Beton – Korrosion: Bei Stahlbeton unvermeidlich?

Korrosion oder Rost

Fällt der Begriff Korrosion, wird so mancher an die unschönen braunen Rostflecken auf älteren Autos denken. Allgemein versteht man unter dem Begriff Korrosion die Veränderung oder Zerstörung eines Materials durch Einflüsse aus der Umgebung.

Als Rost wird dabei die Korrosion von Stahl bzw. Eisen durch Sauerstoff (Luft) und Wasser bezeichnet. Die Fachbegriffe dafür sind Oxidation oder Sauerstoffkorrosion. Es gibt aber noch weitere Formen der Korrosion, die dem Stahl zusetzen. Von großer Bedeutung ist im Bauwesen die zerstörende Wirkung durch Chloride. Häufig wird dafür auch der Begriff chloridinduzierte Korrosion verwendet. Chloride, die meist in Form von Streusalz in Bauwerke gelangen, bewirken zusammen mit Wasser einen elektrochemischen Vorgang, in dem der Stahl aufgelöst wird (Lochfraß).

Auch den Begriff Betonkorrosion gibt es. Man verwendet diesen Begriff im Zusammenhang mit der zerstörenden Einwirkung von Säuren oder Laugen (z. B. in der Chemie- oder Abwassertechnik), von Frost oder auch von Verschleißbeanspruchung.

 

 

Welche Korrosion ist gefährlich?

Grundsätzlich sollte jede Form von Korrosion an tragenden Bauteilen beachtet werden.

Es gibt Bauteile, bei denen man schon in der Planung und Ausführung die Veränderungen während der Nutzung einbezieht. So wird beispielsweise bei direkt befahrenen Decken in Industriegebäuden ein Abrieb und Verschleiß der obersten Schicht bei der Auslegung berücksichtigt. Treten die vorhergesehenen Veränderungen ein, bedeutet dies noch keine Verminderung der planmäßigen Tragfähigkeit. Das Ausmaß des Abriebs ist jedoch regelmäßig zu kontrollieren und mit den eingeplanten Werten zu vergleichen.

Die im Stahlbeton eingelegten Stäbe oder Gittermatten aus Bewehrungsstahl sind bei ordnungsgemäßer Ausführung durch den umhüllenden Beton gut geschützt. Durch Alterung, Risse und weiteren Veränderungen kann es jedoch dazu kommen, dass Wasser und Sauerstoff bis an die innenliegenden Bewehrungstähle gelangt und diese zu rosten beginnen. Durch die chemischen Umwandlungsvorgänge entsteht Eisenoxid mit erheblich größerem Volumen. So schlecht der Korrosionsvorgang für das Bauteil selbst ist, bewirkt gerade diese Volumenvergrößerung in den meisten Fällen ein Abplatzen des Betons und damit das Sichtbarwerden des Schadens. Wird zu diesem Zeitpunkt gehandelt, kann häufig ein größerer Schadensumfang vermieden werden.

Wesentlich ungünstiger gestalten sich Schädigungen am eingelegten Betonstahl, die durch Chloride verursacht werden. Werden Bauwerke mit PKW oder LKW befahren, lässt sich meist nicht vermeiden, dass diese Fahrzeuge in den Wintermonaten Wasser oder Schnee mit gelöstem Streusalz mitbringen. Dies gilt besonders für Garagenbauwerke, Hofkellerdecken, Rampen, landwirtschaftliche Gebäude und ähnliche Bauwerke. Gelangt das chloridhaltige Wasser z. B. im Bereich von Rissen bis zu den Bewehrungsstäben, beginnt die Korrosion. Anders als beim „normalen“ Rost, wird das Eisen im Stahl ohne Volumenvergrößerung aufgelöst. Dies kann bis zum vollständigen Verlust führen, ohne dass dies von außen sichtbar ist. Die Gefährlichkeit einer solchen Schädigung liegt auf der Hand. Aufgrund der zerstörten Bewehrung verliert das Bauteil seine Tragfähigkeit, ohne dass es dafür von außen sichtbare Anzeichen gibt.

 

Ist Korrosion unvermeidbar?

Seit gut einhundert Jahren wird Stahlbeton im Bauwesen hierzulande verwendet. Aufgrund der seither gesammelten Erfahrungen ist es möglich, Betonbauwerke so langlebig herzustellen, dass sie auch gehobene Ansprüche an die Lebensdauer erfüllen. Neben der auf den Nutzungszweck abgestimmten Betonqualität, einer entsprechend tiefen Einbettung des Stahls im Beton (Betondeckung) und einer optimalen Anordnung der Bewehrung, sind dafür z. B. bei Garagenbauwerken auch zusätzliche Abdichtungen erforderlich.

Da die verschiedenen Maßnahmen auch in der Fachwelt durchaus konträr bewertet werden, ist es dringend zu empfehlen, bei der Planung und Ausführung auf das Wissen von erfahrenen Tragwerksplanern oder Sachverständigen zurückzugreifen. Gerade bei den im Wohnungsbau häufig anzutreffenden Tiefgaragen gibt es eine ganze Reihe von Veröffentlichungen, wie beispielsweise das „Merkblatt Tiefgaragen“ des Deutschen Beton- und Bautechnikvereines e.V., eine Stellungnahme des Deutschen Ausschusses für Stahlbetonbau zur „Dauerhaftigkeit von Parkdecks“, die Empfehlungen „Tiefgaragen und Parkgaragen“ der Münchner Runde und einige mehr.

 

Wie kann Korrosion gestoppt/beseitigt werden?

Allgemein wird dieses Thema mit Betonsanierung bezeichnet. Es bezieht sich dabei nicht vorrangig auf den Beton, sondern auf das Zusammenwirken von Beton und eingelegtem Stahl. Zwar lässt sich vereinfacht sagen, dass mit dem Wegfall der Korrosionsgründe auch der Schädigung Einhalt geboten werden kann, in der Praxis ist dies aber häufig nicht einfach.

Gerade bei Schäden, die durch Tausalz verursacht wurden, ist üblicherweise die Schädigung sehr weit fortgeschritten, wenn das Problem erkannt wird. Die Anreicherung von Chloriden im Beton hat dann ein Maß erreicht, wo schon geringe Mengen an Feuchtigkeit neue Korrosionsvorgänge auslösen.

Die notwendigen Schritte zur Sanierung können nur getroffen werden, wenn eine genaue Feststellung des Schädigungsumfangs erfolgt ist. Erst mit diesen Daten sollten weitere Maßnahmen geplant werden. Dabei gibt es eine große Bandbreite an Möglichkeiten, die ganz individuell auf das jeweilige Bauwerk abgestimmt werden müssen. So kann es möglicherweise sinnvoll sein, durch Teilabtrag von Beton und Bewehrung die Bauteile freizulegen, zu sanieren und wiederherzustellen. Bei sehr hochbelasteten Bauteilen kommt immer mehr der kathodische Korrosionsschutzes (KKS) zum Einsatz. Hierbei macht man sich die elektrischen Potentialunterschiede zunutze und verbindet die Bewehrung des Betons mit einer Stromquelle. Die Eingriffe in das Bauwerk können minimiert werden, allerdings erfordert diese Maßnahme einen langfristigen Einsatz von Strom- und Reglungstechnik und muss kontinuierlich überwacht werden.

 

Empfehlungen für Eigentümer

Eine regelmäßige Kontrolle des Bauwerks ist eine der kostengünstigsten und effektivsten Maßnahmen für den langfristig schadensfreien Betrieb von Bauwerken. Soweit ein Eigentümer nicht selbst über die erforderliche Sachkunde verfügt, ist eine regelmäßige Kontrolle durch einen Fachmann zu empfehlen.

Werden solche Kontrollen nach dem Schema der RÜV (siehe gesonderten Beitrag) durchgeführt, wird einerseits die Verkehrssicherheit des Bauwerks dokumentiert und andererseits werden Schäden frühzeitig erkannt. Regelmäßige Kontrollen und Wartungsarbeiten sind auch der Grund dafür, dass es noch mehre Gebäude aus der Gründerzeit des Stahlbetons in Deutschland um 1900 gibt, die auch weiterhin bestimmungsgemäß in Betrieb sind.