Untersuchungsmethoden
Die Schadensanalyse besteht aus Untersuchungen vor Ort (am Bauwerk) und Untersuchungen im Labor (an gewonnenen Baustoffproben). Dabei kommen folgende Untersuchungsmethoden zur Anwendung.
Untersuchungen vor Ort
* Die visuelle Bestandsaufnahme dient der Erfassung des Schadensumfanges, der vorliegenden Expositionen sowie der Festlegung der zu untersuchenden Bereiche. Typische Zustände des Bauwerkes werden in Bildform dokumentiert.
* Die zerstörungsfreie Lokalisierung der Bewehrung erfolgt mit magnetinduktiven Messsystemen, die die Feststellung der Lage einzelner Bewehrungsstäbe mit hoher Genauigkeit ermöglichen. Die marktüblichen Messsysteme können Bewehrung bis in eine Tiefe von ca. 10 cm lokalisieren.
* Die zerstörungsfreie Messung der Betonüberdeckung der Bewehrung erfolgt mit dem gleichen Messsystem wie die Lokalisierung der Bewehrung. Zur zerstörungsfreien Ermittlung der Betonüberdeckung ist es erforderlich, dass der Durchmesser der Bewehrungsstäbe z.B. aus Planunterlagen bekannt ist.
* Die zerstörungsfreie Messung der Druckfestigkeit des Betons' erfolgt mit dem Rückprallhammer nach DIN EN 12504 Teil 2. Bei der Messung wird ein Bolzen mit definierter Kraft gegen die Betonoberfläche geschleudert. Aus der Intensität des Rückpralls kann auf die Festigkeit des Betongefüges rückgeschlossen werden. Um Einflüsse aus der Ungleichmäßigkeit der Betonoberfläche zu vermeiden steht jeder angegebene Festigkeitswert für mindestens 10 Einzelprüfungen. Die zerstörungsfreie Messung der Druckfestigkeit ersetzt nicht die Prüfung der Betondruckfestigkeit nach DIN EN 12390 Teil 3 an Prüfkörpern. Die zerstörungsfrei bestimmte Druckfestigkeit kann für den Nachweis der Gleichmäßigkeit von Ortbeton sowie für die Darstellung von Bereichen oder Flächen geringer Güte oder für beschädigten Beton in Konstruktionen verwendet werden.
* Zur zerstörungsfreie Bewertung des Korrosionszustandes der Bewehrung kann durch Messung des Potenzialfeldes auf der Betonoberfläche vorgenommen werden. Dazu ist die flächige Erfassung des Feldes erforderlich. An einer Sondierungsöffnung ist der bauteiltypische Referenzwert des Potenzialfeldes für den anzutreffenden Korrosionszustand zu ermitteln. Die Detektion korrodierter Stähle setzt umfangreiche Erfahrungen und eine kritische Bewertung des Gesamtzustandes des Bauteils voraus.
* Die zerstörungsarme Bewertung des Korrosionszustandes der Bewehrung basiert auf der lokalen Freilegung der Bewehrung an der Stelle der geringsten Betonüberdeckung im Bauteil. Die Bewertung des Korrosionszustandes erfolgt nach der visuellen Erscheinung der Bewehrungsoberfläche.
* Für die zerstörungsarme Messung der Carbonatisierungstiefe des Betons wird eine frische Betonbruchfläche mit einem geeigneten Indikator - meist Phenolphtaleinlösung - besprüht. Anhand des Tiefenprofils des Farbumschlages lässt sich der Fortschritt der Betonkorrosion ermitteln.
* Die zerstörungsarme Messung der Oberflächenzugfestigkeit der Betonoberfläche erfolgt mit dem Abreißversuch. Dazu werden Prüfstempel mit einer definierten Fläche auf den Beton geklebt. Anschließend werden die Stempel mit einem - meist elektropneumatischen - Prüfgerät mit einer definierten Belastungsgeschwindigkeit von der Oberfläche abgezogen. Der Messwert der Bruchkraft sowie das Bruchbild und die Bruchtiefe lassen Aussagen zur Güte der Betonoberfläche zu. Für Betoninstandsetzungssysteme sind verschiedene Mindestwerte der Oberflächenzugfestigkeit erforderlich.
* Für die erweiterte Untersuchung der Betoneigenschaften ist die Entnahme von Betonproben erforderlich. Im Regelfall erfolgt dies durch die Entnahme von Bohrkernen im Nassbohrverfahren. Um das Bauteil so wenig wie möglich zu schwächen, sollte vor der Bohrung die Bewehrung lokalisiert werden.
* Die Entnahme von Bewehrungsstahlproben sollte nur nach Freigabe durch den Tragwerksplaner erfolgen. Für die Ermittlung der mechanischen Eigenschaften von Bewehrungsstahl im Zugversuch ist die Entnahme von mindestens 35 cm langen Proben erforderlich.
Untersuchungen im Labor
* Die Betrachtung des Betongefüges dient der visuellen Feststellung von Besonderheiten des Betons und der Gesteinskörnung. Diese geben Hinweise auf eventuelle Schadensursachen und den Schadensgrad.
* Die Ermittlung der Druckfestigkeit des Betons erfolgt durch Belastung einer Betonprobe nach DIN EN 12390 Teil 3 bis zum Bruch. Aus dem Verhältnis der belasteten Querschnittsfläche und der Bruchlast errechnet sich die Druckfestigkeit.
* Zur Ermittlung der Rohdichte des Betons wird die Masse einer bestimmten Probe ins Verhältnis zum Volumen der Probe gesetzt (DIN EN 12390 Teil 7). Das Verhältnis entspricht der Rohdichte.
* Die Ermittlung der chemischen Zusammensetzung des Betons erfolgt mit den verschiedensten Analysemethoden. Ziel ist die Ermittlung von Informationen zur Rezeptur des Betons und seiner Komponenten. Anhand dieser Informationen können Ableitungen zum Dauerhaftigkeitsverhalten gezogen werden. Die Auswahl entsprechender Instandsetzungsmaterialien verhindert eventuelle schädigende Reaktionen zwischen Bestandsbeton und Ergänzung. Häufig untersucht werden:
o der Gesamtsulfatgehalt,
o der Gesamtchloridgehalt
* Auch zur Ermittlung betonschädigender Bestandteile kommen unterschiedlichste Analysemethoden (z.B. REM) zur Anwendung. Durch Ermittlung von Art und Anteil schädigender Substanzen sind Aussagen zur Schadensursache der Betonkonstruktion möglich.
Untersuchungsumfang
Der Umfang der durchzuführenden Untersuchungen ist nicht festgelegt. Das Mindestmaß ergibt sich jedoch aus dem zu untersuchenden Bauwerk, der Vielfalt seiner Konstruktionen und Beanspruchungen sowie der statistischen Sicherheit der Einzelaussagen einer Untersuchung.