Bewehrungsstahl ist eines der wichtigsten Materialien in Betonkonstruktionen und verantwortlich für die Zugfestigkeit von Beton. Da er üblicherweise aus Stahl besteht, ist er anfällig für Rost und Korrosion . Rost verändert nicht nur das Aussehen der Konstruktion, sondern kann in starkem Maße auch ihre Festigkeit verringern. Daher ist es wichtig, vor der Verwendung von Bewehrungsstahl in einem Bauprojekt die zulässigen Korrosionsgrenzen zu kennen .
In diesem Artikel werden wir uns ausführlich mit dem Konzept Rost, den Ursachen seines Auftretens , internationalen Normen, Methoden zur Beurteilung von Rost und Methoden zur Entfernung von Rost von Stahlstangen befassen .
Was ist Rost an Stahlstangen?
Korrosion ist eine chemische Reaktion zwischen Stahl und Sauerstoff oder Feuchtigkeit in der Umgebung, die zur Bildung einer Eisenoxidschicht auf der Stahloberfläche führt.
Der Oxidationsprozess läuft typischerweise wie folgt ab:
Fe + H₂O + O₂ → Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ nH₂O
Das Endprodukt dieser Reaktion ist ein rotbraunes Eisenoxid , auch Rost genannt. Diese Eisenoxidschicht hat eine schlechte Haftung und verringert bei ihrer Ausdehnung die wirksame Querschnittsfläche des Stahlstabs und schwächt seine Bindung zum Beton.
Warum ist die Korrosion von Stahlstangen so wichtig?
Wenn Bewehrungsstahl rostet, passieren zwei gefährliche Dinge:
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Verringerung der effektiven Oberfläche der Stahlstange: Durch die Rostbildung geht etwas Metall verloren und der tatsächliche Durchmesser der Stahlstange verringert sich, was einen Verlust der Zugfestigkeit bedeutet.
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Erhöhtes Korrosionsvolumen: Das Korrosionsvolumen übersteigt das ursprüngliche Volumen des Stahlstabs (ca. 6-10-mal), was zu Rissen im Beton um den Stahlstab herum führt .
Daher muss vor der Verwendung in einem Gebäude der Rostgrad sorgfältig geprüft werden.
Die Norm legt Korrosionsgrenzen für Stahl fest.
Die zulässigen Korrosionsgrenzen für Stahl werden durch mehrere internationale Normen festgelegt, beispielsweise ASTM A615, BS 4449 und ISIRI 3132 (Iranian National Standard). Gemäß diesen Normen ist eine dünne Schicht hellbraunen Trockenrosts auf der Oberfläche eines Stahlstabs zulässig , tiefe Korrosion oder Zunderbildung sind jedoch verboten.
Gemäß ASTM A615 :
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Leichter Oberflächenrost ist zulässig und kann mit einer Drahtbürste entfernt werden.
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Wenn Rost zu einer deutlichen Verringerung des Durchmessers der Bewehrungsstäbe oder zu einer Delaminierung der Metalloberfläche führt, sollten die Bewehrungsstäbe nicht verwendet werden .
Gemäß BS 4449 :
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Geringere Rostbildung durch kurzzeitige Feuchtigkeitseinwirkung ist akzeptabel, wenn sie mit einem Handfeger oder Schleifpapier entfernt werden kann .
Gemäß dem iranischen Nationalstandard (ISIRI 3132) :
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Die Oberfläche der Stahlstangen muss von grobem Rost und Ölflecken gereinigt werden.
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Leichter Oberflächenrost beeinträchtigt die Nutzung nicht, tiefer oder abblätternder Rost muss jedoch entfernt werden.
Bestimmung des Korrosionsgrades von Stahl.
Um akzeptable Grenzwerte festzulegen, müssen Grad und Art der Korrosion ermittelt werden. Die Korrosion von Stahlstäben wird typischerweise in vier Phasen unterteilt:
| Oxidgrad | Aussehen | Anwendungsfall |
|---|---|---|
| Ebene 1 (Oberfläche) | Hellbraune Farbe, blättert nicht ab. | Für die Verwendung ist keine spezielle Reinigung erforderlich. |
| Zweite Klasse (Mittelstufe) | Sichtbarer Rost lässt sich mit einer Drahtbürste entfernen. | Nach der Reinigung kann es verwendet werden. |
| Level 3 (schwer) | Dicke Rostflecken und unebene Oberfläche | Benötigen Sie Schleifpapier oder einen Sandstrahler? |
| Level 4 (tief) | Tiefer Rost, lokale Korrosion oder reduzierter Durchmesser | Nicht zum Betonieren geeignet. |
So überprüfen Sie die zulässige Korrosionsgrenze
Um sicherzustellen, dass Verstärkung vorhanden ist, können Sie einige einfache Schritte unternehmen:
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Sichtprüfung:
Untersuchen Sie Farbe, Korrosionstiefe und Oberflächenabplatzungen mit bloßem Auge oder mithilfe einer Lupe. -
Messen des Durchmessers von Stahlstangen: Mit einem Messschieber oder Mikrometer kann die Durchmesserabweichung von Stangen überprüft werden . Wenn die Abweichung 2 % überschreitet , sollte die Stange abgelehnt werden.
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Betonhaftungstest:
Bei einigen Projekten muss die Haftung von rostigem Bewehrungsstahl auf Beton getestet werden. -
Elektrochemischer Korrosionstest:
Bei großen Projekten wird zur Bestimmung der Korrosionsrate ein Korrosionspotenzialtest oder ein Polarisationswiderstandstest verwendet.
Faktoren, die das Rosten von Stahlstangen beeinflussen
Das Rosten von Stahlstangen wird durch eine Reihe von Umwelt- und Betriebsfaktoren beeinflusst:
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Feuchtigkeits- und Wassereinwirkung:
Einwirkung von Feuchtigkeit oder Regen über einen längeren Zeitraum. -
Salz und Chloride:
Lagerung von Bewehrungsstahl in Meeresnähe oder in Kontakt mit Frostschutzsalz. -
Vor Gebrauch in Kontakt mit feuchter Erde oder Beton kommen.
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Die Lagerräume sind nicht ausreichend beleuchtet .
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Die Zeit vom Kauf bis zur Nutzung des Projekts ist sehr lang.
Methoden zum Entfernen von Rost von Stahlstangen.
Wenn der Rostgrad nicht im akzeptablen Rahmen liegt, die Stahlstange aber noch saniert werden kann , können zur Rostentfernung folgende Methoden eingesetzt werden:
1. Manuelle oder mechanische Metallbürste
Die einfachste Methode, Oberflächenrost zu entfernen . Geeignet für leichten bis mittleren Rost.
2. Kugelstrahlen oder Sandstrahlen
Um hartnäckigen oder abblätternden Rost zu entfernen, verwenden Sie Hochdruck-Sandstrahlen. Diese Methode bereitet die Oberfläche der Stahlbewehrung für eine bessere Haftung am Beton vor.
3. Verwenden Sie Rostentferner (Ätzen).
Verwenden Sie eine schwache Phosphor- oder Salzsäurelösung und überwachen Sie die Kontaktzeit sorgfältig.
Diese Methode sollte mit Vorsicht angewendet werden, da verbleibende Säure die Korrosion der Stahlstangen verstärkt .
4. Epoxid- oder Korrosionsschutzfarbe erneut auftragen.
Schützt Stahlbewehrungen, die in aggressiven Umgebungen verwendet werden.
So pflegen Sie Stahlstangen, um Rost zu vermeiden
Um Oxidation zu vermeiden, ist es wichtig, die Lagerregeln einzuhalten:
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Trocken und geschlossen lagern.
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Verwenden Sie Holzplattformen oder Holzbalken, um direkten Kontakt mit dem Boden zu vermeiden.
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Bedecken Sie die Bewehrungsstäbe mit Nylon oder Stoff .
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Lassen Sie neue Stahlstangen nicht mit rostigen Stahlstangen in Berührung kommen.
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Sofort nach dem Schneiden oder Biegen verwenden , da frisch geschnittene Oberflächen schnell zum Rosten neigen.
Der Einfluss der Korrosion von Stahlstäben auf die Haltbarkeit der Struktur
Selbst geringfügiger Rost kann, wenn er nicht behandelt wird, die Lebensdauer eines Gebäudes verkürzen . Mit fortschreitender Rostbildung bilden sich Risse in der Betonoberfläche, durch die Wasser und Chloridionen eindringen und den Korrosionsprozess beschleunigen.
Daher ist eine gründliche Überprüfung des zulässigen Rostgehalts vor dem Betonieren einer der wichtigsten Schritte der Qualitätskontrolle auf der Baustelle.
Endlich
Die zulässige Korrosionsgrenze der Stahlbewehrung ist ein grundlegendes Element der Qualitätskontrolle von Betonkonstruktionen. Sie lässt sich wie folgt zusammenfassen:
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Das Vorhandensein einer dünnen, trockenen Rostschicht auf der Oberfläche ist zulässig .
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Abblätternder, tiefer oder im Durchmesser abnehmender Rost ist nicht akzeptabel .
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Wenn der Durchmesser um mehr als 2 % abgenommen hat oder sich der Rost nicht mit einer Drahtbürste entfernen lässt, muss der Bewehrungsstahl ausgetauscht werden.
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Vor Gebrauch mit einer Bürste oder einem Sandstrahler reinigen.
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Die beste Vorbeugung gegen Rost ist die richtige Pflege und der Schutz vor Feuchtigkeit.
Letztlich gewährleistet die Verwendung sauberer und unbeschädigter Bewehrung nicht nur die Festigkeit der Konstruktion, sondern erhöht auch die Lebensdauer des Gebäudes deutlich.