Die präzise und zerstörungsfreie Bestimmung geometrischer Parameter in Stahlbetonbauteilen offenbart zwar die physische Lage von Stählen, doch der tatsächliche chemische Zustand der Bewehrung bleibt im Verborgenen. Insbesondere bei Bauwerken, die einer intensiven Belastung durch Chloride (z. B. Tausalze in Tiefgaragen oder Meerwasser bei Brücken) oder einer fortschreitenden Karbonatisierung ausgesetzt sind, droht im Inneren des Betons eine unsichtbare Gefahr. Die chloridinduzierte Lochfraßkorrosion (Pitting Corrosion) baut den tragenden Querschnitt des Bewehrungsstahls im Verborgenen ab, ohne dass es an der Betonoberfläche zunächst zu sichtbaren Rissen oder Rostfahnen kommt. Wenn makroskopische Schäden zutage treten, ist die Standsicherheit oft bereits akut gefährdet.
Mit modernen Systemen zur Halbzellenpotenzialmessung steht Bausachverständigen eine hochentwickelte Prüfmethode zur Verfügung. Dieses elektrochemische, zerstörungsfreie Prüfverfahren erlaubt es, die Wahrscheinlichkeit aktiver Korrosionsprozesse flächig zu kartieren, noch bevor mechanische Zerstörungen einsetzen. Der fachgerechte Einsatz dieses Messverfahrens sowie die Interpretation der Potenzialwerte sind für die Ausarbeitung wirtschaftlicher und rechtssicherer Sanierungskonzepte unerlässlich.
Das Herzstück der Halbzellenpotenzialmessung basiert auf der Elektrochemie metallischer Werkstoffe. Im ungestörten Zustand ist der Bewehrungsstahl im Beton durch ein hochalkalischen Milieu (pH-Wert > 12,5) passiviert – eine mikroskopische Oxidschicht schützt ihn vor Rost. Sobald jedoch Chloride bis zur Bewehrung diffundieren oder die Karbonatisierungsfront den Stahl erreicht, bricht diese Passivschicht lokal auf.
An dieser Stelle entsteht eine galvanische Zelle (ein lokales Batterie-Element). Der aktiv korrodierende Bereich fungiert als Anode, an der Eisenionen in Lösung gehen und Elektronen freigesetzt werden. Die Elektronen fließen durch den Stahl zu den umgebenden, noch intakten Bereichen, die als Kathode wirken. Dort reagieren sie mit Wasser und Sauerstoff zu Hydroxidionen. Damit dieser Stromkreis geschlossen wird, wandern im Porensystem des Betons – der als Elektrolyt dient – negativ geladene Ionen von der Kathode zurück zur Anode. Dieses kontinuierliche Ionen- und Elektronenstromfeld erzeugt ein elektrisches Potenzialfeld, das bis an die Betonoberfläche strahlt.
Das Messgerät schaltet sich als hochohmiges Voltmeter in diesen Kreislauf ein. Über eine externe Kabelverbindung wird das Gerät an einer freigelegten Stelle elektrisch leitend mit dem Bewehrungsnetz verbunden. Auf der Betonoberfläche wird der Sensor – eine Kupfersulfat-Stab- oder Radelektrode – in einem definierten Raster über die zuvor befeuchtete Fläche bewegt. Das Gerät misst nun permanent die Potenzialdifferenz (Spannung) zwischen dem variablen Potenzial des Stahls im Beton und dem absolut konstanten Eigenpotenzial der Referenzelektrode.
Die erfassten Rohdaten werden in Millivolt (mV) ausgegeben und direkt an die an eine Auswertesoftware auf dem iPad übertragen. Die Software wandelt die Punkt- oder Rastermessungen in Echtzeit in eine farbcodierte Grafik um, die als Potenzialfeldkarte (Chipping Graph) bezeichnet wird. Die Interpretation dieser Karten erfolgt nach strengen internationalen Richtlinien, allen voran der Norm ASTM C876.
Die Auswertung der gemessenen Potenziale (bezogen auf eine Cu/CuSO4-Halbzelle) gliedert sich in drei statistische Wahrscheinlichkeitsbereiche:
Der große Vorteil für den Bausachverständigen liegt in der flächigen Visualisierung. Statt blindflächig Beton abzustemmen, liefert der Chipping Graph eine präzise Schablone, welche Abschnitte des Bauteils chloridbelastet sind und saniert werden müssen, und welche Bereiche unbeschädigt sind.
Um eine reproduzierbare und rechtssichere Korrosionsanalyse durchzuführen, erfordert die Halbzellenpotentialmessung eine systematische Vorbereitung des Bauteils, die sich grundlegend von der rein geometrischen Bewehrungsortung unterscheidet.
Durch das systematische Abrollen der Fläche entsteht ein lückenloser digitaler Zustandsbericht, der die perfekte, fachlich unanfechtbare Basis für jede anschließende Instandsetzungsplanung nach DAfStb-Richtlinien darstellt.
Dieser Fachbeitrag wurde auf Basis der offiziellen technischen Richtlinien und
herstellerspezifischen Dokumentationen von Proceq SA / Screening Eagle Technologies (insbesondere dem PM8500 Profometer Corrosion User Manual, Revision 1.0, 2023) verfasst.
Die Stahlbetoningenieure Plus GmbH aus Gleiszellen-Gleishorbach ist spezialisiert auf Bauwerksprüfung, Zustandsbewertung und Instandhaltungsplanung von Betonbauwerken – fachkundig, zuverlässig und praxisnah.
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