Die ultimative Lösung für chloridgefährdete
Spannbetonkonstruktionen
In den vergangenen Jahrzehnten sind wiederholt korrosionsbedingte Schäden an Komponenten von Spannbetonkonstruktionen aufgetreten. Dabei waren Planungs- und Ausführungsfehler die Ursache dafür, dass Spannstähle infolge wasserstoffinduzierter Spannungsrisskorrosion versagten. Um Schäden zu vermeiden, wurden die Stähle gelegentlich zusätzlich vor Korrosion geschützt. Metallische Überzüge und Epoxidharzbeschichtungen brachten allerdings nicht die erforderliche Sicherheit. Der Einsatz von hochfesten nichtrostenden Stahldrähten könnte somit eine mögliche Alternative bieten. Nichtrostende Stähle werden wegen eines deutlich höheren Korrosionswiderstandes als herkömmliche Spannstähle bereits als Betonstähle in chloridgefährdeten Bauteilen und als hochfeste Seile und Litzen unter atmosphärischen Bedingungen im Hoch- und Brückenbau erfolgreich eingesetzt.
An der Universität Stuttgart wurde das Verhalten von kaltumgeformten nichtrostenden Stahldrähten unter kritischen Bedingungen des Spannbetonbaus ermittelt, um ihre Eignung als Spannstähle festzustellen. Die Festigkeit der Drähte wurde mittels Kaltumformung derart gesteigert, dass die für Spannstähle erforderlichen Verformungskennwerte noch nicht unterschritten wurden. Die Zugfestigkeiten lagen bei Gleichmaßdehnungen von > 2 % bei etwa 1.000-2.100 N/mm². Wegen niedriger Elastizitätsgrenzen besitzen kaltumgeformte nichtrostende Stähle eine höhere Anfangsrelaxation als herkömmliche Spannstähle. Wegen des ausgeprägten Verfestigungsverhaltens kann dieser Nachteil durch ein zusätzliches Nachspannen kompensiert werden.
Seitens der Dauerhaftigkeit wurde die Beständigkeit hinsichtlich Lochkorrosion, chloridinduzierter und wasserstoffinduzierter Spannungsrisskorrosion unter den für Spannstähle kritischen Bedingungen ermittelt. Dabei erwiesen sich nur die Sorten mit mind. 2 M.-% Molybdän gegenüber allen drei Korrosionsarten als ausreichend beständig. Folgende Stahlsorten erwiesen sich als sehr widerstandsfähig gegenüber den genannten Korrosionsarten:
Austenitische Chrom-Nickel-Molybdän-Stähle mit den Werkstoff-Nummern 1.4401 und 1.4571 und Festigkeiten bis 1.600 N/mm²
Ein Chrom-Mangan-Molybdän-Austenit der Werkstoff-Nr. 1.3808 mit einer Festigkeit von etwa 1.900 N/mm² (bei diesem Stahl wurde der teurere Austenitbildner Nickel durch das preiswertere Mangan ersetzt)
Der Chrom-Nickel-Molybdän-Duplex-Stahl 1.4462 mit redu-ziertem Nickelgehalt und einer Festigkeit von etwa 1.700 N/mm²
Bei wesentlicher Überschreitung der für die einzelnen Stahlsorten genannten Festigkeiten ist mit einer unakzeptablen Abnahme der Verformungskennwerte und einer abnehmenden Korrosionsbeständigkeit zu rechnen.
