Korrodierter Stahl ist in seiner Tragfähigkeit reduziert.
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Das Bauen mit Stahl ermöglicht Konstruktionen in den unterschiedlichsten Anwendungebereichen. Die Sicherheit von Stahlkonstruktionen wird maßgeblich von der Erfüllung der Güteanforderungen an die eingesetzten Stähle bestimmt. Allerdings kann Eisen als unedles Metall korrodieren, also rosten. Aufgrund des damit verbundenen Materialabtrags wird die Tragfähigkeit reduziert. Je dünnwandiger die Teile, wie z.B. im Stahlleichtbau, desto größer die Gefahr und damit die Beeinträchtigung der Gebrauchsfähigkeit.
Bei der Korrosion von Stahl wird unterschieden zwischen chemischer Korrosion, bei der Eisen bei hohen Temperaturen oxidiert (Zunderbildung = Walzhaut) und elektrochemischer Korrosion, die wiederum zwischen Flächen- und Kontaktkorrosion differenziert.
Elektrochemische Korrosion in der Atmosphäre
Die Flächenkorrosion steht für eine elektrochemische und materialabtragende Korrosion. Entweder in der freien Atmosphäre, im Boden oder im Wasser. Die atmosphärische Korrosion ist an einen Elektrolyten in Form eines Wasserfilms auf der Oberfläche gebunden. Die sich zunächst bildende verdichtete Rostschicht ist festhaftend. Mit zunehmender Korrosion wird sie lockerer und blättert von der Oberfläche ab. Dabei bieten lose Rostschichten gute Kondensationsbedingungen für Wasserdampf (Kondenswasser), was das Rosten weiter begünstigt. Fehlt ein elektrolytischer Feuchtigkeitsfilm, wie in trockenen Innenräumen, unterbleibt das Rosten. Dies ist unterhalb einer relativen Luftfeuchtigkeit von 60 bis 65 % der Fall. Ab 70 % wird der erforderliche Wasserbedarf hinreichend gedeckt, ab 80 % relativer Luftfeuchte besteht Rostgefahr.
Korrosionseinflüsse und -schutz
Der Umwelteinfluss, gemessen am Gehalt von SO2 und Schadstoffen, wird in der DIN EN ISO 12944-2:1998 in fünf Korrosionskategorien eingeteilt.
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Der Einfluss auf das Material orientiert sich am SO2- und Schadstoffgehalt der umgebenden Atmosphäre. Maßnahmen des Korrosionsschutzes müssen die Dauerhaftigkeit sicherstellen. Welche Maßnahmen für den Stahlbau geeignet sind, legt die achtteilige DIN EN ISO 12944:1998 Beschichtungsstoffe – Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme fest. Die Norm unterteilt fünf Korrosionskategorien und drei Zeiträume als Schutzdauer. Die Zahlenwerte umschreiben dabei die jährliche Abrostrate unlegierter Stähle, die der freien Bewitterung ungeschützt ausgesetzt sind. Daneben existieren weitere Regelwerke, insbesondere zur Vorbereitung der Stahloberfläche für die Beschichtung sowie zu den Beschichtungsstoffen und Überzügen selbst.
Beschichtungen
Die Wirkung einer Beschichtung ist zweifach ausgelegt:
Passivierende, d.h. rostverhindernde Wirkung auf der Stahloberfläche und
abschirmende Wirkung gegenüber der Atmosphäre (bzw. dem Erdreich oder Wasser).
Entsprechend ihrer Aufgaben werden
Grundbeschichtungen (GB) und
Deckbeschichtungen (DB)
unterschieden.
Eine Grundbeschichtung, oder auch Grundierung, muss eine gute Benetz- und Eindringfähigkeit (und damit Haftfähigkeit) sowie passivierende Wirkung besitzen. Diese Aufgabe übernehmen aktive Pigmente (wie Zinkphosphate oder Zinkstaub) oder passive Pigmente (wie Eisenglimmer oder Talkum). Die Deckbeschichtung dient dem Schutz und der Sicherung der Grundbeschichtung gegen äußere Einflüsse (Wasser, UV-Strahlung, Chemie).
Wetterfeste Baustähle
Wetterfeste Stähle kommen auch im Freien ohne Korrosionsschutz aus. Bei Bewitterung bilden sie eine feste und dichte oxidische Deckschicht, die eine sich fortsetzende Korrosion verlangsamt oder gänzlich unterbindet. Verantwortlich dafür sind geringe Legierungsgehalte von beispielsweise Cu (Kupfer) oder Cr (Chrom). Diese Stähle entsprechen den unlegierten Baustählen.