Beton- und Stahlbetonbau 3 - CITec Concrete Improvement ...

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U. Schneck · Zerstörungsfreier elektrochemischer Chloridentzug an der Donaubrücke Pfaffenstein: Langzeiterfahrungen über eine bauwerksschonende und verkehrserhaltende Technologie Bild 7. Ausgelegte Elektroden im Hohlkastenabschnitt O6.06 Fig. 7. Electrode layout in box girder section O6.06 8 Sonderdruck aus: Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 3 der hinteren Reihe ist der Ausgangszustand zu sehen; die Gehalte in der Reihe vom 03. 12. 03 wurden nach Ende der Erstanwendung gemessen und zeigen bereits eine deutliche Absenkung der Chloridgehalte. Vor Anschalten der Folgeanwendung am 24. 04. 04 wurde festgestellt, dass die Chloridgehalte im überwachten Tiefenbereich, vor allem in den äußeren Schichten, wieder angestiegen waren; diese konnten mit der Folgeanwendung auf ein unkritisches Maß abgebaut werden. Die Entwicklung der Chloridprofile kann als typisch für die Behandlung von Betonbauteilen angesehen werden, bei denen Chlorid bis weit hinter die erste/obere Bewehrungslage eingedrungen ist: Zunächst wird Chlorid aus den oberflächennahen Zonen entfernt; weiteres Chlorid wird aus tieferliegenden Schichten nachgeliefert. In der Anwendungspause kommt es – unterstützt durch „umgekehrten“ Kapillarsog bei der Austrocknung des stark angefeuchteten Betons (bis ca. 8%) – zu einer weiteren Verschiebung von Chlorid aus tieferen Bereichen an die Oberfläche, wo der Chloridentzug in einer zweiten Anwendung auch das nachgelieferte Chlorid aus dem Beton entfernt (Bild 10). Diese modellhafte Vorstellung wurde in Bild 8. Aufzeichnung der Stromdichten während des Chloridentzugs Fig. 8. Recording of current densities during the ECE application Bild 9. Chloridprofile an fünf Prüfstellen vor, während und nach dem Chloridentzug Fig. 9. Chloride profiles at five surveillance locations before, during and after ECE
U. Schneck · Zerstörungsfreier elektrochemischer Chloridentzug an der Donaubrücke Pfaffenstein: Langzeiterfahrungen über eine bauwerksschonende und verkehrserhaltende Technologie Auswertung fast aller bisherigen Projekte zum Chloridentzug entwickelt, bei denen stets ähnliche Messergebnisse beobachtet wurden [13], [14]. Aus dem Ionenaustauscher der Elektroden wurden insgesamt 28 kg Chlorid gewaschen, was einer Menge von 43 kg NaCl entspricht, die in den Beton eingedrungen war. Bild 11 zeigt Behälter, in die die Elektroden in eine NaOH-Lösung bei pH = 14 zum Regenerieren gelagert wurden. Innerhalb der Teilflächen gab es große Unterschiede bei der Menge des entzogenen Chlorids; abhängig von Belastung und Bauteildicke wurden zwischen 55 und 227 g/m 2 Cl – entfernt. Die eingetragenen Ladungsmengen erreichten auf den Teilflächen zwischen 674 und 2.165 Ah/m 2 und führten, ggf. nach Reduktion der Oxide, zu der unter 1.1 beschriebenen Alkalisierung der Betonumgebung um die Bewehrung. Das verbesserte – neben der Chloridentfernung – den Korrosionsschutz für das behandelte Bauteil zusätzlich. Ergebnisse der Nachuntersuchungen Einen schlüssigen Beleg über die erreichte Beseitigung der Korrosionsaktivität erhält man aus einer wiederholten Potentialmessung, die im Vergleich zum Zustand vor dem Chloridentzug – wie unter 1.4 beschrieben – eine Auflösung der Makroelemente zeigen sollte. In Bild 12 ist für den Hohlkastenabschnitt O6.06 zu sehen, wie die Potentialverteilung im Ausgangszustand, nach der Erstanwendung, nach der Folgeanwendung und als Differenzgrafik Folgeanwendung – Ausgangszustand aussieht (Grafiken von oben nach unten). Dabei wird deutlich, dass erst nach der Folgeanwendung ein ausgeglichenes Potentialbild entstanden ist; Messpunkte mit ehemals sehr negativen Potentialen lagen nun um bis 400 mV positiver. Dabei können auch Restchloridgehalte sicher toleriert werden. Die Teilflächen wurden in der Folgezeit weiter beobachtet; in Abschnitt O6.11 waren auch nach dem zweiten Behandlungsabschnitt des Chloridentzugs teilweise hohe Chloridgehalte festgestellt worden. Eine Probenahme zeigte ca. ein Jahr nach dem Chloridentzug, dass offenbar Bild 10. Veranschaulichung der Dynamik des Chloridentzugs bei hohen Eindringtiefen Fig. 10. Dynamic behaviour of chloride profiles during ECE at high ingress depths Bild 11. Behälter mit alkalischer Lösung zur Regenerierung der Elektroden Fig. 11. Regeneration of the electrodes in alkaline solution noch weitere Mengen Chlorid aus tieferliegenden Bereichen an die Oberfläche gekommen waren, und dass die chloridinduzierte Korrosionsaktivität dort noch nicht beseitigt war. Daher wurde in diesem Teilbereich eine zweite Folgeanwendung durchgeführt, bei der nochmals ca. 2 kg Chlorid aus 35 m 2 Betonfläche entfernt wurden. Damit konnte schließlich ein knapp 40 cm dicker Querschnitt durch Chloridentzug zerstörungsfrei von Korrosionsaktivität befreit werden. Bild 13 zeigt die Entwicklung der am meisten negativen Einzelmesswerte und der durchschnittlichen Ruhepotentiale über mehrere Jahre. Die rote untere Kurve stellt dabei die am meisten negativen Potentiale in O6.11 dar, die nach einer anfänglichen Verschiebung in positive Richtung wieder negativer werden; nach der zweiten Chloridentzug-Folgeanwendung kann auch dort der Anwendungserfolg ausgewiesen werden. EM bedeutet hierbei Erstmonitoring; WM Wiederholungsmonitoring. Sonderdruck aus: Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 3 9
Seite 1: 3 104. Jahrgang März 2009 Heft 3,
Seite 4 und 5: U. Schneck · Zerstörungsfreier el
Seite 12: CITec Concrete Improvement Technolo

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