Beurteilung der Wasserstoffaufnahme von Spannstaehlen unter praxisnahen Bedingungen

Seit der Einfuehrung der Spannbetonbauweise sind wiederholt Schaeden infolge von wasserstoffinduzierter Spannungsrisskorrosion aufgetreten. Neben Konstruktionsfehlern, Maengeln in der Ausfuehrung und einer herstellungsbedingten Empfindlichkeit des Spannstahles, waren korrosionsausloesende Bedingungen an der Spannstahloberflaeche zum Beispiel infolge einer Karbonatisierung oder aufgrund von aggressiven Stoffen im Porenwasser wie zum Beispiel Chloride verantwortlich fuer die aufgetretenen Schaeden. Andererseits wurden aber auch vereinzelt Spannstahlbrueche bei Spannbetonbauteilen festgestellt, bei denen keine der beschriebenen Schadensursachen zugrundegelegt werden konnte. Fuer diese Faelle existieren zur Zeit nur Hypothesen zum Schadensmechanismus beziehungsweise zu den ausloesenden Bedingungen. Die wesentliche Fragestellung, die durch das Forschungsprogramm geklaert werden soll, lautet: Unter welchen baupraktischen Bedingungen ist im Nutzungszeitraum ueberhaupt die Gefahr einer wasserstoffinduzierten Spannungsrisskorrosion im Spannbetonbau gegeben? In der Forschungsarbeit sollen Wasserstoffpermeationsmessungen mit Zementleimsuspensionen an unbelasteten und gespannten Stahlblechproben durchgefuehrt werden. Die Porenloesung wird hinsichtlich ihres pH-Wertes, ihres Sauerstoff- und Chloridgehaltes variiert, um die Elektrolytbedingungen zu simulieren, die in einem Spannbetonbauteil vorherrschen koennen. Da sich die Stahlbleche aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung (zum Beispiel deutlich geringerer Kohlenstoffgehalt) und des Herstellprozesses von den handelsueblichen Spannstaehlen unterscheiden, wird die Uebertragbarkeit der Ergebnisse folgendermassen sichergestellt: Das eventuelle unterschiedliche Wasserstoffadsorptionsverhalten der Stahloberflaeche aufgrund des unterschiedlichen Kohlenstoffgehaltes wird ueber potentiostatische Stromspannungskurven geklaert. Die unterschiedlichen Wasserstoffgleichgewichtskonzentrationen und -diffusionskoeffizienten werden durch eine Literaturauswertung bewertet. Die Auswertung der bisher durchgefuehrten Zeitstandversuche in der Pruefloesung A des Deutschen Instituts fuer Bautechnik (DIBt) fuer Zulassungs- und Ueberwachungspruefungen an Spannstaehlen liefert Zeitraeume ueber die die unterschiedlichen Spannstahlsorten Wasserstoff bis zum Bruch unter definierten Bedingungen aufgenommen haben. Durch den Vergleich der Ergebnisse der Wasserstoffpermeationsmessungen an den praxisnahen Porenloesungen und denen an der Pruefloesung A kann dann auf Versagenszeitraeume geschlossen werden. (A*)