Leistungen

Stahlbetonschutz (KKS-B)

Die Technologie des kathodischen Korrosionsschutzes (KKS) wurde weltweit erstmals 1824 von Sir Humphrey Davy angewandt, der im Auftrag der britischen Admiralität die korrosionsgefährdete Kupferverkleidung eines Kriegsschiffes mit Opferanoden aus Eisen erfolgreich kathodisch schützte.
Heute ist kathodischer Schutz von Metallen im Erdreich oder Meerwasser „state of the art“ und die Anwendung von KKS im Erdreich, beziehungsweise im Meerwasser ist durch internationale Normen und Richtlinien gut geregelt.

Beim KKS-B wird die Bewehrung soweit elektro-negativ aufgeladen, daß Eisen durch den „Elektronendruck“ ionisch nicht mehr in Lösung gehen kann. Die negative Aufladung bewirkt eine negative (kathodische) Polarisierung des Eisens. Das freie elektrochemische Potential des Eisens wird negativ (kathodisch) verschoben. Durch eine oberflächlich auf Beton aufgebrachte Anode läßt sich die oberste Bewehrungslage problemlos gegen Korrosion schützen. Dabei wird zwischen dem Bewehrungsstahl und der oberflächlich aufgebrachten Anode eine Gleichstromquelle geschaltet mit der Bewehrung als negativen Pol und der Oberflächenanode als positiven Pol. Der dazwischenliegende Beton dient dabei als Elektrolyt.

Die elektrische Leistung, die für den kathodischen Schutz von Stahl in Beton aufgewendet wird muß beträgt selten mehr als 40 Watt für 1000 m² Schutzfläche. Die Stromkosten sind vernachlässigbar. Als Anoden werden in den meisten Fällen Mischmetalloxidbeschichtete Titananoden (Ti/MMO-Anoden) verwendet. Dieser Anodentyp, ist heute in unterschiedlichen geometrischen Ausformungen (Gitternetze, Streckmetallbänder, oder Stäbe) verfügbar und wird in einen ionisch gut leitenden Zementmörtel eingebettet. Die Ti/MMO-Anoden eignen sie sich hervorragend, wenn hohe Schutzstromdichten erforderlich sind, wie z.B. für stark chloridbelastete Parkhaus¬decken oder Stahlbetonbrücken.

 Prinzip des KKS von Stahl in Beton

Prinzip des KKS von Stahl in Beton

 Ti/MMO-Anodengitter für Deckenflächen einer Tiefgarage

Ti/MMO-Anodengitter für Deckenflächen einer Tiefgarage

Die Technologie des kathodischen Korrosionsschutzes (KKS) wurde weltweit erstmals 1824 von Sir Humphrey Davy angewandt, der im Auftrag der britischen Admiralität die korrosionsgefährdete Kupferverkleidung eines Kriegsschiffes mit Opferanoden aus Eisen erfolgreich kathodisch schützte.
Heute ist kathodischer Schutz von Metallen im Erdreich oder Meerwasser „state of the art“ und die Anwendung von KKS im Erdreich, beziehungsweise im Meerwasser ist durch internationale Normen und Richtlinien gut geregelt.

Beim KKS-B wird die Bewehrung soweit elektro-negativ aufgeladen, daß Eisen durch den „Elektronendruck“ ionisch nicht mehr in Lösung gehen kann. Die negative Aufladung bewirkt eine negative (kathodische) Polarisierung des Eisens. Das freie elektrochemische Potential des Eisens wird negativ (kathodisch) verschoben. Durch eine oberflächlich auf Beton aufgebrachte Anode läßt sich die oberste Bewehrungslage problemlos gegen Korrosion schützen. Dabei wird zwischen dem Bewehrungsstahl und der oberflächlich aufgebrachten Anode eine Gleichstromquelle geschaltet mit der Bewehrung als negativen Pol und der Oberflächenanode als positiven Pol. Der dazwischenliegende Beton dient dabei als Elektrolyt.

Die elektrische Leistung, die für den kathodischen Schutz von Stahl in Beton aufgewendet wird muß beträgt selten mehr als 40 Watt für 1000 m² Schutzfläche. Die Stromkosten sind vernachlässigbar. Als Anoden werden in den meisten Fällen Mischmetalloxidbeschichtete Titananoden (Ti/MMO-Anoden) verwendet. Dieser Anodentyp, ist heute in unterschiedlichen geometrischen Ausformungen (Gitternetze, Streckmetallbänder, oder Stäbe) verfügbar und wird in einen ionisch gut leitenden Zementmörtel eingebettet. Die Ti/MMO-Anoden eignen sie sich hervorragend, wenn hohe Schutzstromdichten erforderlich sind, wie z.B. für stark chloridbelastete Parkhaus¬decken oder Stahlbetonbrücken.

Mit der Installation der Komponenten des kathodischen Korrosionsschutzes erfolgt noch kein Schutz der Bewehrung. Erst durch Anlegen der Schutzspannung und durch das Fließen des Schutzstromes wird die Bewehrung geschützt. Der Schutzstrom stammt von Schutzstrom-geräten, die in einem Schaltschrank samt den dazugehörigen Kontrolleinheiten montiert sind. Die gängigen Schutzstromgeräte können bei einer Ausgangsspannung von bis zu ca. 20V Ausgangsspannung einen Schutzstrom von bis zu 10 A liefern. Mit einem derartigen Schutzstromgerät kann eine Fläche bis zu ca. 800 m² geschützt werden. Im Schaltschrank ist eine Datenfern¬übertragungseinheit installiert, womit die Anlage aus der Ferne gesteuert und die Meßdaten abgefragt werden können.

 Schlitze für Anoden zum Schutz der Bewehrung einer Brücke

Schlitze für Anoden zum Schutz der Bewehrung einer Brücke

 Parkhaus P4 des Flughafen Wien

Parkhaus P4 des Flughafen Wien

Schutzstrom muß ständig fließen und in den ersten Monaten des Betriebes mehrmals angepaßt werden um die Schutzkriterien zu erfüllen. Schutzkriterien sind in internationalen Regelwerken festgelegt. Bei Erfüllung eines der anerkannten Schutzkriterien kann von hinreichender kathodischer Polarisierung der Bewehrung ausgegangen werden gleich-bedeutend mit vernachlässigbarer Korrosion. Der kathodische Korrosionsschutz ist keine wartungsfreie Instandsetzungsmaßnahme, sondern muß „ständig“ – zumindest viermal jährlich auf Ihre Funktion und hinsichtlich der Schutzkriterien überprüft werden.

Durch die sich rasch entwickelnde Kommunikationstechnologie, durch heute günstig erhältliche elektrotechnische und elektronisch Komponenten und brauchbaren Softwarepaketen ist die Fernüberwachung kostengünstig und ermöglicht eine kontinuierliche Verfolgung des Schutzgrades bzw. des Korrosionszustandes der Bewehrung. Gerade die permanente Überwachung ermöglicht frühzeitiges Ein¬schreiten bei Unter- oder Überschutz, bei Fehlfunktion oder Stromausfall. Dies ist ein entscheidender Vorteil gegenüber konventionellen Instand-setzungsprinzipien, wo ein Versagen erst spät, manchmal zu spät entdeckt wird.

In Österreich werden die meisten KKS-Installationen von der ASFiNAG betrieben (ca. 30 Anlagen). Die älteste stammt aus 1989 (Nößlachbrücke, Brennerautobahn). Auch einige private Bauherren ließen KKS in Tiefgaragen installieren. In jüngster Zeit wurde KKS-B im Parkhaus P4 des Flughafen Wien von PP engineering mit internationalen Partnern installiert. Diese Installation ist eine der größten KKS-B Installationen Europas.