Бетон - строительный материал современности. Он универсален, предлагает почти неограниченные возможности формования и используется в качестве железобетона или предварительно напряженного бетона практически во всех областях строительства. Однако в прошлом его долговечности уделялось слишком мало внимания, поэтому стоимость ремонта сегодня высока.
В рамках проекта, финансируемого Немецким исследовательским фондом (DFG), эксперты по коррозии из пяти немецких институтов хотят разработать модель, с помощью которой можно было бы надежно прогнозировать процесс повреждения бетонных компонентов.
Коррозия может иметь несколько причин. Во-первых, щелочная среда окружающего бетона защищает арматуру от коррозии. Однако влияние окружающей среды может свести на нет эту защиту. Если бетон карбонизируется углекислым газом из атмосферы, значение pH падает, и коррозия в основном однородна и широко распространена. Если, с другой стороны, ионы хлора проникают с поверхности детали в арматуру, может возникнуть локально ограниченная глубокая коррозия - "питтинг". Такие ионы хлорида обычно поступают из противообледенительных солей или морской воды, поэтому особенно страдают дорожные конструкции, подземные автостоянки и сооружения с морской водой. Прогрессирующая коррозия может расколоть бетон и разрушить арматуру. Следствие: несущая способность затронутых компонентов значительно снижается, требуются масштабные ремонтные работы или даже снос.
До сих пор ученые в основном фиксировали фундаментальные факторы, влияющие на коррозию стали в бетоне. Существуют модели, которые можно использовать для расчета периода времени до начала коррозии, фазы инициации. Чего еще не хватает, так это разработки модели, которая также может быть использована для надежного описания развития коррозии, фазы повреждения. Это необходимо для того, чтобы иметь возможность оценить ожидаемую степень повреждения существующих конструкций, а также обеспечить экономичную и надежную оценку долговечности будущих строительных проектов.
Целью проекта, который сейчас начинается, является разработка расчетной модели путем оценки существующих данных испытаний и обширных новых испытаний, что позволяет надежно прогнозировать ожидаемое развитие повреждения. Вместе с уже существующими моделями для вводной фазы должна быть возможность оценить долговечность конструкции с момента ее возведения до полного использования и до конца срока службы. Это так называемые вероятностно-ориентированные модели. Решающие влияющие параметры воздействия окружающей среды и сопротивления материалов включаются в расчеты не только как средние значения, но и как статистические переменные с сопутствующим рассеянием.
В течение первого трехлетнего периода финансирования определяются компоненты электрохимической системы коррозии арматуры. Исследователи определяют электролитостойкость бетона, которая имеет решающее значение для скорости коррозии. Во второй период финансирования знания, полученные в ходе всех подпроектов, должны быть объединены в закрытую расчетную модель.