Vorraussetzungen
• Elektrische Leitfähigkeit im Metall (immer vorhanden)
• Anodische Eisenauflösung muss möglich sein
• Elektrolytische Leitfähigkeit um das Metall (Wasser)
• Potentialdifferenzen • Sauerstoff im Elektrolyten
Anode
Bereich einer Metalloberfläche, in dem positiv geladene Ionen des Metalls in Lösung gehen und in Korrosionsprodukte umgewandelt werden
Depassivierung
Zerstörung der Passivschicht (s. u.) auf einer Metalloberfläche, durch die die Korrosion des Metalls möglich wird
Elektrode
Elektronenleitender Werkstoff (z. B. Stahl) in einem ionenleitenden Medium (z. B. Porenlösung des Betons)
Elektrolyt
Stoff, dessen elektrische Leitfähigkeit darauf beruht, dass er bewegliche, elektrisch geladene Teilchen (Ionen) enthält, d. h. praktisch jede wässrige Lösung
Elektrolytwiderstand
Ohmscher Widerstand des Elektrolyten (s. o.)
Elementspannung
Spannung, die zwischen Anode und Kathode messbar ist, wenn diese nicht elektrisch miteinander verbunden sind (Ruhepotentialdifferenz)
Elementstrom
Elektrischer Strom, der zwischen Anode und Kathode eines Korrosionselementes fließt und sich direkt proportional zur Abtragungsgeschwindigkeit des Metalls verhält
Kathode
Bereich einer Metalloberfläche, in dem Elektronen vom Metall in den Elektrolyten übergehen. Bei der Korrosion von Stahl in Beton werden Elektronen i. d. R. von Sauerstoff und Wasser aufgenommen
Korrosionselement
Galvanisches Element, das sich bei der Korrosion eines Metalls aufbaut, d. h. ein geschlossener Stromkreis, bestehend aus Anode und Kathode, die metallen und elektrolytisch miteinander verbunden sind (kurzgeschlossene Batterie)
Lochfraß
korrosionsform, bei der kraterförmige, die Oberfläche unterhöhlende oder nadelstichartige Vertiefungen auftreten, während außerhalb der Lochfraßstellen praktisch kein Flächenabtrag vorliegt
Passivschicht
Schutzschicht, die sich bei bestimmten Umgebungsbedingungen auf einer Metalloberfläche ausbildet und dazu führt, dass sich das Metall passiv, d. h. wie ein Edelmetall verhält
pH Wert
Maßzahl für die Wasserstoffionenkonzentration und damit für die Stärke einer sauren (pH < 7) oder alkalischen (pH > 7) Reaktion einer Lösung
Polarisation
Änderung des Potentials (s. u.) einer Elektrode durch Wirkung eines äußeren Stromes
Polarisationswiderstand
Quotient aus der Potentialänderung (s. u.) einer Elektrode, die durch einen äußeren Strom verursacht wird, und dem äußeren Strom; Ergebnis der Hemmung der an den Elektroden ablaufenden Vorgänge
Potential
Maß für die Ionisierbarkeit eines Metalls in einem bestimmten Elektrolyten, das von der Metallart, den Eigenschaften des Elektrolyten und der Temperatur abhängt
Ruhepotential
Potential (s. o.) einer Elektrode bei äußerer Stromlosigkeit
Korrosion
O
Anopfe
Anoden kAthodenfläche
▪ Kathodenfläche: Oberfläche der Kathode, die elektrisch und elektrolytisch mit der Anode verbunden ist (z. B. passive Stahloberfläche)
▪ Anodenfläche: Oberfläche der Anode (z. B. depassivierte Stahloberfläche), die mit dem Elektrolyten in Kontakt steht
▪ K : Systemabhängige Konstante (abhängig von Treibspannung, Temperatur etc.)
Kontaktkorrosion
Kontaktkorrosion: Der direkte Kontakt zwischen zwei unterschiedlichen Metallen (Potentialunterschied) und das Vorhandensein eines Elektrolyten führen zu Korrosion im Kontaktbereich.
Makrokorrosionselementbildung
Makrokorrosionselementbildung: Anodische (Eisenauflösung) und kathodische Teilreaktion (keine Stahlschädigung) laufen örtlich voneinander getrennt ab.
Maßnahmen zur Gewährleistung einer ausreichenden Dauerhaftigkeit
• Karbonatisierung: Transport von CO2
• Eindringen von Cl- : Transport von Clund Wasser
• Korrosion: Transport von Sauerstoff. Daraus ergibt sich, dass das maßgebende werkstoffspezifische Qualitätskriterium im Zusammenhang mit dem Korrosionsschutz der Bewehrung
die "Qualität" der Betondeckungsschicht ist, wobei unter Qualität die Permeabilität oder Durchlässigkeit bzw. Undurchlässigkeit und die Dicke der Betondeckung zu verstehen ist.
Die Permeabilität ist auch für andere Zerstörungsmechanismen (chemischer Angriff, Frost, Abrieb) der maßgebende Qualitätsparameter des Betons
Korrosionsschutzgerecht konstruieren
• Kontaktkorrosion vermeiden
• günstige elektrolytische Bedingungen vermeiden
- Wasser fernhalten oder unschädlich abführen
- schlecht belüftete Spalte vermeiden
- Kondenswasserbildung durch Lüftung und richtige bauphysikalische Ausbildung der Konstruktion vermeiden
Spannungsrisskorrosion
Mit Spannungsrisskorrosion wird eine interkristalline oder transkristalline Korrosion bezeichnet, die bei Zusammentreffen hoher Zugspannungen, empfindlicher Stähle und spezifischer Korrosionsmedien vorkommt.
Diese Korrosionsform kann bei Spannstählen im Spannbetonbau vorkommen
Spaltkorrosion
In Spalten (oder auch unter Ablagerungen oder unterrosteten Anstrichen) hält sich die Feuchtigkeit besonders gut, wodurch die Sauerstoffzufuhr stark behindert wird.
Unter diesen Bedingungen (schlechte Belüftung) sinkt das Potential u. U. um größenordnungsmäßig 100 bis 300 mV gegenüber den gut belüfteten Nachbarbereichen, so dass elektrochemisch bezüglich der Potentialunterschiede vergleichbare Verhältnisse entstehen wie Metallkorrosion bei der Kontaktkorrosion (s. o.). In schlecht belüfteten Spalten bilden sich deshalb bevorzugt anodische Bereiche mit hohen Abtragsraten aus.
Gleichmäßige Korrosion
Ebenmäßige elektrochemische Korrosion tritt auf, wenn die Anodenfläche im Verhältnis zur Kathodenfläche sehr groß ist oder wenn zeitlich und örtlich wechselnde kleine Lokalelektroden (Lokalelemente) vorliegen.
Für ebenmäßige Korrosion können Abrostungsgeschwindigkeiten (meist als Dickenverlust je Jahr) angegeben werden
seltene korrosionsarten
interkristalline Korrosion Ohne Bildung nennenswerter Mengen an Korrosionsprodukten werden die Kontaktzonen der mikroskopisch kleinen Kristalline grabenförmig bis zum Herauslösen einzelner Körner angegriffen, man spricht daher auch von "Kornzerfall". Ursachen sind Entmischungserscheinungen an den Korngrenzen, die im Stahlherstellprozess und beim Schweißen entstehen können.
Transkristalline Korrosion Bei hochfesten Stählen (Spannstählen, Seilen) können spaltenförmige Korrosionsnarben auftreten, die als glatte Trennbrüche die Kristallitkörner durchschneiden. Bei üblichen Bauund Betonstählen tritt diese Korrosionsform nicht auf
Durch welche 2 einleitenden Szenarien die eine elektrochem bedingte Schädigung der Bewährung überhaupt es möglich ermöglichen kommt es üblicherweise zur Korrosion einer umgerissenen Beton?
Ungeschützte Bewehrung an der Betonoberfläche:
Feuchtigkeit und Chlorideintritt durch Risse im Beton:
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