Chlorid­eindring­widerstand von Mörteln und Betonen (Baustoffe)

Die Dauerhaftigkeit von Meerwasserbauwerken wird maßgeblich von der chloridinduzierten Bewehrungskorrosion bestimmt. Schadensfälle belegen, dass der Chlorideindringwiderstand trotz Einhaltung der Normanforderungen (DIN 1045) nicht zuverlässig sicher gestellt werden kann. Daher bestehen für Verkehrswasserbauwerke ergänzende Regelungen zur Betonzusammensetzung sowie die Möglichkeit, den Chlorideindringwiderstand direkt über eine Prüfung zu bewerten.

Meerwasserbauwerke sind insbesondere im Tide-, Spritzwasser- und Sprühnebelbereich einem starken Chloridangriff ausgesetzt (Expositionsklasse XS3). Typische Bauteile für diese Exposition sind Kajen, Molen und Wandbauteile oberhalb Tideniedrigwasser sowie die Gründungspfähle solcher Bauwerke. Bauwerksuntersuchungen zeigen, dass kritische Chloridgehalte im Bereich der Bewehrung bei den üblichen Betondeckungen von 4 bis 5 cm erfahrungsgemäß ab einem Alter von ca. 40 bis 50 Jahren erreicht werden. Dieses Alter ist auch typisch für das Auftreten erster Schäden infolge chloridinduzierter Bewehrungskorrosion (Bild 1). Die planmäßige Nutzungsdauer liegt im Wasserbau jedoch bei 80 bis 100 Jahren.

In den Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen (ZTV-W) für den Neubau (ZTV-W LB 215) und die Instandsetzung (ZTV-W LB 219) von Verkehrswasserbauwerken wurde daher festgelegt, dass bei Vorliegen der Expositionsklassen XD3 und XS3 sowohl Betone gemäß DIN 1045 als auch Spritzbetone gemäß DIN 18551 für Neubau- und Instandsetzungsmaßnahmen nur unter Verwendung von hüttensandhaltigen Zementen (HÜS-Anteil ≥ 21 M.-%) oder Flugasche (Mindestflugaschegehalt 50 kg/m3) herzustellen sind. Darüber hinaus wird eine gegenüber der DIN 1045 erhöhte Betondeckung (cmin= 50 mm) gefordert.

Zusätzlich zu den deskriptiven Anforderungen wurde die Möglichkeit eröffnet, den Chlorideindringwiderstand von Beton sowie insbesondere auch von Instandsetzungsmaterialien, deren Zusammensetzung i. d. R. nicht bekannt ist (Mörtel und Spritzmörtel/Spritzbetone), zu bewerten. Die Prüfmethode, mit deren Hilfe ein materialspezifischer Chloridmigrationskoeffizient ermittelt werden kann, ist im BAW-Merkblatt "Chlorideindringwiderstand" beschrieben (Bild 2). Für die an Betonen, Spritzbetonen oder Instandsetzungsmörteln ermittelten Migrationskoeffizienten sind im Merkblatt Grenzwerte genannt. Als Hilfe für den Planer wurde zudem ein Bemessungsdiagramm aufgenommen, mit dessen Hilfe die Nutzungsdauer im Sinne einer Dauerhaftigkeitsbemessung abgeschätzt werden kann (Bild 3).