STAHLBETONBAU – WERKMEISTERSCHULE

STAHLBETONBAU - GRUNDLAGEN

• Historischer Rückblick

• Unterscheidung: Unbewehrter- schlaff bewehrter,

vorgespannter Beton

• Stahlbeton: Zustand I und Zustand II, Tragverhalten

• Spannbeton: Art der Vorspannung, Arten des Verbunds

• Schalung: Bestandteile, Schalsysteme,

Sonderschalungen

• Eigenschaften und Formen des Betonstahls

• Verankerung und Verankerungslängen

• Verbundbereiche: Bereich I und Bereich II

• Betonstahlformen: Stabstahl, Bewehrungsmatten

• Bewehrungsstöße

• Betondeckung, Stababstände, Rüttelgassen

• Sanierung von Beton und Stahlbetonbauteilen

• Krümmungsradien, Biegen von Betonstahl

• Vorschriften für Schalungs- und

Bewehrungszeichnungen

BEMESSUNG VON STAHLBETONBAUTEILEN

• Gebrauchslastverfahren, Traglastverfahren,

Gebrauchstauglichkeit

• Konstruktionsteile in Stahlbetonbauweise

• Bemessung von Stahlbetonbalken

• Bewehrungsvorschriften für Stahlbetonbalken

• Bemessung von Stahlbetonsäulen

• Bewehrungsvorschriften für Stahlbetonsäulen

• Bemessung von Stahlbetonwänden

• Bewehrungsvorschriften für Stahlbetonwände

• Bemessung von Stahlbetonplatten

• Bewehrungsvorschriften für Stahlbetonplatten

PROJEKTARBEIT

Bemessung und Bewehrungsplan für einen Zweifeldträger

HISTORISCHE ENTWICKLUNG DER BETONBAUWEISE

~12.000 v.Chr.Im Osten der heutigen Türkei wurde ein frühgeschichtlichen Bindemittel aus Kalk, Ziegelmehl oder Puzzolanerde zum Mauern benutzt

~1000 v.Chr.Die Phönizier vermischten den Mörtel mit vulkanischem Gestein. Sie schufen damit ein Material, das sogar unter Wasser aushärtete.

~300 v.Chr.Über die Griechen gelangten diese Erkenntnisse und Techniken nach Italien, dem damaligen Römischen Reich.

~100 n.Chr.Das Herstellen druckfester Bauteile aus wasserbeständigem Mörtel und Steinbrocken, zusammen in einer Schalung erhärtet, erlebte seinen Durchbruch und wurde zum Maßstab der späten römisch-kaiserlichen Architektur. Der Römische Beton, heute auch als »Opus Caementitium« bezeichnet, war geboren.

37-41 n.Chr.Caligula lässt einen Molenbau bei Neapel aus Beton errichten.

120-125 n.Chr.Kaiser Hadrian lässt die Kuppel des Pantheon in Rom mit einem Durchmesser von 43,0 m aus einer Art Leichtbeton herstellen. Die Rekord-Spannweite von 43m wurde erst im Jahr 1913 übertroffen (Jahrhunderthalle in Breslau).

Pantheon (2.Jh n. Chr.) Kuppel aus römischem Leichtbeton

MittelalterIn dieser Zeit gerät die Herstellung von Beton und hydraulischen Bindemitteln in Vergessenheit.

1756 Der Engländer John Smeaton entdeckte, dass der Tongehalt im Kalkstein die Erhärtung fördert und für die Wasserbeständigkeit bestimmend ist.

1786Der Engländer James Parker stellte durch das Brennen von Kalkmergel mit hohem Gehalt an Tonerde ein zementähnliches Bindemittel her, das er „Roman-Cement“ nannte.

1824Der englische Maurer Joseph Aspdin brannte auf der südenglischen Halbinsel Portland eine Mischung aus Ton und Kalk zu Zement.

1844Der Engländer Isaac Charles Johnson brachte die Mischung aus Ton und Kalk zum Schmelzen, sie sinterte: Der heute gebräuchliche Portland-Zement war erfunden

1845Der französische Gärtner Joseph Monier stabilisierte Blumenkübel, indem er Beton mit einem Stahlgeflecht (»Moniereisen«) verband

1887Thaddaeus Hyatt wurde ein Patent für Zementbeton, der mit Band- und Rundeisen zu Platten und Gewölben verarbeitet wurde, erteilt.

1892Der Franzose Francois Hennebique meldet ein Patent für die Verbundkonstruktion (Stahlbeton) an.

1902In den USA entsteht das erstes Eisenbeton-Hochhaus der Welt (16-stöckiges Ingalls Building, Cincinnati, Eisenbeton-Skelettbau)

1903Jürgen Hinrich Magens kühlte den Beton sofort nach dem Mischen stark ab. Sein Verfahren ließ er sich 1903 patentieren und nannte sein Produkt "Transportbeton".

1906 Der erste „Betonkalender“ wurde von Friedrich von Emperger herausgegeben.

1926Deniau entwickelt den Innenrüttler, der eine bessere Verdichtung und eine höhere Festigkeit des Betons ermöglichte.

1928Ein Verfahren zum Vorspannen von Zuggliedern wurde von Eugene Freyssinet zum Patent angemeldet.

1940Die Bezeichnung „Eisenbeton“ wird durch den Begriff „Stahlbeton“ ersetzt

1948Die erste moderne Spannbetonbrücke entstand inWestdeutschland (Kanalhafenbrücke, Heilbronn).

~ ab 1950Die praktische Anwendung des Stahlbeton- und Spannbetonsbaus in größerem Umfang beginnt und hält bis heute an.

BEWEHRUNGSFORMEN

PRINZIP DER SCHLAFFEN BEWEHRUNG

BETON

Unbewehrter Beton Bewehrter Beton

STAHLBETONSchlaff bewehrter Beton

SPANNBETONVorgespannter Beton

Unbewehrter Beton

Die Last q kann solange gesteigert werden, bis die Zugspannungen im Bereich des maximalen Biegemomentes die Betonzugfestigkeit fct erreichten. Wird sie überschritten, reißt der Beton und das Bauteil versagt. Da die Betonzugfestigkeit fct näherungsweise 10% der Betondruckfestigkeit beträgt, können nur geringe Belastungen aufgenommen werden.

Bewehrter Beton – schlaffe Bewehrung

Die Zugkräfte werden von der Bewehrung übernommen.Die Druckkräfte Werden vom Beton übernommen. Der Verbundbaustoff Stahlbeton verbindet somit in idealer Weise die günstigen Eigenschaften von Beton und Betonstahl.

Spannbeton

Das Prinzip der Vorspannung besteht darin, dass dem Bauteil eine Vorverformung aufgezwungen wird, die der späteren Verformung infolge äußerer Belastung entgegen wirkt. Die Vorspannkraft erzeugt an der Unterseite des Trägers Druckspannungen und an der Oberseite des Trägers Zugspannungen. Beide Spannungen wirken den Spannungen infolge äußerer Belastung entgegen.

PRINZIP DER VORSPANNUNG

DIE BEANSPRUCHUNGSZUSTÄNDE I UND II

Zustand I – Zugzone ungerissen

Solange die Betonspannung am Zugrand die charakteristische Betonzugfestigkeit nicht überschreitet, wirkt der gesamte Betonquerschnitt in der Zugzone bei der Aufnahme des Biegemomentes mit. Der gesamte Querschnitt einschließlich der Zugzone befindet sich noch im ungerissenen Zustand der als Zustand Ibezeichnet wird.

Jenes Biegemoment unter dessen Wirkung am Zugrand gerade die charakteristische Betonzugfestigkeit fctmerreicht wird, bezeichnet man als Rissmoment Mr. Der Zustand I ist somit dann vorhanden, wenn das angreifende Biegemoment M kleiner als das Rissmoment Mr ist, d.h., dass die Bedingung M < Mr

erfüllt ist.

Zustand II – Zugzone gerissen

Wird das äußere Biegemoment M größer als das Rissmoment Mr, so entstehen, ausgehend vom Zugrand, Risse, die mit zunehmendem Biegemoment immer weiter zur Null-Linie reichen, wodurch ein immer größerer Anteil der Zugkräfte von der Bewehrung aufgenommen werden muss.

Es wird bei der Biegebemessung dieser Anteil vernachlässigt und die gesamte Zugkraft der voll gerissenen Zugzone als durch die Bewehrung aufgenommen gedacht. Der Beanspruchungszustand mit gerissener Zugzone wird als Zustand II bezeichnet.

Versagensarten eines Stahlbetonquerschnitts

Ob bei einem Querschnitt bis zum Bruch zuerst der Beton oder der Stahl versagt, hängt von der Größe und Festigkeitsklasse der vorhandenen Bewehrung einerseits und der Druckfestigkeit des Betons und der Größe der Betondruckzone andererseits ab.

•schwach bewehrter Querschnitt: Bruch des Stabes durch die zufolge der großen Stahldehnungen immer weiter fortschreitenden Risse durch Einengung der Betondruckzone und „Zerdrücken" derselben eintreten (indirekter Bruch der Betondruckzone).

Nur bei sehr schwach bewehrten Querschnitten (Bewehrung geringer als die so genannte Mindestbewehrung) erfolgt das Versagen des Stahlbetonquerschnittes durch Reißen der Hauptbewehrung.

•stark bewehrter Querschnitt: Die Stahldehnung wird nur langsam anwachsen, die Druckfestigkeit des Betons jedoch bald überschritten werden, sodass der Bruch durch „Zerdrücken" der Betondruckzone eintritt, ohne dass sich eine voll gerissene Zugzone ausbilden kann (direkter Bruch der Betondruckzone).

• Zwischen diesen beiden Grenzfällen des Versagens von Stahlbetonstäben gibt es je nach Bewehrungsstärke alle Übergänge.

SPANNBETON

Wirkungsweise des Spannbetons

Es wird eine Druckspannung in den Bauteil durch die Vorspannung eingebracht. Diese Druckspannung überlagert dann spätere Biegespannungen.

Nachteile: es sind zusätzliche Arbeitsgänge erforderlich Nachträgliche Aussparungen sind kaum mehr möglich.

Vorteile: geringe Deckenstärken (Konstruktionshöhen) keine, oder nur sehr geringe Durchbiegungen, weniger Risse.

Grad der Vorspannung

Volle Vorspannung (Spannbeton): Die Vorspannkraft wird so groß gewählt wird, dass unter allen möglichen Lastkombinationen an keiner Stelle Biegezugspannungen auftreten dürfen. Dadurch dürften theoretisch auch keine Risse auftreten. Die Anwendung solcher vollen Vorspannung findet heutzutage nur in Ausnahmefällen statt, wenn Rissfreiheit erforderlich ist.

Teilweise Vorspannung (Vorgesp. Stahlbeton):Wirtschaftlich ist das Prinzip der vollen Vorspannung nicht die optimale Lösung, deswegen ist es geeigneter Risse zuzulassen und die Vorspannkraft geringer anzusetzen. Diese Bewehrungsart ist konstruktiv und wirtschaftlich von Vorteil.

Vor und Nachteile der Spannbetonbauweise

Einige Vorteile: • Verringerung der Biegeverformung • Risse werden reduziert oder vollkommen vermieden • schlankere Querschnitte, dadurch ergibt sich auch

ein geringeres Gewicht der Konstruktion.

Einige Nachteile: • Spannbeton ist teurer als Stahlbeton. • Der Spannstahl ist korrosionsempfindlicher als

Betonstahl • Die Verbundeigenschaften von Spannstahl sind

schlechter als bei Betonstahl, da die Oberfläche des Spannstahls glatt ist.

•

Arten des Verbunds

• Vorspannung mit sofortigem Verbund• Vorspannung mit nachträglichem Verbund• Vorspannung ohne Verbund

Vorspannung mit sofortigem Verbund

Vorspannung mit nachträglichem Verbund

Vorspannung ohne Verbund

BETONSTAHL

Technologische Grundlagen

Für Stahlbeton werden im Allgemeinen Betonstähle (Bewehrungsstähle) hoher Festigkeit verwendet.

Bei Belastung eines naturharten Stahles folgen die Dehnungen bis zur Proportionalitätsgrenze dem Hooke'schen Gesetz. Dieses Stoffgesetz gibt einen linearen Zusammenhang zwischen den Spannungen und den Dehnungen des Stahls an.

Bei einer Entlastung und anschließender Wiederbelastung des Stahles folgt die Arbeitslinie zunächst der Entlastungsgeraden und schwenkt dann in

den ursprünglichen Verlauf der Arbeitslinie ein. Bei Wiederbelastung entspricht die Arbeitslinie somit der durch die Entlastungsgeraden vorgegebenen Form. Diesen Vorgang einer Belastung über die natürliche Streckgrenze hinaus mit anschließender Entlastung nennt man Kaltverfestigung.

Herstellungsverfahren

Bewehrungsstahl wird in Form von Stäben oder mit Elektrowiderstandsschweißung geschweißten Bewehrungsmatten erzeugt. Bei Verwendung von Stäben kommt heute ausschließlich Rippenstahl zur Anwendung. Für geschweißte Bewehrungsmatten werden verwendet:

• glatte Drähte• gerippte Drähte• profilierte Drähte

Die gerippte oder profilierte Oberfläche der Stäbe und Drähte ist zur Erzielung des nötigen Verbundwiderstandes zwischen der Bewehrung und dem Beton erforderlich.

Bewehrungsstäbe werden als

• warmgewalzte• warmgewalzte und aus der Walzhitze vergütete• kaltgeformte (kaltverfestigte)

Rippenstähle hergestellt.

Warmgewalzter Rippenstahl

ist ein naturharter Stahl, der seine Eigenschaften durch Legierung erhält. Er wird im Walzwerk bei einer Temperatur von ca. 1000 °C aus Blöcken oder Knüppeln gewalzt. Die Oberflächenausbildung (Rippen) wird beim letzten Walzgang ausgebildet. Dieser Stahl wird derzeit in Österreich kaum erzeugt.

Warmgewalzter aus der Walzhitze vergüteterRippenstahl

wird schwach legierter Stahl verwendet und nach dem letzten Walzvorgang mittels Druckwasser gezielt abgekühlt, wobei der durch das Abschrecken abgekühlte Oberflächenbereich durch die im Stahlkern verbliebene Restwärme wieder erwärmt, d.h. angelassen, wird. Dadurch wird eine Verfestigung des Stahles erreicht. Dieses Verfahren wird derzeit in Österreich vorwiegend für die Erzeugung von stabförmigem Rippenstahl angewendet.

Kaltgeformter Rippenstahl wird aus niedrig legiertem Walzdraht hergestellt. Er

wird durch Prägerollen, die auch das gewünschte Profil herstellen, in seinem Querschnitt etwas verkleinert, wodurch eine Kaltverformung bzw. Anhebung der Festigkeit entsteht.

Bewehrungsstäbe

Bewehrungsstäbe sind derzeit in Österreich nur bis zu einem kleinsten Durchmesser von 8 mm und einem größten Durchmesser von 50 mm erhältlich. Durchmesser über 26 bis 30 mm sollten im üblichen Hochbau allerdings nur in Ausnahmefällen verwendet werden.

Stahlgruppen – Stahlbezeichnungen

Der Bemessungswert der Streckgrenze des Bewehrungsstahles ergibt sich aus

Stahl BSt 220 BSt 420 BSt 500 BSt 550 BSt 600

Stahlgruppe * I III IV --- V

fyk [N/mm2] 220 420 500 550 600

fyd [N/mm2] 191 365 435 478 522

fyd [kN/cm2] 19,1 36,5 43,5 47,8 52,2

[%o] 0,96 1,83 2,17 2,39 2,61

*frühere Bezeichnung

Üblicherweise werden heute in Österreich Stähle der Gruppen BSt 550 und M 550 sowie Produkte mit gesonderter behördlicher Zulassung verwendet. Stähle der Gruppen III und IV sind in älteren Bauten zu finden. Stähle der Gruppe V wurden nur in Sonderfällen verwendet.

Spannungs-Dehnungslinie

Die Spannungs-Dehnungs-Linie des Bewehrungsstahles ist abhängig von der Stahlgruppe gemäß anzunehmen. Dabei gilt für alle Stähle der Elastizitätsmodul ES=200000 N/mm . Die Dehnung εsy, wird als Proportionalitätsgrenze bei einer Spannung von jeweils fyd erreicht.

VERBUNDWIRKUNG VON STAHL UND BETON

Grundlagen des VerbundsStahlbeton ist ein Verbundbaustoff, der aus Stahl und Beton hergestellt wird.

Zwischen beiden Ausgangsstoffen muss eine feste Verbindung bestehen. Durch die Haftung kann so der Beton die in ihm auftretenden Zugspannungen auf den Stahl übertragen.

Die Verankerung der Bewehrungsstäbe im Beton ist für eine sichere Aufnahme der Kräfte ganz entscheidend. Sie kann durch eine Verankerung am Stabende erfolgen.

Möglich sind gerade Stabenden, Haken, Winkelhaken und Schlaufen mit oder ohne angeschweißte Querstäbe. Die Verankerungslänge muss genau berechnet werden.

Die VerankerungslängeBeim Stahlbeton wirken Beton und Stahl gemeinsam. Damit die Kräfte in den Stahl hineinkommen, muss er verankert werden. Die dazu erforderliche Länge heißt Verankerungslänge und wird mit lb bezeichnet.

DefinitionUnter der Verankerungslänge versteht man die Länge, die man benötigt um einen Bewehrungsstab auf seine maximale Kraft zu verankern.

Grundmaß der VerankerungDas Grundmaß der Verankerung ist abhängig vom Stabdurchmesser, von der Stahlgüte und der Betongüte. Dieses Grundmaß muss dann je nach Verankerungsart, Art der Beanspruchung und Verbundbereich verändert werden.

Grundmaß der Verankerungslänge lb

lb = ds / 4 . fyd / fbd

lb … Verankerungslänge [cm]ds … Durchmesser des Bewehrungsstabes [cm]fyd… Bemessungswert der Streckgrenze des

Bewehrungsstahlsfbd … Bemessungswert der Verbundfestigkeit

Erforderliche Verankerungslänge

Erforderliche Verankerungslänge lb,erf

lb,erf = a . lb . As,erf / As,vorh > min lb,erf

min lb,erf = 0,3.lb (bei Zugstäben)0,6.lb (bei Druckstäben)oder 10.dsoder 10cm

αa = 1,0bei Druck und Zugstäben mit geraden Endenαa = 0,7bei Zugstäben mit Endhaken, Winkelhaken oder

Schlaufen

As,erf … erforderliche BewehrungsquerschnittsflächeAs,vorh … vorhandene Bewehrungsquerschnittsflächeds … Stabdurchmesser

Tabelle Verankerungslänge

BEWEHRUNGSPLAN

Darstellung des BetonkörpersVerlegeplan (grafische Verlegeanweisung)Darstellung der Stahlform (grafische Biegeanweisung)Stahlliste (Mengen- oder Biegeliste)

Die Bewehrungszeichnung muss alle Informationen zum betrachteten Betonkörper (Betonierabschnitt) und zurBewehrung (Biege- und Verlegeanweisung) enthalten.

Planformate:A0, A1, A2, A3

Maßstäbe:M1:50, M1:25, M1:20, M1:10

Darstellung des Betonkörpers

Risse zu bezeichnen: Ansichten mit Großbuchstaben, Schnitte mit Zahlen und Details mit KleinbuchstabenBlickrichtungArbeitsfugenKotierung der wesentlichen AbmessungLage des Bauteils

Grundriss, Draufsicht, Schnitt:

Darstellung der Bewehrung

jede Biegeform bekommt Positionsnummerjede Position ist außerhalb von Ansichten undSchnitten als grafische Biegeanweisung darzustellenDarstellung muss eindeutig seinÜberdeckende Positionen gesondertHerauszeichnen

Positionsbezeichnung

Positionsnummer im Kreis für Stabstahl und imRechteck für MattenStückzahlDurchmesser in mm bzw. TypenbezeichnungEinzelstablänge (in cm oder m)VerlegeanweisungZusatzinformation (variable Position)Polygonale Darstellung möglich

Bsp.: 9 17 Ø 8 lg = 3,40m

Verlegeanweisung

Biegeanweisung bei linearer Veränderlichkeit der Länge:

Biegeanweisung bei nicht linearer Veränderlichkeit der Länge:

Darstellung einzelner Bewehrungsstäbe

Darstellung Verlegebereich

Darstellung in Schnitten (Spinne)

Darstellung in Schnitten (Gruppendarstellung)

Verlegeanweisung - Fächerung

Radiale Verlegung

Wechselweise Verlegung

Versetzte Verlegung

Darstellung der Bewehrung Matten

Positionsnummer im Rechteck (Quadrat) für MattenStückzahl (auch durch Rechnung ergänzt)Typenbezeichnung

Bsp.: 3 1 CS 8

Verlegeart

e = Verlegeabstand quer zur Richtung derHauptbewehrungü = Übergriff quer zur Richtung der HauptbewehrungLü = Übergriff in Richtung der Hauptbewehrung

Darstellung im Grundriss

Darstellung im Schnitt

Übergriffe

Rüttelgasse

Grafische Biegeanweisung

Längenangaben sind immer Außenmaße (cm oder m) Zwangsmaße sind einzurahmen

Stabdurchmesser ausschließlich in mmBiegedorn- bzw. Biegerollendurchmesser in cm und als Innenmaß. Biegeradius ab Durchmesser >150cmWinkelangaben in AltgradMindest-Biegerollendurchmesser nicht angeben

Beispiel:

Stahlliste

Getrennte Stahllisten für Stabstahl und MattenBiegeliste = enthält zusätzlich grafischeBiegeanweisungInhalt: Stabnummer, Anzahl, Durchmesser, Längeund Summe jeder PositionBei linearer Veränderlichkeit genügt Stückzahl und Mittelwert, wenn am Bewehrungsplan dieExtremwerte und das Abstufungsmaß angegeben istGesamtmassen am Ende

BEWEHRUNGSSTAHL

Handelsformen Stabstahl

Erhältliche Durchmesser:• Ø8, Ø10, Ø12, Ø14, Ø16, Ø20, Ø26 und Ø30 mm• Sondergrößen: Ø36 und Ø40 mm• Auf Bestellung: Ø50 mm

Erhältliche Stablängen:• Werkslänge 14,0 m• Überlänge 14,0 – 18,0 m• Überlänge >18,0 m nicht lagernd

Handelsformen Ringmaterial

Erhältliche Durchmesser:• Ø8, Ø10, Ø12 und Ø14 mm

Erhältliche Längen:• Endlosspule mit 2,5t Gesamtgewicht

Handelsformen Matten

Lagermatten:• Geschweißte Bewehrungsmatten• 600 / 240 cm• Sonderlängen: 510 und 720 cm

Sondermatten:• Grundsätzlich nach Plan

Wirtschaftliche Überlegungen – Stabstahl

• Ebene Formen• Anzahl der Biegungen <5• Biegerollendurchmesser für alle Biegungen gleich• Schwenkende Stabteil <150cm• Komplizierte Formen vermeiden• Verlegemöglichkeit beachten• Stabformen nicht breiter als 2,20m

Wirtschaftliche Überlegungen – Matten

• Schneidearbeiten im Biegebetrieb oder auf derBaustelle

• Grundschnittformen sind rechteckig –• Optimierung anstreben• Biegung der Matten möglich• Übermäßige Bewehrungshäufung durch Versetzen

vermeiden

Schlaufenmatten

Schlaufenmatten  sind  geschweißte  Bewehrungsmattenmit  gerippten  Längs- und  Querdrähten.  Die  mechanisch technologischen Eigenschaften entsprechen der Stahlgruppe M550.

A - AQ Lagermatten

A - AQ  Lagermatten  sind  geschweißte Bewehrungsmatten mit  gerippten  Längs- und Querdrähten.

Q - Lagermatten

Q - Lagermatten sind geschweißte Bewehrungsmatten mit gerippten Längs- und Querdrähten.

BETONDECKUNG - BETONSANIERUNG

Einwirkungen auf Beton und Stahl

Zunächst übernimmt der Zementstein den Korrosionsschutz infolge seiner hohen Alkalität. Es bildet sich eine dünne Calciumoxydschicht (Passivierung ähnlich Patina bei Kupfer), die den Stahl schützt. Siewirkt alkalisch und verleiht dem Beton einen pH-Wert von bis zu 12,6 (Sättigungswert für Ca(OH)2.)

Unter gewissen Bedingungen (Eindringen von CO2) geht jedoch dieser Korrosionsschutz verloren. Ursache ist der Abbau der Alkalität infolge Carbonatisierung. Damit sinkt der pH-Wert auf 9,5 und darunter. Bei Zutritt von Feuchtigeit und Sauerstoff entsteht Rost(Korrosion) => Volumensvergrößerung => Abplatzen der Betondeckung.

Korrosion des ArmierungstahlsBlanker Stahl ungeschützt der Witterung ausgesetzt => Rost (Korrosion) = elektrochemischer Angriff.

Carbonatisierung

Das in der Luft vorhandene CO2 dringt durch Kapillaren in den Beton ein und verbindet sich mit dem alkalischen Calziumhydroxid zu dem neutralen Calziumcarbonat:

Ca(OH)2 + CO2 ~ CaCO3 + H2O

Als Karbonatisierung bezeichnet man die Umwandlung des Calciumoxids und Calciumhydroxids des Betons durch eindringende Kohlensäure zu Calciumcarbonat.

Dadurch sinkt die Alkalität im Zementstein, was eine Verringerung des pH-Wertes im Zementstein ergibt.Beton mit einem pH-Wert des Porenwassers unter 9,5 bezeichnen wir als carbonatisierten Beton.

Der Nachweis von Carbonatisierung erfolgt durch Besprühen einer frischen Bruchfläche mit 0,1%iger Phenolphtaleinlösung.

•wo sich der Beton rot färbt, ist er noch nicht carbonatisiert,

•unverfärbter Beton ist carbonatisiert und bietet nicht mehr genügend Korrosionsschutz für die darin befindliche Bewehrung

Betondeckung

Die Carbonatisierung schreitet von der Betonoberfläche nach innen fort. Der beste Schutz der Bewehrung gegen das Rosten ist daher eine große Betondeckung.

Da die Carbonatisierungstiefe von der Zeit und der Intensität der Angriffe abhängt, bestimmen diese Faktoren auch die Mindestbetondeckung cmin. Sie muss so gewählt werden, dass innerhalb der gewählten Zeitspanne die fortschreitende Carbonatisierungstiefe die

Mindestbetondeckung cmin nicht erreicht oder überschreitet.

Beispiele von Sanierungsmöglichkeiten

Um den ursprünglichen Zustand des Stahlbetons optisch und funktionell wieder herzustellen, ist eine fachgerechte Sanierung notwendig.

Sanierungsmöglichkeit 1:Das Verpressen von Rissen erfolgt, entweder kraftschlüssig mittels Epoxidharz, oder dauerelastisch durch den Einsatz von Polyurethanharzen.

Ausbrüche und Fehlstellen werden reprofiliert und mittels einer Ausgleichsspachtelung dem Umfeld angeglichen.Durch den Einsatz eines Oberflächenschutzsystemes wird die Dauerhaftigkeit der Sanierung nachhaltig erhöht.

Sanierungsmöglichkeit 2:

1) Freilegen der Bewehrung2) Rostentfernung (z.B. Sandstrahlen)3) Aufbringen eines Korrosionsschutzes4) Verfüllen der Schadenstelle (Rekonstruktion der

Oberfläche)