Stahlbau Nachrichten - Verlagsgruppe Wiederspahn

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4 Editorial Stahlbau-Nachrichten 2007/2008 Folgende Veranstaltungen sind in Vorbereitung – Brückenbau – Bau von Stadien + Sportstätten – Urbane Zentren VERLAGSGRUPPE WIEDERSPAHN mit MixedMedia Konzepts Biebricher Allee 11 b 65187 Wiesbaden Tel.: 06 11/98 12 920 Fax: 06 11/80 12 52 info@mixedmedia-konzepts.de www.mixedmedia-konzepts.de
Stahlbau-Nachrichten Editorial 5 Dr.-Ing. Volker Adam © DSTV Ursache der Verzinkungsrissbildung geklärt Die Feuerverzinkung von Stahlkonstruktionen hat sich über viele Jahrzehnte als zuverlässiger und langlebiger Korrosionsschutz bewährt. In jüngster Zeit geben Schadensmeldungen über Risse in feuerverzinkten Stahlbauten Anlass zur Besorgnis und werfen Fragen nach den Ursachen auf. Seit Anfang der 2000er-Jahre wurde in einigen Großteil-Verzinkereien eine vom Hersteller empfohlene und vertriebene Zinkschmelze eingesetzt, die auch bei Stählen mit hohem SI-Gehalt eine technisch und wirtschaftlich vertretbare Schichtdicke gewährleisten und eine glänzende Oberfl äche erzeugen sollte. Diese neue Zinkschmelze besaß höhere Legierungsanteile der Elemente Zinn und Bismut und kam häufi g bei weiterhin voller Bleisättigung zur Anwendung. Neuere Untersuchungen bestätigen die Vermutung, dass diese höher legierten Zinkschmelzen die dominierende Rolle als Schadensursache für die fl üssig metallinduzierte Spannungsrisskorrosion (engl.: Liquid Metal Embrittlement LME) spielen. Der stahlschädigende Einfl uss durch höhere Legierungsanteile in Zinkschmelzen ist seit Jahrzehnten bekannt und erstmals 1930 beschrieben worden. Seit Ende des letzten Jahrzehnts wurden vermehrt Risse in Stegen von verzinkten Deckenträgern mit halben Kopfplatten festgestellt, deren Ursache hauptsächlich dieser seitdem als nicht feuerverzinkungsgerecht entworfenen Konstruktion zugeschrieben wurde. Weil die Stahlbaufachwelt über den Einsatz hoch legierter Zinkschmelzen nicht informiert worden war und Verzinkungsrisse normalerweise optisch nicht sichtbar sind, wurde der Blick auf die gleichzeitig und zusätzlich von den geänderten Zinkbädern ausgehende LME-Gefahr verschleiert. Außerdem lenkte der Sonderfall »Halbe Kopfplatte« die Aufmerksamkeit der Fachleute vom eigentlichen LME-Phänomen ab. Erst als die Risse in der Stahlkonstruktion des Stadions Kaiserslautern Ende 2005 entdeckt wurden und der Schadensfall in der Fachwelt publik wurde, begannen umfangreiche Recherchen nach Ursachen und dem Befall anderer in dieser Zeit feuerverzinkter Bauwerke. Nach eineinhalb Jahren Untersuchung liegt nunmehr das Gutachten von Prof. Dr.-Ing. Markus Feldmann, RWTH Aachen, vor, der vom Landgericht Kaiserslautern zur Durchführung des derzeit noch nicht abgeschlossenen Selbstständigen Beweisverfahrens bestellt worden war. Ausschlaggebende Ursache der Rissbildung ist demnach die fl üssigmetallinduzierte Spannungs risskorrosion, die von der extrem hoch legierten Zinkschmelze während des Verzinkungsvorgangs ausgelöst wurde. Mit einem Anteil der Zusatzelemente von bis zu 2,5 % überschritt das verwendete Zinkbad sogar die nach heutigen Erkenntnissen viel zu hohen Grenzwerte der Norm deutlich. Die besonders schädigend wirkenden Zinnanteile lagen sogar bei bis zu 1,28 %. Das Deutsche Institut für Bautechnik DIBt empfi ehlt zurzeit eine Begrenzung auf 0,3 % Zinn, für die neuerdings ein Wert von 0,05 % im Gespräch ist. Feldmann beschreibt in seinem Bericht die Rissbildung wie folgt: »Flüssigmetallversprödung beim Feuerverzinken tritt auf, wenn fl üssig heiße Zinkschmelze die Stahloberfl äche zunächst benetzt und dann, mikroskopisch gesehen, Elemente der Zinklegierung die Korngrenzen des Stahls angreifen und durch Diffusion und Kapillarwirkung zwischen sie gelangen. Je nach Aggressivität der Zinkschmelzenlegierung, der Inkubationszeit und der Widerstandsfähigkeit des Baustahls bedarf es dabei gleichzeitig mehr oder weniger starker mechanischer Belastungen in Form von Spannungen und Dehnungen, um einen Riss initiieren zu lassen.« Die von Seiten der betroffenen Verzinkerei vermuteten Ursachen wie Materialfehler, nicht verzinkungsgerechte Konstruktion, fehlerhafte Verarbeitung oder Montage scheiden laut Gutachter als Schadensgründe unzweifelhaft aus. Nach heutigem Kenntnisstand haben die Verzinkungsbetriebe mittlerweile überwiegend ihre Bäder umgestellt, einzelne Firmen werben sogar mit zinn- und bleifreien Schmelzen. Der Deutsche Ausschuß für Stahlbau DASt erarbeitet zurzeit eine Richtlinie über das Feuerverzinken von Stahlbauteilen, der die neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse zugrunde liegen werden. Sie wird voraussichtlich Anfang 2008 erscheinen und den Status einer Norm haben. Unter diesen Voraussetzungen kann die Feuerverzinkung wieder als zuverlässiges Verfahren zum Korrosionsschutz von Stahlkonstruktionen eingesetzt werden. Trotzdem müssen alle in den Jahren 2000 bis 2006 feuerverzinkten Stahlbauten hinsichtlich der oben genannten Phänomene überprüft und ggf. saniert werden. Volker Adam
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