautechnische Konsequenzen liegen jedoch noch keine praktikablen Modellierungsansätze vor.

In der Praxis treten Korrosionselemente mit unterschiedlicher Geometrie auf. Eine direkte Übertragung der bisher vorliegenden Untersuchungsergebnisse ist nur dann möglich, wenn im Versuch die gleichen bzw. ähnliche geometrische Verhältnisse wie in der Praxis gewählt wurden. Das dürfte allenfalls in speziellen Sonderfällen zutreffen. Da sowohl Umwelteinwirkungen als auch Bauwerks- bzw. Bauteilwiderstand und auch die daraus resultierenden Korrosionsgeschwindigkeiten an der Bewehrung sehr starken Streuungen unterworfen sind, können Bemessungsansätze nur auf probabilistischer Basis zum Erfolg führen.

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