Schlüsselwörter
(Deutsch)
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Korrosion, Karbonatisierung, Chlorid, Neutron Radiographie, chemische Bildgebung, Elektrochemie, Lebensdauerbemessung
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Schlüsselwörter
(Englisch)
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Corrosion, carbonation, chloride, neutron radiation, chemical imaging, electrochemistry, service life design
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Regelmässig findet man an XC4/XD1-exponierten Brückenuntersichten / Unterkonstruktionen, Zwischendecken von Tunnels und Galerien, bei geringem Chloridgehalt und geringen Karbonatisierungstiefen, Korrosion an der Bewehrung mit für die XC4-Exposition unüblich hohen Korrosionsabträgen. Da bei Älteren CEM I Bauwerken meist chloridinduzierte Korrosion dominierte, wurde dieses Problem vernachlässigt.
Um den CO2 Ausstoss zu reduzieren vereinfacht die SN EN 206 seit 2013 über expositionsklassenabhängigen Dauerhaftigkeitsanforderungen die Anwendung neuer nachhaltigerer, ressourcenschonender und regional verfügbarer (Komposit-) Zemente. In der kommenden EN 1992-1-1 und EN206 wird dieser Ansatz mit Einführung von Materialwiderstandklassen (Exposure Resistance Classes) auch von europäischer Seite aus gefördert.
Dadurch ergeben sich für die XC4/XD1 Exposition bereits heute, aber auch zukünftig, Situationen, in denen Chlorideintrag und Karbonatisierungsfortschritt mit ähnlicher Geschwindigkeit verlaufen können oder sogar die Karbonatisierung der massgebende Schädigungsmechanismus wird.
Durch die Karbonatisierung des Betons verringert sich die Chloridbindekapazität bzw. gebundene Chloride werden gelöst. Beides verändert die Porosität des Betons und hat Einfluss auf Passivierungsverhalten, Transport- und Korrosionskinetik (bindemittelspezifisch).
Im Forschungsvorhaben wird der Einfluss der kombinierten Einwirkung für heute bzw. zukünftig eingesetzte nachhaltige Bindemittel mithilfe neuester wissenschaftlicher Analysemethoden auf das Passivierungs- und Korrosionsverhalten hin untersucht. Mithilfe der Lebensdauerbemessung werden aus den Resultaten die Leistungskriterien und Grenzwerte an die Dauerhaftigkeitsanforderungen, Betonausgangsstoffe und Überdeckung überprüft und beurteilt.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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Periodically, heavy corrosion is detected at XC4/XD1 exposed structural elements (e.g. bridges, suspended ceilings in tunnels) where the chloride content is low, and the carbonation depth is small. This issue has been neglected, because in the past structures where usually made of CEM I concretes, where chloride induced corrosion was the determining deterioration process.
To reduce CO2-emmission, since 2013, SN EN 206 simplifies the introduction of more sustainable SCM-blended cementitious materials by implementing exposure dependent performance-based durability requirements. In the next generation of EN 1992-1-1/EN 206 this approach is likewise supported, by the introduction of performance-based durability requirements with the so-called exposure resistance classes.
On the other hand, in the combined exposure (XC4/XD1) performance-based specifications have already but will in the future cause situations, where the penetration of chlorides and the carbonation proceed simultaneously. Even carbonation may become the dominating deterioration process.
Once cementitious material carbonates, chloride binding-capacity reduces, and bound chlorides are released. This changes the pore structure and affects passivation performance as well as transport- and corrosion kinetic.
In the research project the influence of the combined environmental action on the passivation performance, transport- and corrosion kinetic in new blended cementitious materials is investigated with the latest research methods. By applying service life design, the results of the investigations are used to assess the current limiting values for durability requirements (material resistance), raw materials and concrete cover.
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Projektziele
(Deutsch)
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Ziel des Forschungsvorhabens ist es (a) das depassivierungsverhalten und (b) die Korrosionskinetik mit elektrochemischen, chemischen und bildgebenden Analysemethoden zu überwachen um den
(1) Einfluss der kombinierten Einwirkung auf das Passivierungsverhalten
(2) Einfluss der kombinierten Einwirkung auf die Korrosionskinetik
(3) Einfluss der kombinierten Einwirkung auf die massegebenden Modellparameter
(4) Einflusses kombinierter Einwirkung auf die Lebensdauer (Leistungskriterien, Anforderungen an Betonrohstoffe, Überdeckung) herausarbeiten zu können.
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Projektziele
(Englisch)
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The aim of the project is to investigate the (a) depassivation and (b) corrosion kinetic under combined carbonation and corrosion attack. Therfore electrochemical, chemical and neutron analyses are combined. The goal is to assess:
(1) Effect of combined attack on the passivation behaviour
(2) Effect of combined attack on the corrosion kinetic
(3) Effect of combined attack on the dominating model parameter
(4) Effect of combined attack on the service life (performance criteria, limits of concrete raw material, cover)
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