Schlüsselwörter
(Deutsch)
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Stahlbeton, Dauerhaftigkeit, Bewehrungskorrosion, Zustandsbeurteilung, Expositionsbedingungen
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Schlüsselwörter
(Englisch)
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Reinforced concrete, durability, steel corrosion, condition assessment, exposure conditions
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Die Einflüsse der lokalen Eigenschaften an der Stahl-Beton-Grenzfläche auf die Initiierung der Korrosion sind nach wie vor weitgehend ungeklärt. Der bekannteste Effekt ist die Gegenwart von Luftporen oder anderen «makroskopischen» Hohlstellen an der Stahl-Beton-Grenzfläche. Es bleibt jedoch unklar, ob solche Hohlstellen die Initiierung der Korrosion lokal fördern oder eher verhindern. Insbesondere im nicht wassergesättigten Beton (Tausalzexposition XD3, wie in der Schweiz üblich) liegen in der Literatur keine schlüssigen Ergebnisse vor.
Aktuell bietet sich eine einzigartige Möglichkeit, diese Aspekte genauer zu beleuchten. Kürzliche Forschungsarbeiten haben gezeigt, dass Computertomographie (X-ray microCT) die zerstörungsfreie Untersuchung der Mikrostruktur und der Korrosionsinitiierung im Stahlbeton erlaubt. Im Gegensatz zur herkömmlichen Inspektion (Mikroskopie, visuell), ermöglicht dieser neue Ansatz detaillierte Rückschlüsse auf die Rolle der Betonhohlräume in der Korrosionsinitiierung. Bislang wurde diese Methode jedoch nur auf Laborprüfkörper angewandt, welche für reelle Bedingungen nicht repräsentativ sind und in ihrer Aussagekraft beschränkt sind.
Für Bauwerksbedingungen repräsentative Prüfkörper - entnommen aus div. Bauwerken - liegen aktuell aus dem Forschungsprojekt ASTRA AGB 2015/020 vor. Es bietet sich dadurch die Gelegenheit, diese Prüfkörper mit CT zu untersuchen.
Es wird erwartet, dass die Erkenntnisse aus diesem Projekt zu Empfehlungen an die Ingenieurgemeinschaft (Testmethoden, Planung, Ausführung, Qualitätskontrollen) bzw. neuen Konzepten für die Zustandsbeurteilung und Sicherstellung der Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken führen.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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The influences of local characteristics at the steel-concrete interface on corrosion initiation are still to be clarified. One of the most well-known of these influencing factors is the presence of air or other macroscopic voids at the steel-concrete interface. However, there is disagreement in the literature whether these voids increase or decrease the risk for corrosion. This is particularly the case in water-saturated concrete (road salt exposure XD3 that is common in Switzerland). There is now an opportunity to address this problem with a new approach.
Recent studies have revealed that X-ray CT can provide detailed insight into the microstructure and corrosion initiation in reinforced concrete. In contrast to traditional methods (visual, optical and scanning electron microscopy) X-ray CT allows the detailed study of the role that voids in the concrete play in corrosion initiation. So far, this method has only been applied to laboratory samples, which, however, are not representative for practical conditions and thus only permit drawing limited conclusions. We now have samples that were retrieved from engineering structures and thus are representative for site-conditions (samples taken in the context of project ASTRA AGB 2015/020). This presents a unique opportunity to study these samples with X-ray CT.
It is expected that the results of this investigation will lead to valuable recommendations aimed at the engineering community, including test methods, planning and design, execution, and quality control. Additionally, the results will permit to develop new concepts for the assessment of the condition as well as to ensure the durability of reinforced concrete structures in general.
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Projektziele
(Deutsch)
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Mit diesem Projekt sollen offene Fragen betreffend den Einfluss von Luftporen und anderen Hohlräumen an der Stahl-Beton-Grenzfläche auf die Initiierung der chlorid-induzierten Bewehrungskorrosion im Beton geklärt werden. Dies ist grundlegend für die Beurteilung der Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauwerken.
Der Zeitpunkt für die hier vorgeschlagenen Untersuchungen ist ideal: Einerseits liegen aktuell weltweit einzigartige Prüfkörper vor (entnommen aus Bauwerken und sich in einem frühen Korrosionsstadium befindend), andererseits bieten sich im Kontext laufender Forschungsprojekte Synergieeffekte betreffend Untersuchungsmethodik mittels Computertomographie. Dieses moderne Verfahren ist den herkömmlichen Methoden (visuell, mikroskopisch) in vielerlei Hinsicht weit überlegen.
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Projektziele
(Englisch)
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This project aims at clarifying open questions regarding the influence of air and other voids at the steel-concrete interface on the initiation of chloride-induced corrosion of reinforcing steel in concrete. Understanding this is fundamental to the assessment of the durability of reinforced concrete structures.
The proposed investigations are timely because of two reasons: On the one hand, we have worldwide unique concrete samples that were retrieved from structures and thus exhibit realistic conditions. On the other hand, there are synergies regarding the methodology of X-ray computed tomography (X-ray CT). This modern approach of visualizing the interior of concrete has marked advantages over traditional approaches (visual, optical and scanning electron microscopy) that are decisive to address the mentioned problem.
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Berichtsnummer
(Deutsch)
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706
Ein Schlussbericht für Projekte AGB 2015/020 und AGB 2018/008
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