A8 Konstruktive Pathologie

Thema

Viele Risse in Gebäuden entstehen nicht durch Überlastung, sondern durch Verformungen, die das Material selbst hervorruft – thermische Ausdehnung und Kontraktion bei Temperaturänderungen, Schwinden des Betons beim Trocknen und Aushärten, langsame Verformung unter Dauerlast –, welche durch benachbarte Bauteile eingeschränkt werden. Kann diese Verformung aufgrund der Fixierung des Bauteils an seinen Enden nicht ungehindert erfolgen, entsteht eine innere Spannung, die proportional zur Steifigkeit des Materials und dem Ausmaß der behinderten Verformung ist. Überschreitet diese Spannung die Zugfestigkeit des Materials, entsteht ein Riss.

Die schwerwiegendste Schädigung von Stahlbeton sind jedoch nicht diese Oberflächenrisse, sondern die Korrosion der Stahlbewehrung von innen. Diese Korrosion wird ausgelöst, wenn aggressive Substanzen – typischerweise Salze – langsam und fortschreitend von der Oberfläche in das Innere des Betons eindringen, bis sie die Bewehrung in ausreichender Menge erreichen, um den natürlichen Schutz des Betons für den Stahl zu zerstören. Ab diesem Zeitpunkt beginnt ein sich selbst verstärkender Kreislauf: Die Korrosion schreitet durch einen elektrochemischen Prozess fort, der das Volumen des oxidierten Stahls vergrößert. Diese Vergrößerung führt zu Rissen im darüberliegenden Beton. Die entstandenen Risse ermöglichen es aggressiveren Substanzen, schneller einzudringen und so die Korrosion, die sie verursacht hat, weiter zu beschleunigen. Kennt man die Geschwindigkeit, mit der diese aggressiven Substanzen in einen bestimmten Beton eindringen, lässt sich abschätzen, wie viele Jahre die Struktur noch nutzbar ist, bevor dieser Kreislauf aktiviert wird. Dieses Modul, das mit einer durch benachbarte Bauteile begrenzten Verformung beginnt, zeigt daher abschließend, dass der sichtbare Riss an der Betonoberfläche lediglich ein Spätsymptom eines Korrosionszyklus sein kann, der Jahre zuvor an einer unsichtbaren Stelle im Inneren des Materials begonnen hat.

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