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Bei einem Studientag des KB-Wissenszentrums in Wolfheze drehte sich alles um eine Frage: Lässt sich der kathodische Korrosionsschutz sicher bei Spannbeton anwenden und lässt sich diese Anwendung in größerem Maßstab umsetzen? Die Antwort, die sich am 27. Mai in Papendal und später am Versuchsstandort ergab, war positiv. Dies ist zwar kein uneingeschränkter Freibrief, aber doch eine Bestätigung dafür, dass KB auch hier eine seriöse und praktikable Technik zur Verlängerung der Lebensdauer ist.
Der rote Faden des Nachmittags ließ sich eigentlich recht einfach zusammenfassen: ‘Es ist möglich, vorausgesetzt, man weiß, was man tut.’ Das klingt selbstverständlich, doch gerade in diesem Zusatz liegt die eigentliche Bedeutung der laufenden Untersuchung. Im Mittelpunkt stand letztendlich nicht die Frage, ob KB anwendbar ist, sondern unter welchen Umständen sie sicher, kontrolliert und mit ausreichendem Verständnis der Spielräume eingesetzt werden kann.
Fons Bots, Senior-Vertragsmanager bei Rijkswaterstaat, rückte die Diskussion sofort in die richtige Perspektive. Der Bestand an Brücken und Viadukten aus den 1960er- und 1970er-Jahren in den Niederlanden erreicht eine Phase, in der Korrosion kein vereinzelnes Phänomen mehr ist, sondern ein strukturelles Problem für den Betriebsmanagement. Vor diesem Hintergrund ist der kathodische Korrosionsschutz längst keine Kuriosität mehr, sondern “eine bewährte Technik, um den Korrosionsprozess zu verlangsamen und die Lebensdauer von Bauwerken zu verlängern”. Gleichzeitig blieb eine Frage offen: Was passiert, wenn der Schutz zu stark verstärkt wird?
Gerade um diese Unsicherheit nicht theoretisch, sondern praktisch zu klären, wurden acht Trägerköpfe von abgerissenen Viadukten aufgestellt und mit KB versehen. Die Untersuchung konzentriert sich also nicht nur auf normale Betriebsbedingungen, sondern gerade auf große Spannweiten und erhöhte Stromdichten. Bots stellte dies ausdrücklich in den Kontext des Asset-Managements: Je besser die Betreiber wissen, wo die Grenzen liegen, desto sicherer können sie KB auch auf vorgespanntem Beton anwenden. Damit erhielt die Technik an diesem Nachmittag nicht den Charakter einer risikobehafteten Ausnahme, sondern vielmehr den einer Methode, die sich gerade dank sorgfältiger Forschung weiter professionalisiert.
Penny Pipilikaki, leitende technische Beraterin in der Abteilung GPO Brücken und Viadukte, ordnete den Versuchsstandort in den historischen Kontext zweier verwandter Viadukte über die A1 bei Apeldoorn ein: Sluinerweg und Ardeweg. Beide waren Teil eines umfassenderen Portfolio-Ansatzes von Rijkswaterstaat, in dessen Rahmen bereits seit etwa 2011 untersucht wurde, wie die Lebensdauer vergleichbarer Bauwerke verlängert werden könnte. Dabei erwies sich der kathodische Korrosionsschutz als wichtige Maßnahme zur Korrosionsbekämpfung und zur Verhinderung weiterer Schäden.
Obwohl die beiden Viadukte auf ähnliche Weise gebaut worden waren und nur wenige Kilometer voneinander entfernt lagen, verhielten sie sich nicht gleich. Die Schadensentwicklung unterschied sich deutlich, was sie gerade für weitere Untersuchungen interessant machte. Bei den Inspektionen wurden der Zustand des Betons, die Funktionsweise der eingesetzten KB-Systeme sowie die Frage untersucht, warum die eine Viaduktbrücke mehr Schutz benötigte als die andere. Der Abriss bot daraufhin eine besondere Gelegenheit. Da die Bauwerke ohnehin abgerissen werden sollten, konnten Bauteile auf eine Weise untersucht werden, die bei einem in Betrieb befindlichen Bauwerk nicht möglich ist. Von beiden Viadukten wurden vier Trägerköpfe gesichert und dem bereits laufenden Experiment in Wolfheze hinzugefügt.
Pipilikaki sprach in diesem Zusammenhang von der ‘Anatomie’ eines Viadukts: vom Lernen anhand echter Bauteile statt nur anhand von Modellen oder Laborversuchen. An den Probekörpern können unter anderem Überdeckungsmessungen, Potentialmessungen, Rückprallhammerprüfungen, Ultraschall-Pulsgeschwindigkeitsmessungen und manuelle RFA-Messungen durchgeführt werden. Durch den Vergleich dieser Ergebnisse mit zerstörenden Prüfungen, wie beispielsweise Kernproben zur Untersuchung von Karbonatisierung, Chlorid-Eindringung und Druckfestigkeit, entsteht ein besseres Verständnis für den Wert und die Grenzen von Messmethoden in der Praxis.
Auch die Vorgehensweise beim Abriss war außergewöhnlich. Große Teile der Viadukte wurden nicht vollständig vor Ort abgerissen, sondern als Ganzes versetzt und an anderer Stelle demontiert, unter anderem aus praktischen und sicherheitstechnischen Gründen, darunter auch asbesthaltige Bauteile. Für das Forschungsprogramm hatte dies einen wichtigen Vorteil: Wertvolle Bauteile blieben für weitere Untersuchungen erhalten. So wurde der Abriss nicht nur zum Endpunkt, sondern auch zum Beginn eines Versuchsfeldes für die Wissensentwicklung in den Bereichen kathodischer Korrosionsschutz, vorgespannter Beton und Inspektionsmethoden.
Rob Polder, ehemaliger Professor für Werkstoffkunde an der TU Delft und Spezialist auf dem Gebiet der KB, gab anschließend am Versuchsstandort einen technischen Einblick. “Die Anlage wurde bewusst als eine Art Worst-Case-Szenario konzipiert, mit frei liegenden, auf dem Kopf stehenden Trägerköpfen, die im Freien aufgestellt und mit einer leitfähigen Beschichtungsanode versehen sind. Regen, Trockenheit und wechselnde Feuchtigkeitsbedingungen können dort ungehindert einwirken. Genau das macht die Anlage so wertvoll.” Wie Polder deutlich machte, hängt das Verhalten eines KB-Systems in der Praxis nicht nur von der eingestellten Spannung ab, sondern auch vom Feuchtigkeitszustand des Betons, der lokalen Chloridbelastung und dem Zustand von Details wie Fugen und Beschädigungen. Manche Elemente benötigen bei nassem Wetter ein Vielfaches an Strom im Vergleich zu trockenen Bedingungen; darin liegen sowohl die Komplexität als auch der Wissensgewinn dieser Untersuchung.
Der Beitrag von Remco van Osch vom Verband der Berater im Bereich Betoninstandhaltung und -sanierung (VABOR) wich zwar etwas vom Hauptthema des Nachmittags ab, machte jedoch deutlich, wie wichtig ein gutes Verständnis der bestehenden Konstruktion ist. Unzureichend gefüllte Vorspannkanäle und schlecht injizierte Kabelrohre können große Risiken bergen, die von außen nicht erkennbar sind. Sein Plädoyer für systematischere Untersuchungen – mit Radar, Ultraschallmessungen und, wo nötig, örtlichen Begutachtungen – diente daher nicht dazu, die Ausführungen von KB zu relativieren, sondern eher als Ergänzung dazu: Wer eine Technik zur Verlängerung der Lebensdauer einsetzen will, muss genau wissen, mit welchem baulichen Zustand er es zu tun hat.
Ein Besuch auf dem nahegelegenen Testgelände von Rijkswaterstaat machte die Berichte greifbar. Zwischen Referenzelektroden, Sensoren und Messkästen wurde deutlich, dass es sich hierbei nicht um eine weit entfernte Laboraufstellung handelt, sondern um echte Bauteile, die Wind und Wetter ausgesetzt sind und genau dazu dienen, zu zeigen, wie sich KB in der Praxis verhält. Zum Abschluss gab Anthony van den Hondel vom KB-Wissenszentrum einen Überblick über die bisher erzielten Ergebnisse. Bei üblichen Spannungen von etwa 2 bis 4 Volt erweist sich der kathodische Korrosionsschutz bei vorgespanntem Beton als gut einsetzbar, sofern Planung und Überwachung ordnungsgemäß erfolgen. In diesem Bereich wird eine ausreichende Depolarisation erreicht, ohne dass kritische Stahlpotenziale auftreten. Erst bei extremer Überspannung in der Größenordnung von 10 bis 14 Volt – und dann vor allem in Kombination mit starker Benetzung des Betons – traten Situationen auf, in denen die kritische Grenze von etwa -900 mV erreicht oder überschritten wurde. Das ist eine relevante Information, gerade weil sie zeigt, wo die tatsächliche Grenze liegt. Die Botschaft von Van den Hondel war damit im Grunde eine doppelte: “Unter normalen Umständen läuft alles gut, aber man muss das Potential am Stahl weiterhin in den Mittelpunkt stellen.” Denn nicht die angelegte Spannung an sich ist entscheidend, sondern das, was letztendlich elektrochemisch in der Konstruktion geschieht.
Der Studiennachmittag in Wolfheze war für die anwesenden Verwalter, Berater und ausführenden Unternehmen ein lehrreicher Nachmittag. Der kathodische Korrosionsschutz bei vorgespanntem Beton ist eine realistische und vielversprechende Option zur Verlängerung der Lebensdauer, solange Planung, Ausführung und Überwachung ernst genommen werden. Die Grenze zwischen wirksamem Schutz und Überprotektion ist zwar vorhanden, doch die Versuchsergebnisse deuten gleichzeitig darauf hin, dass diese Grenze bei normal ausgelegten Systemen groß genug ist, um mit Zuversicht arbeiten zu können. Genau das macht diese Untersuchung so wertvoll. Sie nimmt zwar nicht die Vorsicht weg, aber doch einen Teil der Hemmschwelle. Und vielleicht war das letztendlich das aussagekräftigste Ergebnis des Nachmittags: nicht, dass bereits alle Fragen endgültig beantwortet wurden, sondern dass sich KB erneut als ausgereifte Technik mit Perspektive präsentierte, auch dort, wo sie lange Zeit als heikles Thema galt.
