Nichtrostende Bewehrungsstähle zur Verlängerung der korrosionsfreien Lebensdauer von Stahlbetonbauwerken

Derzeit wird bei stark chloridbelasteten Bauteilen die Dauerhaftigkeit im Allgemeinen durch dichte Betone, große Überdeckungen, konstruktive Maßnahmen und Beschichtungen sichergestellt. Die Dauerhaftigkeit durch den Einsatz nichtrostender Stähle zu gewährleisten, bleibt zumeist aus ökonomischen Gründen unberücksichtigt. Zukünftig kann der Einsatz niedrig legierter und damit weniger kostenintensiver Stähle eine Option zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit werden. Der vorliegende Bericht zeigt zum einen Untersuchungsergebnisse zum Korrosionsverhalten nichtrostender Stähle aus experimentellen Untersuchungen. Zum anderen zeigt diese Veröffentlichung in rechnerischen Analysen, welchen Vorteil die Verwendung eines nichtrostenden Stahls auf die korrosionsfreie Lebensdauer bzw. die erforderliche Bewehrungsüberdeckung gegenüber einem normalen Betonstahl bietet. In den Laboruntersuchungen an Mörtelproben wurde für niedriglegierten nichtrostenden Stahl der Stahlsorte 1.4003 der kritische, korrosionsauslösende Chloridgehalt C krit gemessen und mit dem eines üblichen, warmgewalzten Betonstahls B500B verglichen. Die Ergebnisse zeigen eine Erhöhung des kritischen Chloridgehalts C krit um den multiplikativen Faktor ca. 2 bis 3 gegenüber einem normalen Betonstahl. In Lösungsversuchen und Auslagerungsversuchen in Beton wurden ergänzend kritische Chloridgehalte an hochlegierten Duplexstählen der Werkstoffnummer 1.4462 bestimmt. Hierbei konnten um den Faktor > 5 erhöhte kritische Chloridgehalte festgestellt werden. In den rechnerischen Analysen wurde untersucht, welchen Einfluss ein ca. zwei‐ bis fünfmal so hoher kritischer Chloridgehalt auf die Nutzungsdauer und die erforderliche Bewehrungsüberdeckung haben kann. Die Berechnungen wurden deterministisch sowie probabilistisch durchgeführt. Die probabilistischen Berechnungen erfolgen für Zuverlässigkeitsniveaus von β = 0,5 bis 1,5. Die rechnerische Analyse erfolgt auf Basis des fib ‐Modells. Der Einfluss wurde für drei bestehende Bauwerke der XD3‐Exposition ermittelt. Dabei führt ein zwei‐ bis fünfmal so hoher kritischer Chloridgehalt, je nach gewähltem Zuverlässigkeitsniveau, zu einer 1,5‐ bis > 13‐mal höheren rechnerischen Lebensdauer.