Dem Rost an Stahlbetonbauwerken - wie z.B. Betonbrücken - auf der Spur

(10.5.2010) Rostschäden an Betonbrücken können diese im schlimmsten Fall einstür­zen lassen, wenn sie nicht frühzeitig entdeckt werden. Bei einem neuen System zur Rostfrüherkennung misst ein im Beton eingelassener Sensortransponder, wie weit die Korrosion fortgeschritten ist.

Betonbrücken werden durch Frost, starke Verkehrsbelastung und Abgase stark belastet Hinzu kommen Streusalze, zumeist in Form von Natriumchlorid, die bei Tauwetter zu Ionen zerfallen. Wenn diese in den Beton eindringen und dessen fünf Zentimeter dicke alkalische Schutzschicht zerstören, bringen sie die eingelagerten Stahlmatten zum Rosten und schädigen so die Bausubstanz.

Um zu ermitteln, wie tief die Ionen in den Beton eingedrungen sind und welcher Schaden bereits entstanden ist, klopfen bislang Bauarbeiter den Stahlbeton manuell mit dem Hammer auf Hohlstellen als Indiz für Korrosionsschäden ab. Auf der Suche nach einer effektiveren und kostengünstigeren Methode zur Rostfrüherkennung wurden Experten des Fraunhofer-Instituts für Mikroelektronische Schaltungen und Systeme IMS in Duisburg bei einem neuen Sensortransponder fündig, mit dem die Ioneneindringtiefe in den Beton permanent gemessen und überwacht werden kann.

Der Sensor wurde von der Materialprüfanstalt für das Bauwesen Braunschweig (MPA Braunschweig) entwickelt und von den Forschern vom IMS 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", erläutert Frederic Meyer, Wissenschaftler am IMS. Mit diesen Informationen kann dann errechnet werden, wann die nächsten Sanierungarbeiten anstehen.

Die Messdaten überträgt der Transponder per Funk an ein Lesegerät, das die Bauar­beiter mit sich tragen. Die für die Messung erforderliche Energie bezieht der Trans­ponder über ein magnetisches Feld, das durch das Lesegerät erzeugt wird. Da er somit nicht auf eine immer wieder auszutauschende Sromquelle angewiesen ist, kann er dauerhaft im Bauwerk verbleiben

In ersten Feldversuchen wird der Sensor in eine Versuchsbrücke der MPA Braunschweig eingelassen und getestet. Einen Prototyp zeigten die Forscher vom 4. bis zum 6. Mai auf der Messe Euro- ID in Köln.

Weitere Informationen zum Sensortransponder können per E-Mail an Dipl.-Ing. Frederic Meyer angefordert werden.