Vermeidung chloridinduzierter Korrosion in Tunnelinnenschalen aus Stahlbeton

Preventing chloride-induced corrosion in final tunnel linings made of reinforced concrete

  • Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollten auf der Basis bekannter Zusammenhänge sowie ergänzend durchzuführender Untersuchungen vor Ort und im Labor Grundlagen zur Abschätzung der Chlorideindringung in Tunnelinnenschalenbeton geschaffen werden. Hierfür standen Fragebogen zu Chloridbelastungen in Straßentunneln zur Verfügung. Im Ergebnis der 2013 initiierten Länderabfrage gingen Rückmeldungen zu insgesamt 53 Bauwerken ein, was etwa 13 % des gesamten Straßentunnelbestandes entspricht. Als ein wesentliches Ergebnis der Länderabfrage ist festzustellen, dass in allen untersuchten Tunneln auch Chloride nachgewiesen wurden. Zum Studium von Materialeigenschaften, die für das Eindringen und die Ausbreitung von Chloriden maßgebend sind, wurden eigene Laborprüfkörper hergestellt. Außerdem wurden Untersuchungen an drei bayrischen Tunnelbauwerken durchgeführt. Zur Untersuchung wurden grundsätzlich in jedem Tunnel mindestens 2 Blöcke ausgewählt. Als Grundlage für die Modellierung der Chlorid-Eindringvorgänge wurde ein semi-probabilistische Ansatz gewählt. Das Ziel der hier ausgeführten Berechnungen bestand nicht in der Dauerhaftigkeitsbemessung neu zu errichtender Bauteile, sondern in der Prognose der weiteren Entwicklung des Chloridgehaltes in einem bestehenden Bauwerk, für das Chloridprofile aus Bauwerksuntersuchungen vorliegen. Im Ergebnis der semi-probabilistischen Modellierung der Chlorid-Eindringvorgänge konnte eine praktikable Prognose für einen wählbaren Zeitraum erstellt werden und mit den auf Basis der experimentell ermittelten Chloridprofile validiert werden. Mit den Erkenntnissen des Forschungsvorhabens bzw. mit der darin beschriebenen Herangehensweise ist es möglich, Bestands-Tunnelbauwerk hinsichtlich der Gefahr einer chloridinduzierten Korrosion zu charakterisieren und eine Prognose für den tiefen- und zeitabhängigen Chloridgehalt im Beton für die geplante (Rest-) Nutzungsdauer abzuschätzen.
  • In the research project, the basics for an assessment of the chloride penetration in the concrete of the final lining of tunnels were to be defined based on known correlations and additional analyses on site and in the laboratory. For the project, questionnaires on the chloride contamination of road tunnels were available. As a result of the survey in the German federal states which was initiated in 2013, responses were received for 53 structures in total which corresponds to approximately 13% of the entire number of road tunnels. As a main result of the survey in the German federal states, that chlorides were found in all examined tunnels. To study the material properties which are decisive for the penetration and spreading of chlorides, individual laboratory test specimens were produced. In addition, three Bavarian tunnel structures were examined. For the analysis at least 2 blocks were selected in each tunnel. A semi-probabilistic approach was used as a basis for the modelling of chloride penetration processes. The goal of the calculations which were performed in this case was not to measure the durability of parts which are to be newly constructed but to forecast the further development of the chloride content in an existing structure for which chloride profiles from structure analyses are available. As a result of the semi-probabilistic modelling of chloride penetration processes, it was possible to create a practicable forecast for a selectable period which could be validated based on the chloride profiles determined in experiments. Based on the insights gained in the research project and/or the approach which is described here, it is possible to characterise existing tunnel structures regarding the hazard of chloride-induced corrosion and to forecast for the depth- and time-dependent chloride content in the concrete for the planned (residual) operating life.

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Metadaten
Author:Matthias Rudolph, Marko Orgass, Jana Schneider, Heiko Lorenz, Stephan Reichel, Jörg Schmidt
URN:urn:nbn:de:hbz:opus-bast-25750
ISBN:978-3-95606-644-3
ISSN:0943-9293
Series (Serial Number):Berichte der Bundesanstalt für Straßenwesen, Reihe B: Brücken- und Ingenieurbau (173)
Publisher:Fachverlag NW in der Carl Ed. Schünemann KG
Place of publication:Bremen
Document Type:Book
Language:German
Date of Publication (online):2021/11/23
Date of first publication:2021/11/26
Publishing institution:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Corporative Author:Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Release Date:2021/11/26
Tag:Chlorid; Forschung; Stahlbeton; Tunnel
Chloride; Research method; Tunnel; reinforced concrete
Number of pages:153
Comment:
Bericht zum Forschungsprojekt 15.0603:
Vermeidung chloridinduzierter Korrosion
in Tunnelinnenschalen aus Stahlbeton

Fachbetreuung
Mike Rammelt
Tim Hochstein

Fachreferat
Tunnel- und Grundbau, Tunnelbetrieb, Zivile Sicherheit
Institutes:Abteilung Brücken- und Ingenieurbau
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 62 Ingenieurwissenschaften / 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoBASt

$Rev: 13581 $