Kathodischer Korrosionsschutz im Stahlbetonbau

Instandsetzungsprinzip K nach DAfStb-Instandsetzungsrichtlinie

Das Prinzip des kathodischen Korrosionsschutzes (KKS) besteht darin, dass infolge einer durch Fremdstrombeaufschlagung oder Kontakt mit einem unedleren Metall erzwungenen kathodischen (negativen) Polarisation der zu schützenden Bewehrung vorhandene Potentialdifferenzen auf der Bewehrungsoberfläche und damit der den Korrosionsprozess antreibende Makrozellstrom verringert wird (Primärer Schutzeffekt).

Neben der primären Schutzwirkung kommt es im Rahmen der sogenannten sekundären Schutzeffekte zu einer pH-Wert-Erhöhung infolge OH—Entwicklung an der nun vollständig kathodisch wirkenden Bewehrungsoberfläche („Realkalisierung“) sowie einer Verringerung der Chloridionenkonzentration an der Stahloberfläche durch Ionenmigration zur Anode im angelegten elektrischen Feld („Chloridentzug“).

Die im System verbleibende Korrosionsrate wird so auf technisch vernachlässigbare bzw. akzeptierbare Werte abgesenkt, ohne dass der chloridbelastete Beton entfernt werden muss. Lediglich minderfeste oder schadhafte Bereiche (Hohllagen, Kiesnester, Risse, etc.) sowie Bereiche mit erheblichen Querschnittsverlusten der Bewehrung müssen vorab lokal instandgesetzt werden. Somit eignet sich das Verfahren insbesondere bei Bauwerken mit erheblicher Chloridbelastung bis in große Tiefen und für Bauteile, bei denen aus statischen Gründen ein Betonabtrag nicht oder nur mit umfangreichen Abstützungsmaßnahmen erfolgen kann.

Erprobte Alternative zur „klassischen“ Instandsetzung

In Deutschland wurde 1985 erstmals ein Stahlbetonbauwerk kathodisch geschützt, so dass nunmehr über 30 Jahre Praxiserfahrung auf dem Gebiet des KKS vorliegen. Neben der Instandsetzungsrichtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton ist das Verfahren seit 2000 in der EN 12696, welche im Jahr 2012 in die internationalen Norm ISO 12696 überführt wurde, geregelt.

Bei größerflächigen Stahlbetonbauten kommen in der Regel Band- oder Netzanoden zum Einsatz, die auf die vorbereitete Betonoberfläche aufgebracht und dann in einem speziell für KKS geprüften und an den Bauwerksbeton angepassten Mörtel eingebettet werden. Neben dem eigentlichen Anodensystem werden zudem Überwachungssensoren mit eingebaut, welche eine ständige Wartung und Kontrolle des Instandsetzungserfolgs der Maßnahme ermöglichen. Diesbezüglich werden in der ISO 12696 Schutzkriterien definiert, anhand derer eine ausreichende Polarisation gezeigt werden kann, die zur Wiederherstellung bzw. Aufrechterhaltung von ausreichenden Korrosionsschutzbedingungen für den Stahl im Beton führt.

Anhand regelmäßig durchgeführter Leistungsbeurteilungen wird die Schutzwirkung des Systems bewertet und der Schutzstrom ggf. angepasst. Die Kosten für den Stromverbrauch des Systems können zu etwa 20 – 40 W / 1000 m2 abgeschätzt werden und liegen damit in einer vernachlässigbaren Größenordnung.

Qualifikation

Unsere qualifizierten und erfahrenen Mitarbeiter planen und begleiten Ihre KKS-Instandsetzungsmaßnahme in allen Leistungsphasen. KKS-spezifische Voruntersuchungen können durch eigenes Prüfpersonal und Prüflabor in Eigenregie erfolgen. Herrn Dipl.-Ing. Benjamin Faber ist zertifizierter Fachplaner für kathodischen Korrosionsschutz und Inhaber des Grad 2 Zertifikats gemäß DIN EN 15257 für den Anwendungsbereich A4 (Anlagen aus Stahlbeton).


Kathodischer Korrosionsschutz


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