Verfahren

Erweiterte elektrochemische Messungen mit dem CITec KMS – Korrosionsmesssystem

Mit erweiterten elektrochemischen Messungen läßt sich das Korrosionsverhalten von Stahl in Beton sehr präzise erfassen. Unsicherheiten bei der alleinigen Bewertung von Chloridanalysen und Potentialmessungen werden damit überwunden, und die korrosionsbezogenen Bauwerksreserven können objektspezifisch nachvollziehbar ermittelt, dokumentiert und im Instandhaltungskonzept gezielt genutzt werden. Damit läßt sich das Bauwerk bestmöglich erhalten, und die Instandsetzung kann auf den technisch erforderlichen Umfang beschränkt werden. Folgende Fragestellungen lassen sich u.a. mit den im CITec KMS implementierten Messungen beantworten:

  • Wie hoch ist die Leitfähigkeit des Betons? (mit AC-Impedanzmessung)
  • Ist die Bewehrungsoberfläche passiv, passiv-ähnlich oder aktiv? (mit galvanostatischem Puls, linearer Polarisation)
  • Wie groß ist die Korrosionsaktivität zum Zeitpunkt der Messung – passiv, moderat, hoch oder sehr hoch? (mit Tafel-Polarisation, Abschätzung Korrosionsstromdichten über fallbezogene Bewehrungsfläche bzw. über einen wahrscheinlichen Flächenbereich)
  • In welcher Größenordnung liegt der objektbezogene korrosionsauslösende Chloridgehalt (das erfordert einen repräsentativen Versuchsumfang – Vergleich der Puls- und Polarisationsmessungen mit den Chloridgehalten in Bewehrungsnähe)?

Die Ergebnisparameter der vorbeschriebenen Messungen – Elektrolytwiderstand RB, Polarisationswiderstand RP, Gesamt-Polarisationswiderstand RP‘, Korrosionsstrom am Ruhepotential Icorr   (mit den daraus abgeleiteten Korrosionsstromdichten icorr min und icorr max) – werden vom System automatisch ermittelt.  Dabei können diese  Werte an den Messkurven auf Plausibilität kontrolliert und bei Bedarf manuell korrigiert werden.

Eine sehr effektive Anwendungsmöglichkeit für die KMS-Applikationen stellt die Kombination mit der vorgelagerten flächigen Messung von Potentialen, Oberflächenwiderständen und der Betondeckung dar. Verdachtsflächen aus diesen Untersuchungen können in größerem Umfang schnell und zerstörungsfrei geprüft werden, und auf Grundlage der Ergebnisse kann vor Ort präzise entschieden werden, wo Bohrmehlproben für Chlorid- und Feuchteanalysen entnommen bzw. wo die Bewehrung zur Inspektion freigelegt werden sollte, aber auch, wo Bauwerkseingriffe nicht erforderlich sind.

 

Mit speziellen Meßelektroden kann das Korrosionsverhalten auch an Bewehrungslagen getestet werden, die nicht mit der üblichen Aufsatzelektrode zugänglich sind, z.B. unter Beschichtungen, hinter Verblendungen oder an im Bauteil tiefer angeordneten Bewehrungslagen. In einem Bohrloch von 12 mm Durchmesser kann die Elektrode in variablen Tiefen bis über 40 cm unter der Bauteiloberfläche positioniert werden.

Weiterhin können mit CITec KMS Simulationsmessungen für KKS ausgeführt werden. Dabei handelt es sich um galvanostatische Polarisationsversuche ähnlich wie beim galvanostatischen Puls, aber mit einer stufenweise zunehmend katodischen Stromvorgabe. Aus experimentellen Vergleichen kann abgeschätzt werden, wie groß die Potentialverschiebung bei galvanischen KKS-Systemen sein wird, ob sich damit ein technisch ausreichender Korrosionsschutz erzielen läßt, und ob die Leistungskriterien nach DIN EN ISO 12696 erfüllt werden. Für Fremdstromsysteme lassen sich objektspezifische Projektierungskriterien für Schutzstromdichte und Betriebsspannung in der anfänglichen Betriebszeit ermitteln.

Das KMS wurde in einem Gemeinschaftsprojekt mit dem Kurt-Schwabe-Institut für Meß- und Sensortechnik e.V. und der Sensortechnik Meinsberg GmbH entwickelt und von der Sächsischen Aufbaubank im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (ERFE) gefördert.