Zur Korrosion und Rißkorrosion bei Spannstählen

Abstract

Zusammenfassende Darstellung iiber Umfang und Ursache von Schadensfallen infolge WasserstoffriRkorrosion bei Spannstahlen. Grundlagen der RiBkorrosion bei Spannstahlen. Ergebnisse von Span-nungsriBkorrosionsversuchen in verdiinnten, waarigen Losungen, in mit verdiinnten Losungen getranktem Sand und unter Schwitzwasserbeanspruchung. Dabei Beriicksichtigung praxisnaher Chlorid-und Sulfatgehalte entsprechend dem Hiillrohnvasser; zum Teit Zugabe des Wasserstoffpromotors Rhodanid in geringen Konzentrationen. Feststellung, daB unter praxiskonformen Bedingungen Spannstahle am ehesten einer WasserstoffriRkorrosion unterliegen, wobei insbesondere sauerstoffverarmte Elektrolyte und ortliche Korrosionsangriffe (Lochfraanarben) eine Wasserstoffaufnahme und Bruchbildung fordern. Diesbeziiglich wirken z. B. Spaltkorrosionseffekte, wie auch Kontakte mit Iosungsgetrankten mineralischen Bestandteilen (Sand). Aufgrund der Ergebnisse muR davon ausgegangen werden, daB empfindliche Spannstahle bereits im Zeitraum der Verarbeitung hinsichtlich WasserstoffriBkorrosion gefahrdet sind.Summarizing report about extent and causes of damages of prestressing steels caused by hydrogen cracking-corrosion. Fundamental research of cracking-corrosion of prestressing steel. Results of cracking-corrosion tests with stressed materials in not pure water, in such moistened sand and of water condensating tests. Hereby consideration of contents of chlorides and sulfates as existing in unfilled tubes; partly little addition of the hydrogen-promotor rhodanide.Result that under practical conditions prestressing steels prefer hydrogen induced cracking-corrosion while hereby especially oxygen-poor electrolytes and local corrosion attacks (pitting scars) tend to this hydrogen reception and therefore to failure. These effects are for example often caused by the conditions of crevice-corrosion and by contact with moistened mineral phases (sands). Such is resulting that sensitive prestressing steels are exposed to the danger of failure already before being embedded with mortar. Analyse von SchadensfallenSeit Einfiihrung der Spannbetonbauweise sind bei ausgefiihrten Bauwerken wiederholt Spannstahlbriiche als Folge einer RiSkorrosion aufgetreten [l-51, welche zum teilweisen oder vollstandigen Versagen einzelner Bauteile, weniger ganzer Konstruktionen gefuhrt haben. Eine kiirzlich durchgefiihrte Analyse [5] von 242 Schadensfallen aus den Jahren 1951 bis 1979 ist in Abb. 1 zusammengefafit. Demnach sind (linkes Teilbild) bei 40% der untersuchten Falle Bruche innerhalb eines Jahres, bei 23% bereits innerhalb von 4 Wochen nach dem Vorspannen (oder im Ring) aufgetreten. 13% der Spannstahlbriiche erfolgte in einem Zeitraum von 1 bis 5 Jahren und 47% mehr als 5 Jahre nach dem Vorspannen. Das rechte Teil-bild unterteilt die Schadensfalle nach deren Ursache (i.M. wurden pro Schadensfall 2,2 Ursachen festgestellt): Bei 52% der mehr als 4 Wochen nach dern Vorspannen aufgetretenen Schaden wurde ein nicht ausreichender oder Abb. 1. 242 Schadensfae aufgegliedert nach Zeitpunkt un...

Investigations on hydrogen-induced embrittlement of quenched and tempered prestressing steels

“…between adjacent wires or at the contact area between prestressing steel and metal duct, local conditions of oxygen depletion can lead to aeration elements accelerating the formation and inward diffusion of hydrogen [21]. Tests in aqueous, nearly neutral chloride-and sulfate-containing solutions have shown that fractures due to stress corrosion cracking occur earlier when the solutions were depleted of oxygen [19].…”

“…Constant-stress tests under conditions of condensation and in diluted aqueous solutions have shown that the prestressing steels are prone to stress corrosion cracking especially in areas with crevices [19,20]. In crevices, e.g.…”

“…In this case a passivation of the crack edges is not a necessary prerequisite for a stressinduced grain boundary dissolution. In [19] it is assumed that the susceptibility of quenched and tempered steels can be also traced back to tramp elements which could lead to a specific change of the grain boundary properties.…”

“…From former investigations it is known that crevices, which cannot be avoided under practical construction conditions, represent a much more aggressive condition [19]. Therefore a crevice-forming PE tube was pulled over some of the crack-free wires (Fig.…”

Zur Diffusion und Wechselwirkung von Wasserstoff in Spannstählen unterschiedlicher Wasserstoffanfälligkeit – Zusammenfassung experimenteller Werte und quantenchemischer Erkenntnisse

“…Seit Einfuhrung der Spannbetonbauweise sind Schadensfalle aufgetreten, die nachweislich auf eine besondere Versagensanfalligkeit der betroffenen Spannstahle hinsichtlich schon geringer eindiffundierter Wasserstoffmengen zuruckzufiihren waren [1][2][3][4]. In diesen, statistisch gesehen allerdings seltenen Fallen induzierte der durch kathodische Korrosionsprozesse an der Stahloberflache entstandene und dann in das Material eindiffundierte atomare Wasserstoff bei gespannten Spannstahlen das Entstehen von weitgehend verformungsarmen Briichen.…”