Betoninstandsetzung

Allgemeine Problemstellung:

Stahlbeton ist ein sehr dauerhafter Verbundwerkstoff bestehend aus dem Beton und den innenliegenden Bewehrungsstahl. In diesem Verbund verstärken die eingelegten Bewehrungseisen sowohl die Druckfestigkeit als auch die Biegezugfestigkeit des Stahlbetonbauteils.

Der Stahlbeton ist jedoch durch die Umwelteinwirkungen verschiedenen Schädigungsmechanismen unterworfen. In vorliegenden Fall sind die maßgebenden Schädigungsmechanismen die Carbonatisierung die Brandeinwirkung und die Salzeinwirkung in Form von eingeschleppten Tausalzen.

Daher müssen die Bewehrungsstäbe zur Sicherung des Verbundes, des Korrosionsschutzes und zum Schutz gegen Brandeinwirkung ausreichend dick und dicht mit Beton ummantelt sein.

Carbonatisierung:

Beton ist hochalkalisch und besitzt einen pH-Wert von ca. 12,5. Durch diese Alkalität ist der eingebettete Stahl vor Korrosion (Rosten) geschützt.

Durch das CO₂ aus der Umgebungsluft neutralisiert sich diese Alkalität des Betons. Hier spricht man von der sogenannten Carbonatisierung. Dieser Prozess verläuft von außen nach innen. Erreicht die Carbonatisierung den innenliegenden Bewehrungsstahl, verliert dieser seinen Korrosionsschutz und beginnt zu rosten, wobei durch die Korrosionsprodukte (Rostprodukte) die Betonüberdeckung abgesprengt werden kann.

Chloridkorrosion:

Durch den Schneematsch in den Radkästen der Fahrzeuge werden erhebliche Mengen von Auftausalzen (Chloride) in die Tiefgarage eingeschleppt. Das Schmelzwasser und die darin gelösten Chloride werden durch die kapillare Saugwirkung des Betons in das Stahlbetonbauteil aufgenommen und konzentrieren sich mit der Zeit auf.

Erreicht die Chloridkonzentration an dem Bewehrungsstahl eine kritische korrosionsauslösende Konzentration, beginnt der Stahl unabhängig von der Alkalität des umgebenden Betons zu korrodieren. Es bildet sich eine Lochfraßkorrosion aus, bei der sich der Stahl lokal auflöst. Dies kann bis zum vollständigen Verlust des Stahlquerschnittes führen, ohne dass es von außen sichtbar ist. Zeigen sich an der Oberfläche im salzbelasteten Bauteilen Risse und Abplatzungen, kann davon ausgegangen werden, dass die Schädigung bereits weit fortgeschritten ist.

Brandschutz:

Der Stahl verliert im Brandfall rasch seine Festigkeit. Damit die Bauteile mindestens 90 min einer Brandbelastung aushalten und so der Feuerwehr ausreichend Zeit zur Evakuierung und Löschangriff ermöglichen, muss die Betondeckung über dem Stahl mindestens 10-20 cm (je nach Baujahr besteht hier Bestandsschutz) betragen. Die Betondeckung schirmt -den Stahl vor der Hitzestrahlung ab und verhindert so den Festigkeitsverlust und die Ausdehnung des Stahls im Brandfall.