DE19818370A1

DE19818370A1 - Corrosion danger estimation method for metal embedded in solid nonmetallic material especially concrete

Info

Publication number: DE19818370A1
Application number: DE1998118370
Authority: DE
Inventors: Frank Schmidt-Doehl
Original assignee: SCHMIDT DOEHL FRANK
Current assignee: SCHMIDT DOEHL FRANK
Priority date: 1998-04-24
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 1999-10-28

Abstract

The method involves a hole (2) bored in a material (1), a metal film (3) being inserted and a plastics material in hollow elastomeric cylinder (6) used to apply pressure by tightening a nut (8) on a thread. After a period of time, the film is removed and examined for traces of corrosion. The embedded film is a metal between 5 and 100 micro m thick e.g. 10 micro m.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beurteilung der Korro sionsgefährdung von in einem festen nichtmetallischen Werkstoff, insbesondere Beton, eingebetteten Metalleinlagen, durch Einbringen einer Bohrung in den nichtmetallischen Werkstoff und Messung von Korrosionsindikatoren.The invention relates to a method for assessing the corrosion endangerment of in a solid non-metallic material, in particular concrete, embedded metal inlays, by insertion a hole in the non-metallic material and measurement of Corrosion indicators.

In viele nichtmetallische Werkstoffe werden bei deren Herstellung oder ihrer späteren Verwendung metallische Werkstoffe eingebracht, sei es als Verbundpartner, als Befestigungsmittel, o. a.. Als Bei spiel sei hier die Bewehrung von Stahlbetonbauwerken genannt.Many non-metallic materials are used in their manufacture or their later use introduced metallic materials, be it as a partner, as a fastener, or the like The reinforcement of reinforced concrete structures should be mentioned here.

Im hochalkalischen Beton ist Stahl im Normalfall durch die Bildung einer Passivschicht vor Korrosion geschützt. Der Korrosionsschutz einbetonierter Stahlbetonbewehrung kann jedoch durch verschiedene Prozesse verloren gehen. Die wichtigsten dieser Prozesse sind das Eindringen von Chloriden in Beton sowie die Carbonatisierung. Es gibt verschiedene Verfahren, mit denen die Korrosionsgefährdung des Stahls im Beton beurteilt werden kann. Dabei sind zwei grund sätzlich verschiedene Vorgehensweisen bekannt: In highly alkaline concrete, steel is normally formed a passive layer protects against corrosion. The corrosion protection However, reinforced concrete reinforcement can be concreted through various Processes are lost. The most important of these processes are Chloride penetration into concrete and carbonation. It are various methods by which the risk of corrosion of the steel in the concrete can be assessed. There are two reasons Various procedures are also known:

Zunächst ist es möglich, Bohrungen in den Beton einzubringen und an entsprechenden Bohrkernen oder Bohrmehl relevante Betoneigen schaften zu messen, z. B. die Chloridkonzentrationen in verschiede nen Tiefen des Betons oder die Carbonatisierungstiefe. Diese Meß werte werden dann, zusammen mit weiteren Informationen über die Betonart und -dichtigkeit, herangezogen, um zu einer Beurteilung der Korrosionsgefährdung zu kommen (z. B. Raupach, M.: Zur chlori dinduzierten Makroelementkorrosion von Stahl in Beton. Deutscher Ausschuß für Stahlbeton, Heft 433, 1992, Bunte, D.: Zum karbonati sierungsbedingten Verlust der Dauerhaftigkeit von Außenbauteilen aus Stahlbeton. Dissertation, TU Braunschweig, 1994).First of all, it is possible to drill holes in the concrete and relevant concrete on appropriate cores or drilling dust to measure shafts, e.g. B. the chloride concentrations in different depth of the concrete or the depth of carbonation. This measuring values are then, along with more information about the Concrete type and density, used to make an assessment the risk of corrosion (e.g. Raupach, M .: Zur chlori induced macro element corrosion of steel in concrete. German Committee for Reinforced Concrete, No. 433, 1992, Bunte, D .: Zum karbonati loss of durability of external components caused by the installation made of reinforced concrete. Dissertation, TU Braunschweig, 1994).

Diese Verfahren haben den Nachteil, daß die zu messende Betonei genschaft (die Chloridkonzentration, die Carbonatisierungstiefe) nur eine relevante Größe für die Entstehung von Korrosion dar stellt. Es ist z. B. ohne weiteres möglich, daß man kritische Chlo ridkonzentrationen analysiert, ohne daß tatsächlich eine Korrosion der Bewehrung auftritt. Die Chloridkonzentrationen in Beton lassen sich außerdem nur im Labor analysieren. Entsprechende Untersuchun gen sind dementsprechend teuer.These methods have the disadvantage that the concrete egg to be measured property (the chloride concentration, the depth of carbonation) is only a relevant parameter for the development of corrosion poses. It is Z. B. easily possible that one critical Chlo rid concentrations analyzed without actually causing corrosion the reinforcement occurs. Leave the chloride concentrations in concrete also analyze yourself only in the laboratory. Corresponding investigation gen are accordingly expensive.

Eine weitere Vorgehensweise besteht darin, elektrisch miteinander verbundene Betonstahlproben in definierter Tiefe in den Beton ein zubringen und die eventuell auftretenden Korrosionsströme zu mes sen. Diese Methode ist z. B. veröffentlicht in: Schießl, P.; Rau pach, M.: Korrosionsgefahr von Stahlbetonbauwerken. Überwachung der Korrosion mit Einbausensoren. Beton, Heft 3, S. 146-149, 1994. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß die Sensoren und die Meß mimik teuer sind. Außerdem sind diese Sensoren in erster Linie für neue Betonbauwerke entwickelt worden, bei deren Erbauung sie di rekt einbetoniert werden. In schon bestehenden Betonbauwerken las sen sie sich nur mit Mühe an den alten Beton ankoppeln. Dazu müs sen die Sensoren eingemörtelt werden. Die Meßergebnisse werden durch diesen Einbettmörtel verfälscht. Another course of action is to be electrical with each other connected reinforcing steel samples into the concrete at a defined depth and measure the corrosion currents that may occur sen. This method is e.g. B. published in: Schießl, P .; Rough pach, M .: Risk of corrosion of reinforced concrete structures. monitoring corrosion with built-in sensors. Concrete, Issue 3, pp. 146-149, 1994. A disadvantage of this method is that the sensors and the measuring facial expressions are expensive. In addition, these sensors are primarily for new concrete structures have been developed, in the construction of which they di be concreted directly. Read in existing concrete structures it is difficult to attach them to the old concrete. To do this the sensors are mortared. The measurement results are falsified by this embedding mortar.

Der Erfindung liegt somit die Problemstellung zugrunde, ein Ver fahren der eingangs erwähnten Art anzugeben, das zuverlässige Be urteilungen der Korrosionsgefährdung ermöglicht und einfach und kostengünstig ausführbar ist.The invention is therefore based on the problem, a Ver drive of the type mentioned to indicate the reliable loading Assessments of the risk of corrosion made possible and simple and is inexpensive to carry out.

Ausgehend von dieser Problemstellung ist das eingangs erwähnte Verfahren erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß in die Boh rung eine Auskleidung mit einer dünnen Metallschicht eingebracht wird, daß die Metallschicht intensiv an die Wandung der Bohrung gedrückt wird, und daß nach einer vorgegebenen Verweilzeit die Metallschicht aus der Bohrung entfernt und an der Metallschicht aufgetretene Korrosionsspuren als Bild des Korrosivitätsverlaufs in dem Werkstoff ausgewertet werden.Based on this problem, this is what was mentioned at the beginning Method according to the invention, characterized in that in the Boh lining with a thin metal layer is that the metal layer intensely against the wall of the bore is pressed, and that after a predetermined dwell time Metal layer removed from the hole and attached to the metal layer traces of corrosion appearing as a picture of the course of corrosion be evaluated in the material.

Dieses Verfahren kann auch bei schon bestehenden Bauwerken ange wendet werden. Es ist sehr einfach in der Handhabung, da keine komplizierte Meßtechnik oder Elektronik verwendet wird und kann preisgünstig ausgeführt werden.This procedure can also apply to existing structures be applied. It is very easy to use because none complicated measuring technology or electronics is used and can be carried out inexpensively.

Vorzugsweise wird eine plastisch leicht verformbare dünne Metall folie in das Bohrloch eingebracht und vorzugsweise erfolgt das Anpressen der Metallfolie an die Bohrlochwandung mittels eines Injektionspackers. Die Folie wird optisch, d. h. durch Ansehen, auf Anzeichen von Korrosion hin untersucht, so daß keine Laborauswer tungen notwendig sind.Preferably, a plastically easily deformable thin metal foil introduced into the borehole and this is preferably done Press the metal foil onto the borehole wall using a Injection packers. The film is optically, i. H. by watching, on Signs of corrosion examined so that no laboratory evalu are necessary.

Es ist aber auch möglich, die Metallschicht beispielsweise an der Oberfläche eines Elastomerkörpers, beispielsweise durch Aufbringen von Metallpartikeln, auszubilden und diese durch Pressung des Ela stomerkörpers an die Bohrlochwandung zu drücken.But it is also possible, for example, on the metal layer Surface of an elastomer body, for example by application of metal particles, and this by pressing the Ela stomerkörpers to press the borehole wall.

In den Figuren sind beispielhafte Ausführungsarten des Verfahrens dargestellt. Es zeigen:Exemplary embodiments of the method are shown in the figures shown. Show it:

Fig. 1 - eine Draufsicht auf einen Baustoff mit Bohrloch und einen in das Bohrloch eingeführten Injektionspacker und eine Metallfolie; Fig. 1 - a plan view of a building material with a borehole and an injection packer inserted into the borehole and a metal foil;

Fig. 2 - eine Seitenansicht des Bohrlochs mit Injektions packer in nicht gespanntem Zustand und eine Metall folie. Fig. 2 - a side view of the borehole with injection packer in the untensioned state and a metal foil.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, die Korrosionsge fährdung metallischer Stoffe zu beurteilen, die in nichtmetallischen Werkstoffen 1 eingebettet sind, indem direkt die Korrosion einer in den Werkstoff 1 eingebrachten Metallfolie 3 un tersucht wird. Die Metallfolie ist zweckmäßigerweise aus möglichst dem gleichen Material wie das eingebettete Metall. Es wird zu nächst ein Bohrloch 2 in den Werkstoff 1 eingebracht und von Bohr staub gereinigt. Dieses kann z. B. durch Preßluft geschehen. Eine Metallfolie 3 wird in das Bohrloch eingeführt. Dazu wird die Me tallfolie 3 aufgerollt und die Rolle in das Bohrloch eingeführt. Dann wird die Rolle an die Bohrlochwandung 5 angelegt, wofür eine Elastizität des Metalls bereits ausreichend sein kann. Die Größe der Metallfolie 3 ist zweckmäßigerweise so zu wählen, daß die Bohrlochwandung 5 nur durch eine einfache Lage Metall abgedeckt wird. Anschließend wird die Metallfolie 3 gegen die Bohrlochwandung 5 gepreßt. Das Anpressen kann auf verschiedene Art und Weise geschehen. Sehr einfach und sicher läßt sich dieses An drücken der Metallfolie 3 an die Bohrlochwandung 5 durch einen In jektionspacker 4 realisieren. Der Injektionspacker in der bei spielhaften Ausführungsform gemäß Fig. 1 und Fig. 2 besteht aus einem Elastomer-Hohlzylinder 6, dessen Innenseite formschlüssig an einem stabilen Rohr, das in der üblichen Anwendung des Injektions packers als Injektionskanal zum Einpressen von Füllmaterial in ein Bohrloch dient, anliegt. In der beispielhaften Ausführungsform gemäß Fig. 1 und Fig. 2 kann eine Mutter 8 über ein nicht abge bildetes Gewinde in Längsrichtung des Injektionskanals mit Hilfe eines Schraubenschlüssels verschoben werden. Dadurch wird über ein Zwischenstück 9, das zur besseren Zugänglichkeit der Mutter 8 dient, über die Unterlegscheibe ein Druck in Längsrichtung auf den Elastomer-Hohlzylinder 6, der am anderen Ende durch eine zweite Unterlegscheibe 11 und einer zweiten Mutter 12 fixiert wird, aus geübt. Der Injektionspacker 4 wird in das Bohrloch 2, an dessen Wandung 5 die Metallfolie 3 anliegt, hineingestellt und drückt die Folie 3 mechanisch an die Bohrlochwandung 5, indem der Elastomer- Hohlzylinder 6 des Injektionspackers 4 durch Anziehen der Mutter 8 in Längsrichtung zusammengedrückt wird und eine Querdehnung resul tiert. Durch diese Querdehnung wird Druck auf die Metallfolie 3 ausgeübt. Die Metallfolie sollte so beschaffen sein, daß sie unter dem Anpreßdruck plastisch verformbar ist und sich so intensiv ge gen die Bohrlochwandung 5 anlegt. Durch den intensiven Kontakt zwischen der Bohrlochwandung 5 und der Metallfolie 3 wird die Me tallfolie 3 beim Vorliegen aggressiver Bedingungen in dem Werk stoff 1 schnell korrodiert. Nach einer vorgegebenen Verweilzeit der Metallfolie 3 im Bohrloch 2 wird der Anpreßdruck entfernt, die Folie aus dem Bohrloch 2 entnommen und optisch auf Anzeichen von Korrosion hin untersucht.The method according to the invention makes it possible to assess the risk of corrosion of metallic substances which are embedded in non-metallic materials 1 by directly examining the corrosion of a metal foil 3 introduced into the material 1 . The metal foil is expediently made of the same material as possible as the embedded metal. It is first a hole 2 made in the material 1 and cleaned of drilling dust. This can e.g. B. done by compressed air. A metal foil 3 is inserted into the borehole. For this purpose, the metal foil 3 is rolled up and the roll is inserted into the borehole. Then the roll is placed against the borehole wall 5 , for which an elasticity of the metal may already be sufficient. The size of the metal foil 3 is expediently to be chosen so that the borehole wall 5 is covered only by a simple layer of metal. The metal foil 3 is then pressed against the borehole wall 5 . The pressing can be done in different ways. This is very easy and safe to press the metal foil 3 to the borehole wall 5 by an injection packer 4 . The injection packer in the at play embodiment according to FIG. 1 and FIG. 2 is comprised of an elastomeric hollow cylinder 6, the inside of which a form-fitting in a stable tube of the injection packer is used in common use as an injection channel for injecting filling material into a borehole, is present. In the exemplary embodiment according to FIG. 1 and FIG. 2, a nut 8 can be displaced in the longitudinal direction of the injection channel by means of a wrench by means of a thread not formed. As a result, a pressure in the longitudinal direction on the elastomeric hollow cylinder 6 , which is fixed at the other end by a second washer 11 and a second nut 12 , is exerted via an intermediate piece 9 , which serves for better accessibility of the nut 8 . The injection packer 4 is placed into the borehole 2, to the wall 5 of the metal foil 3 abuts and presses the sheet 3 mechanically to the borehole wall 5 by the hollow cylinder 6 of the injection packer 4 is compressed by tightening the nut 8 in the longitudinal direction of the elastomer and a Cross elongation results. This transverse expansion exerts pressure on the metal foil 3 . The metal foil should be such that it is plastically deformable under the contact pressure and is so intensive ge against the borehole wall 5 . By the intensive contact between the borehole wall 5 and the metal foil 3, the Me is tallfolie 3 in the presence of aggressive conditions in the material 1 quickly corroded. After a predetermined dwell time of the metal foil 3 in the borehole 2 , the contact pressure is removed, the foil is removed from the borehole 2 and visually examined for signs of corrosion.

Bisherige Erfahrungen zeigen, daß eine als Metallfolie 3 verwende te Stahlfolie etwa einen Tag in dem Bohrloch 2 verweilen muß, da mit bei chloridverseuchtem Beton als Baustoff 1 beim Vorliegen korrosiver Bedingungen deutlich sichtbare Korrosionsspuren an der Stahlfolie entstehen. Verweilzeiten von mehr als drei Tagen sind nicht sinnvoll, weil dann beim Vorliegen korrosiver Bedingungen bereits eine Durchlöcherung der dünnen Folie auftritt.Previous experience has shown that a steel foil used as metal foil 3 must linger about one day in borehole 2 , since with chloride-contaminated concrete as building material 1, when there are corrosive conditions, there are clearly visible signs of corrosion on the steel foil. Dwell times of more than three days are not advisable, because then, if corrosive conditions exist, the thin film will already perforate.

Die Dicke der Metallfolie 3 wird so bestimmt, daß sie einerseits noch handhabbar ist, andererseits einen intensiven Kontakt mit dem Werkstoff 1 ermöglicht, um mit nicht allzu langen Verweilzeiten der Metallfolie 3 in dem Bohrloch 2 auszukommen. Die Dicke ist daher materialabhängig, liegt jedoch zweckmäßigerweise zwischen 5 µm und 100 µm. Für eine Stahlfolie hat sich eine Dicke von etwa 10 µm bewährt.The thickness of the metal foil 3 is determined in such a way that it is still manageable on the one hand, and on the other hand enables intensive contact with the material 1 in order to avoid having the metal foil 3 dwell in the borehole 2 for too long. The thickness is therefore dependent on the material, but is expediently between 5 μm and 100 μm. A thickness of about 10 µm has proven itself for a steel foil.

Claims

1. A method for assessing the risk of corrosion of embedded metal in a solid non-metallic material, in particular concrete, by drilling a hole in the non-metallic material and measuring corrosion indicators , characterized in that a lining with a thin metal layer ( 3 ) is introduced into the hole is that the metal layer ( 3 ) is pressed intensively against the wall of the bore, and that after a pre-specified dwell time the metal layer ( 3 ) is removed from the bore and on the metal layer ( 3 ) corrosion marks appearing as an image of the course of corrosion in the factory substance can be evaluated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the introduced metal layer ( 3 ) is plastically easily deformable.

3. The method according to claim 1, characterized in that the pressing of the metal layer ( 3 ) on the borehole wall is carried out by a pressure device set in the borehole, which can be changed in its radial extension with respect to the longitudinal axis of the borehole by an existing device in the outer region of the borehole, to generate the contact pressure.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a thin metal foil ( 3 ) is used as the metal layer.

5. The method according to claim 4, characterized in that the thickness of the metal foil ( 3 ) used is preferably between 5 microns to 100 microns.

6. The method according to claim 5, characterized in that at the use of steel foil has a thickness of about 10 µm Has.