Semiprobabilistisches Nachweiskonzept zur Dauerhaftigkeitsbemessung und -bewertung von Stahlbetonbauteilen unter Chlorideinwirkung:
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Berlin
Beuth
2017
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Heft 626
DEUTSCHER AUSSCHUSS FÜR STAHLBETON
Semiprobabilistisches Nachweiskonzept zur
Dauerhaftigkeitsbemessung und -bewertung von
Stahlbetonbauteilen unter Chlorideinwirkung
von
Dr -Ing Amir Rahimi
1 Auflage 2017
Herausgeber:
Deutscher Ausschuss für Stahlbeton eV- DAfStb
Bibliothek Wasser und Umwelt
(TU Darm stadt)
Beuth Verlag GmbH • Berlin • Wien • Zürich
Inhaltsverzeichnis
Vorwort I
Kurzfassung II
Abstract II
Abkürzungsverzeichnis Ill
1 Einleitung 1
1 1 Hintergrund und Problemstellung 1
1 2 Zielsetzung 2
1 3 Vorgehensweise 2
2 Dauerhaftigkeitsbemessung von neu zu errichtenden Stahl beton bautei len
unter Chlorideinwirkung 4
2 1 Einführung 4
2 2 Deskriptives und leistungsbezogenes Vorgehen 6
2 3 Modellierung des Chloridtransports im Beton 11
231 Historie der Modellentwicklung 11
232 Ausgewähltes Modell 13
2321 Grundlage und mathematische Formulierung 13
2322 Scheinbarer (apparent) Chloriddiffusionskoeffizient Dapp(t) 16
2323 Momentaner (instantaneous) Chloriddiffusionskoeffizient Din(t) 24
2 4 Vollprobabilistische Dauerhaftigkeitsbemessung 26
241 Allgemeines 26
242 Methodik zur Zustandsprognose 26
243 Zielzuverlässigkeit 29
244 Beschreibung der Modellvariablen 31
2441 Übersicht und Bemerkungen 31
2442 Chloridmigrationskoeffizient DrcmM 33
2443 Referenzzeitpunkt to 36
2444 Altersexponent (Xrcm ; 36
2445 Variablen zur Berücksichtigung der Umgebungstemperatur ke, be, Tref,, Treai 40
2446 Oberflächenchloridkonzentration Cs,o bzw Cs,ax 41
2447 Tiefe der Konvektionszone Ax 44
2448 Eigenchloridgehalt Co 45
IX
2449 Kritischer korrosionsauslösender Chloridgehalt Ccru 47
244 10 Betondeckung c 49
245 Validierung des Models 50
2451 Methodik 50
2452 Validierung und Update der Modellprognose mit Hilfe von Bauwerksdaten 53
2 5 Semiprobabilistische Dauerhaftigkeitsbemessung mit Teilsicherheitsbeiwerten 60
251 Grundlagen 60
252 Differenzierung der Expositionsklassen 62
253 Festlegung der Bemessungsvariablen und Teilsicherheitsbeiwerte 63
2 6 Vereinfachtes Nachweisformat zur Dauerhaftigkeitsbemessung mit Nomogrammen 74
3 Dauerhaftigkeitsbewertung von bestehenden Stahlbetonbauteilen unter
Chlorideinwirkung 78
3 1 Einführung 78
3 2 Vereinfachtes Nachweiskonzept zur Ermittlung der Restnutzungsdauer mit
Nomogrammen 79
3 3 Anwendungsbeispiele zur Ermittlung der Restnutzungsdauer mit Nomogrammen 82
4 Dauerhaftigkeitsbemessung von instand zu setzenden Stahlbetonbauteilen
unter Chlorideinwirkung mittels Betonersatz 87
4 1 Einführung 87
4 2 Vollprobabilistisches Nachweiskonzept 88
421 Prinzip 88
422 Instandsetzung mit vollständigem Ersatz der Betondeckung (Fall 1) 88
423 Instandsetzung mit teilweisem Ersatz der Betondeckung ohne Verbleiben von
Restchloriden (Fall 2) 89
4231 Modellierung des Chloridtransports 89
4232 Zustandsprognose und Bemessung 91
424 Instandsetzung mit teilweisem Ersatz bzw Überdeckung der Betondeckung mit
Verbleiben von Chloriden (Fall 3) 92
4241 Modellierung des Chloridtransports 92
4242 Erforderliche Mindestabtragtiefe der Betondeckung 94
4243 Bemessungsansatz 102
4244 Berücksichtigung der Chloridumverteilung bei der Zuverlässigkeitsanalyse 105
4245V ergleichende FE-Untersuchungen 107
4246 Anwendungsgrenzen des Ansatzes 108
4 3 Semiprobabilistisches Nachweiskonzept 109
4 4 Vereinfachtes Nachweiskonzept mit Nomogrammen 121
X
5 Zusammenfassung und Ausblick 127
Referenzen 129
A Anhang A: Untersuchungen zur Ermittlung der Leistungsfähigkeit von
Instandsetzungsmaterialien 143
A l Einführung 143
A 2 Materialien, Probekörper, Versuche 144
A 3 Kennwerte und Zusammenhänge 150
A31 Chloridprofile 150
A32 Zeitliche Entwicklung des instationären Chloriddiffusionskoeffizienten Dms(t) 153
A33 Chloridmigrationskoeffizient Drcm 156
A34 Spezifischer Elektrolytwiderstand p 160
A 4 Bewertung der Leistungsfähigkeit der Instandsetzungsmaterialien 161
B Anhang B: Untersuchungen zum Chloridtransport in instand gesetzten
Beton bautei len 165
B 1 Laborversuche zum Chloridtransport in einem Zwei-Schicht-System 165
B 2 Auslagerungsversuche zum Chloridtransport in einem 2-Schicht-System 170
C Anhang C: Diverse Laboruntersuchungen 179
C 1 Untersuchung der Reproduzierbarkeit der RCM-Prüfung und des Vergleichs der
Verfahren nach BAW Merkblatt 2012 und NT Build 492:1999 179
C 2 Untersuchung des Einflusses des Chloridgehalts der Prüflösung auf das
Chlorideindringverhalten 180
C 3 Untersuchung des Einflusses der Schalungsart und der Nachbehandlung auf den
Chlorideindringwiderstand 181
D Anhang D: Nomogramme zur Dauerhaftigkeitsbemessung von Neubauten
sowie zur Bewertung der Dauerhaftigkeit von bestehenden Bauteilen 184
E Anhang E: Nomogramme zur Dauerhaftigkeitsbemessung von |
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