Dem Rost auf der Spur

System zur Rostfrüherkennung an Brückenbauten entwickelt

Rostschäden an Betonbrücken können fatale Folgen haben: Im schlimmsten Fall besteht Einsturzgefahr. Wissenschaftler haben jetzt ein System zur Rostfrüherkennung entwickelt. Ein im Beton eingelassener Sensortransponder misst, wie weit die Korrosion fortgeschritten ist.

Betonbrücken müssen so einiges aushalten: Frost, starke Verkehrsbelastung und Abgase setzen den Bauwerken zu. Hinzu kommen Streusalze, die Winterdienste zum Bekämpfen von Glatteis einsetzen. Natriumchlorid, das gängigste Tausalz, wird bundesweit in großen Mengen auf die Straßen geschüttet. Bei Tauwetter zerfallen die Salze zu Ionen. Sie dringen in den Beton ein und zerstören dessen fünf Zentimeter dicke alkalische Schutzschicht. Erreichen die gelösten Salze die Stahlmatten, beginnen diese zu rosten, die Bausubstanz wird geschädigt. In der Folge kommt es zu Rissen, Betonstücke können abbrechen. Im schlimmsten Fall droht Einsturzgefahr.

Bislang gibt es keine effektiven Tests, um zu ermitteln, wie tief die Ionen in den Beton eingedrungen sind und welcher Schaden bereits entstanden ist. Derzeit klopfen Bauarbeiter den Stahlbeton manuell mit dem Hammer auf Hohlstellen ab, welche ein Indiz für Korrosionsschäden sind - eine zeitaufwändige Methode. Wie sich Rostfrüherkennung effektiver und kostengünstiger realisieren lässt, erforschen die Experten des Fraunhofer-Instituts für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg. Mit einem neuen Sensortransponder können sie die Ioneneindringtiefe in den Beton permanent messen und überwachen.

Der Sensor wurde von der Materialprüfanstalt für das Bauwesen Braunschweig (MPA Braunschweig) entwickelt. Die Forscher vom IMS haben ihn in ein passives, kabelloses Transpondersystem integriert. Der Sensor selbst ist mit sehr dünnen Eisendrähten durchzogen, die in regelmäßigen Abständen zueinander angebracht sind. "Gelangen die gelösten Salze an die Eisendrähte, beginnen diese zu rosten, es kommt zum Drahtbruch. Anhand der Anzahl der defekten Eisendrähte lässt sich feststellen, wie weit die Korrosion fortgeschritten ist, wie viele Zentimeter der Betonschutzschicht schon angegriffen sind. Auf diese Weise kann man berechnen, wann die nächste Instandsetzung erfolgen muss", erläutert Frederic Meyer, Wissenschaftler am IMS. Die Messdaten überträgt der Transponder per Funk an ein Lesegerät, das die Bauarbeiter mit sich tragen. "Unser Transponder bezieht die für die Messung erforderliche Energie nicht über eine Batterie, sondern über ein magnetisches Feld, das durch das Lesegerät erzeugt wird. Er muss daher nicht ausgetauscht werden und kann dauerhaft im Bauwerk verbleiben", sagt Meyer. "Auch nachträglich lässt er sich in den Beton einsetzen."

Derzeit laufen erste Feldversuche: Der Sensor wird in eine Versuchsbrücke der MPA Braunschweig eingelassen und getestet. Einen Prototyp zeigen die Forscher vom 4. bis zum 6. Mai 2010 auf der Messe Euro-ID in Köln.

Internet: www.fraunhofer.de

Thematisch passende Artikel:

Risse im Beton und Rost am stählernen Korsett

Sanierung der Spannbetonrahmenkonstruktion der Schlosswallhalle Osnabrück abgeschlossen

1859 stand der französische Gärtner Joseph Monier vor einem Dutzend zerbrochener Pflanzenkübel aus Beton. Um den Werkstoff haltbarer zu machen, versenkte er dünne Eisendrähte in den weichen...

mehr

Frost und Salz gegen Beton

39. Aachener Baustofftag am 25. März 2010, Aachen

Das Institut für Bauforschung der RWTH Aachen veranstaltet am 25. März 2010 gemeinsam mit der BetonMarketing West GmbH den 39. Aachener Baustofftag. Schwerpunkt der zweimal im Jahr stattfindenden...

mehr
Ausgabe 02/2015

Instandsetzung von Stahlbeton Grundzüge der Vorgehensweise

Die Instandsetzung geschädigter Stahlbe­tonbauteile erfordert eine systematische Vor­­ge­hensweise. Zunächst wird der Ist-Zustand erfasst und dokumentiert. Auf dieser Grundlage kann eine...

mehr
Ausgabe 7/8/2019

Audimax der TU Braunschweig wegen Sanierung geschlossen

„Ferdinand Kramer“, „Friedrich Wilhelm Kraemer“? Klingt verwandt, ihre Architektur in Frankfurt a.?M. oder in Braunschweig der Nachkriegsjahrzehnte ist es auch. Hochpunkte einer rationalen wie...

mehr
Ausgabe 06/2023

Beton – Quo vadis?

Beton ist im Zuge der Nachhaltigkeitsdiskussion als Klimasünder schwer in die Kritik geraten. Statistiken sagen, dass 8?% der weltweiten CO?-Ausstöße auf die Verwendung von Beton als Baustoff...

mehr