Rost wandert im Stahlbeton

Rostflecken sind unzuverlässiger Anhaltspunkt über Zustand von Stahlbeton

Pittsburgh (pte) (pte015/03.12.1999/11:00) Wieviel Rost an den Stahlträgern im Beton ist, dient Inspektoren normalerweise als Anhaltspunkt, wie lange die Struktur noch hält. Ingenieure an der Penn State University http://www.psu.edu/ halten dabei Fehleinschätzungen der Sicherheit für möglich. Denn Eisenoxid lagert sich im Beton auch bis zu einige Inches entfernt vom Träger an, fanden Kalliopi Aligizaki, Ingenieurin, und ihr Mentor, Digby Macdonald, Direktor am Zentrum für Advanced Materials und Professor für Materialwissenschaften. Und auch diese Rostflecken müssten bei der Bewertung des Betons in Betracht gezogen werden. Die beiden Forscher stellten ihre Ergebnisse am 30. November beim jährlichen Treffen der Materials Research Society vor. http://www.eurekalert.org/releases/penn-caa113099.html

"Die Korrosion der Stahlträger ist eine der Hauptquellen für Zerstörung und frühes Altern des Betons," sagt Aligizaki. Bei der Korrosion wird das Eisen im Stahl in Eisenoxid umgewandelt. Dieser Stoff nimmt zwei- bis viermal mehr Platz ein als der Stahl. Die Ausdehnung führt zu Spannung im Beton und endet mit einer Spalte. Teil ihrer Arbeit waren 120 Proben, in denen ein Stahlträger in Beton eingebettet war. Die Korrosion wurde durch elektrischen Strom verschnellert. Aligizaki hat nach dem Springen der Betonblöcke die Stahlträger entfernt. Sie fand die dunkelbraunen und schwarzen Korrosionsreste an den Stahlträgern.

Etwa einen Inch weit vom Träger entfernt fand sie zudem Flecken anderer Farben. "Unsere Studie ist die Erste, die sich mit Eisenoxiden weiter entfernt vom Träger beschäftigt hat," erklärt Aligizaki. Diese Flecken zeigen zwar Metallverlust aus dem Stahl an, tragen aber nicht zur Ausdehnung des Metalls bei. Sie sind also nicht für die Sprünge im Beton verantwortlich, ziehen aber dennoch Metall aus den Stahlträgern und mindern so deren Stabilität.

Inspektoren, die Stahlbeton kontrollieren, könnten deshalb meinen, dass der Beton noch sicher ist, obwohl die weggewanderten Rostflecken Metall aus den Stahlträgern weggeführt haben, befürchten die Forscher der Penn State. Das Eisenoxid könnte sich auch in den leeren Räumen anlagern, die dort entstehen, wo im erhärtete Beton Luftblasen waren. Solche Luftblasen führen auch dazu, dass mehr Sauerstoff und Chlorid an den Stahlträger kommt und so die Korrosion beschleunigt.

Der Prozess des Abbaus der Stahlträger ist also komplex und hängt von mehreren Einflussgrößen ab. Aber die Arbeit von Aligizaki hat den Inspektoren aufgezeigt, dass es nicht ausreicht, nur die Rostschicht um die Stahlträger als Indiz für ihre Sicherheit zu betrachten. Informationen: Barbara Hale, Email: bah@psu.edu (wsa)

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