KKSinderBrückeninstandsetzung

Kathodischer Korrosionsschutz

in Theorie und Praxis

Dipl.-Ing. Bernhard Wietek

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ThemenzurBrückeninstandsetzung

•  KorrosionbeiStahlbeton•  ErhaltungsklassenbeiBrücken•  BeispielefürErhaltungsklassen•  KathodischerKorrosionsschutz•  Anwendungsbeispiele

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KorrosionbeiStahlbeton

•  KorrosionisteinelektrochemischerProzeß,derzurSchädigungdesStahlbetonsführt

SieheinternaBonaleSpezialliteraturzuKorrosionundwww.a-bau.co.at

FÜR WEITERE INFOS...

•  KorrosionentstehtentwederdurchKarbonaBsierungoderChlorideindringung

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Korrosionsvorgang

•  DurchdenelektrochemischenVorgangbeiderKorrosionentstehenSpannungenundStrömeimStahl

•  ÜberdieseSpannungenistderKorrosionsvorgangmessbar

Fe(OH)2

Fe++

2e

ANODE KATHODE

O + H O2 2

Beton

Stahl

O 2 H O2

(OH)-Rost

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KorrosionbeiKarbonaBsierung1.Teil

Beton

Stahl

Rost

Luftspalt bildet Wassersackflächenhafte Ausbreitung der Korrosionsprodukte Entstehung von

Hohlstellen um die Bewehrung durch Volumenvergrößerung der Korrosionsprodukte

Beginn der Korrosion

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KorrosionbeiKarbonaBsierung2.Teil

Riss Riss

weitere Ausbreitung der Korrosionsprodukte

Entstehung von Rissen in der Betonüberdeckung

Korrosionsprodukte treten an der Oberfläche aus

Riss Riss

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KorrosionbeiChlorideindringung1.Teil

Beton

Stahl

Cl-

Cl-

Cl-Cl-

PassivschichtEindringen von Chloriden Zerstörung der Passivschicht Beginn der Korrosion (Lochfrass)

Erste Hohlstelle und Tiefenwirkung

Beton

Stahl

Cl-

Cl-

PassivschichtLuftspaltKorrosion

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KorrosionbeiChlorideindringung2.Teil

Beton

Stahl

Cl-

Cl-

PassivschichtLuftspalt

KorrosionRiss

Erste Risse in der Betonüberdeckung

Korrosionsprodukte treten bei den Rissen aus

Beton

Stahl

Cl-

Cl-

PassivschichtLuftspalt

KorrosionRiss

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ErhaltungsklassenbeiBrücken

Erhaltungsklasse Definition Maßnahmen Kosten der Bereich der Korrosion optisch meßtechnisch meßtechnisch zur Maßnahmen

von Außen von Innen Erhaltung für die Erhaltung:

EK-0 ohne Korrosion nein Halbzelle CMS keine 0

EK-1 beginnende Korrosion nein Halbzelle CMS Anstriche 25,- E/m2

oberflächennah am Stahl Beschichtungen

EK-2 Tiefenkorrosion mit Rostflecken Halbzelle CMS Betonabtrag und 250,- E/m2

Rostaustritten an der ReprofilierungBetonoberfläche KKS und Osmose

EK-3 Tiefenkorrosion mit Rostflecken und nein CMS Tiefenabtrag und 350,- E/m2

Abplatzungen an der Abplatzungen Ersatz der StahlteileBetonoberfläche KKS und Osmose

EK-4 Korrosion umfaßt den gerissener Stahl nein CMS Abbruch des Bauteiles nicht abschätzbarGroßteil od. gesamten Ersatz durch Neubau

Stahlquerschnitt

Erkennbarkeit:

Korrosionsbereiche - Einteilung

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ErhaltungsklassenbeiBrücken

Korrosionsbereiche - Erkennung

Def i n i t i on Aussehen Stah lquerschnitt Erkennbungsmethodeoptisch meßtechnisch

E K - 0 keine Korrosion glatte Betonoberfläche vollkommen intakt nichts erkennbar Halbzellengesunder Stahlbeton CMS-Elektrode

E K - 1 erste Korrosion an der glatte Betonoberfläche minimal angegriffen jedoch nichts erkennbar HalbzellenStahloberfläche nicht querschnittsmindernd CMS-Elektrode

E K - 2 Flächenkorrosion und erste Rostaustritte und mäßige Querschnittsminderung erste Rostpunkte Halbzellenerste Tiefenkorrosion kleine Risse am Beton Rostfahnen CMS-Elektrode

E K - 3 starke Tiefenkorrosion starke Rostaustritte und starke Querschnittsminderung starke Rostfahnen CMS-ElektrodeBetonabplatzungen Abplatzungen

E K - 4 Stahlquerschnitte großflächige Betonabplatzungen vollkommenes Durchkorrodieren Abplatzungen CMS-Elektrodedurchkorrodiert Stahl sichtbar durchkorrodiert gerissener Stahl

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ErhaltungsklassenbeiBrücken

Korrosionsbereiche - Erhaltung

Def i n i t i on Vorbehandlung Betonerhaltung Stah lerha l tungmechanisch elektrochemisch

E K - 0 keine Korrosion nicht notwendig nicht notwendig nichts nichts gesunder Stahlbeton

E K - 1 erste Korrosion an der Betonoberfläche reinigen Oberfläche schützen nichts nichts Stahloberfläche Anstriche, Beschichtungen

E K - 2 Flächenkorrosion und Oberfläche mit Hochdruck Reprofilieren und reinigen schützenerste Tiefenkorrosion Wasserstrahlen Oberfläche schützen

E K - 3 starke Tiefenkorrosion lose Teile entfernen und Reprofilieren und reinigen schützenHochdruckwasserstrahlen Oberfläche schützen eventuell entsalzen

E K - 4 Stahlquerschnitte Bauwerk und Nachbarteile Bauteil gesamt erneuern Bewehrung und Spannstahl durchkorrodiert sichern neu verlegen

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ErhaltungsklassenbeiBrücken

Korrosionsbereiche - Statik

Def i n i t i on statische Beurteilung statische Kontrollen erforderl iche MaßnahmenBeton Stahl

E K - 0 keine Korrosion nicht notwendig nicht notwendig nichts nichts gesunder Stahlbeton

E K - 1 erste Korrosion an der Meldung an Statiker Besichtigung notwendig schützen und nichtsStahloberfläche erforderlich abdichten

E K - 2 Flächenkorrosion und statische Überprüfung der einige Stellen freilegen und schützen und schützenerste Tiefenkorrosion Sicherheiten erforderlich Querschnittsminderung messen abdichten

E K - 3 starke Tiefenkorrosion statische Nachrechnung des einige Stellen freilegen und abklopfen und schützengesamten Bauteiles erforderlich Querschnittsminderung messen reprofilieren teilweise ersetzen

E K - 4 Stahlquerschnitte statische Erfassung des vollkommenes Durchkorrodieren abreißen und alles entfernendurchkorrodiert zu ersetzenden Bauteiles und Randbedingungen neu herstellen neu einbauen

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BeispielefürErhaltungsklassen

Brückenuntersicht Sillbrücke I Pfeileransicht

Nösslachbrücke Gerissene Spannlitzen Innbrücke Kufstein

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BeispielefürErhaltungsklassen

Brückenuntersicht Sachsenbrücke

Hammerkopf Heinrichhofbrücke

5 Jahre alte Sanierungsstellen Sachsenbrücke

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KathodischerKorrosionsSchutz

•  GrundprinzipistdieVermeidungderKorrosionamBauwerk

•  DazuwirdderimBauwerkbeiderKorrosionentstandeneStromkünstlichunterbunden

•  EsfindetalsoeinestrommässigeGegensteuerungstaOumdieKorrosionzuvermeiden

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PrinzipdesKKSbeiStahlbeton

Beton

Anodengitter

Bewehrung

Spritzbeton

U-Quelle

Funktion und Aufbau des KKS

Anode Beton Bewehrung

+ - Gleichspannung

I Schutz

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Nösslachbrücke-BrennerAutobahn

Abb. 2: Nößlachbrücke A13 Alpen Straßen AG

KKS - Anwendung: 4 Brückenpfeiler Kragarmuntersicht

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NösslachbrückeKorrosionsbilder

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NösslachbrückeStahlkorrosion

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Nösslachbrücke Stahlkorrosion

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NösslachbrückeStahlkorrosion

NösslachbrückeKKS-Planung

RFB Brenner

RFB Innsbruck

11,60 11,60 11,60 11,60 11,60 11,60 12,50 12,50 12,50

Feld 1Feld 2Feld 3Feld 4Feld 5Feld 6Feld 7Feld 8Feld 9

S

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SZ1

SZ2

SZ3

SZ4

SZ5

SZ6

Fuge

Inns

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HH

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HSZ13

SZ14 Säulenpaar Fuge Innsbruck

Säulenpaar Fuge Innsbruck

Richtung InnsbruckRichtung Brenner

Feld 16 Feld 15 Feld 14 Feld 13 Feld 12 Feld 11 Feld 10 Feld 9 Feld 8 Feld 7 Feld 6 Feld 5 Feld 4 Feld 3 Feld 2 Feld 1Feld 17 RFB Innsbruck RFB Brenner

a

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2400

30 260 50 540 50 540 50 540 50 260 30

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NösslachbrückeAnodenEinbau

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Saxenbrücke1+2amBrenner

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HeinrichshoTrückeinKärntenA2

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NösslachbrückeKKS-Steuerung

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DieVorteiledesKathodischenKorrosionsschutzes

•  BesterLangzeitkorrosionsschutz•  GünsBgsteErhaltungsmaßnahme•  AuchbeimNeubaualsVorbeugemaßnahmeeinsetzbar

•  SchutzstromwirdandenKorrosionszustandangepaßt

•  TeureErhaltungsmaßnahmenbzw.NeubaudesBauwerkesenVallen

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Äußere Nößlachbrücke Sillbrücke I Sillbrücke II Mietzener Brücke Hangbrücke B14 Hangbrücke B15 Innere Nößlachbrücke Sachsenbrücke I Sachsenbrücke II Heinrichhofbrücke Lieserschluchtbrücke

1.683 m2

1.852 m2 2.083 m2 630 m2 782 m2 514 m2 1.740 m2 216 m2 217 m2 1.999 m2 2.490 m2

Gesamt: 14.206 m2

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BrückenmitKKS-ErhaltunginÖsterreich