Neue Messtechnik erkennt Korrosion in Stahlbeton ohne Eingriffe
Viele Bauwerke aus Stahlbeton in der Schweiz stammen aus den 1960er- bis 1980er-Jahren und sind zunehmend von Korrosion bedroht. Das ETH-Start-up Talpa hat eine innovative Methode entwickelt, um Schäden an schwer zugänglichen Stellen frühzeitig zu identifizieren – ohne den Beton aufbrechen zu müssen. Die neue Technik nutzt elektrochemische Messungen über Drainagerohre und ermöglicht eine schnelle und präzise Diagnose.
Stützmauern, Tunnel und Brücken aus Stahlbeton prägen das Schweizer Stadtbild und die Infrastruktur. Doch viele dieser Bauwerke haben bereits mehrere Jahrzehnte auf dem Buckel – und chemische Veränderungen im Beton setzen dem verbauten Stahl zu. Beginnt der Bewehrungsstahl zu rosten, verliert das Bauwerk an Stabilität. Besonders problematisch sind die Schäden an unzugänglichen Stellen, wo herkömmliche Prüfmethoden versagen.
Elektrochemische Messungen als neue Lösung
Bislang mussten Ingenieure Teile des Betons aufbrechen, um Korrosionsschäden zu überprüfen. Ein aufwendiges und oft unzureichendes Verfahren. Talpa hat eine neue Methode entwickelt, die über Drainagerohre funktioniert. Eine spezielle Sonde wird in das Rohr eingeführt und misst mithilfe von elektrochemischen Signalen die Korrosionswahrscheinlichkeit im umgebenden Stahlbeton.
«Das gab es bisher nicht», erklärt Lukas Bircher, einer der Entwickler. «Bisher musste man ganze Betonflächen abtragen, um Schäden zu finden und konnte trotzdem leicht einen kritischen Bereich übersehen.» Mit der neuen Technik können nun ganze Mauerabschnitte systematisch geprüft werden, ohne Zerstörung oder aufwendige Bauarbeiten.
Messungen im laufenden Betrieb – ohne Baustelle
Das Verfahren wurde bereits erfolgreich getestet, unter anderem an einer 200 Meter langen Stützmauer in Zürich-Höngg. Das Prinzip ist eine Sonde die in das Drainagerohr eingeführt und mit aufblasbaren Dichtungen fixiert wird. Anschliessend leitet das System Wasser in den Messbereich, wodurch eine leitfähige Verbindung zwischen den Elektroden der Sonde und dem Stahl im Beton entsteht. Anhand der aufgezeichneten elektrischen Signale kann das Team erkennen, ob und in welchem Ausmass Korrosion vorliegt.
Alle 25 Zentimeter wird eine neue Messung vorgenommen, um den Zustand des gesamten Mauerabschnitts zu erfassen. «So können wir gezielt diejenigen Bereiche identifizieren, die tatsächlich eine Gefahr darstellen», sagt Bircher. «Das spart nicht nur Zeit, sondern auch hohe Kosten für unnötige Eingriffe.»
50 Jahre nach dem Bauboom – Sanierungsbedarf wächst
Viele der heute betroffenen Stahlbetonbauten stammen aus der Boomphase zwischen 1960 und 1980. Besonders Stützmauern aus den 1970er-Jahren enthalten häufig Hohlräume, die Korrosion begünstigen. Bislang mussten Schäden aufwendig durch Stichproben ermittelt werden, mit hohem Risiko, kritische Stellen zu übersehen. Die neue Methode bietet erstmals eine flächendeckende und zuverlässige Analyse.
Von der Forschung zum Start-up Talpa-Inspection
Die Technologie hat so grosses Potenzial, dass Bircher gemeinsam mit zwei Kollegen das Start-up Talpa-Inspection gründet. Der Name «Talpa», lateinisch für «Maulwurf», steht sinnbildlich für die innovative Art, tief verborgene Schäden sichtbar zu machen. Unterstützt durch ein ETH Pioneer Fellowship entwickelt das Team die Technologie weiter und bereitet den Markteintritt vor.
Zukunftsperspektiven, Automatisierung und Skalierung
Aktuell erfolgt die Messung noch teilweise manuell, doch das Team arbeitet bereits an einer automatisierten Version. Ziel ist es, die Sonde robuster zu machen und den Messvorgang weiter zu beschleunigen. Die Nachfrage ist gross. Allein in der Schweiz gibt es über 1’000 Kilometer potenziell betroffener Stahlbetonbauwerke.
«Unsere Methode bietet eine echte Chance, die Lebensdauer bestehender Bauwerke zu verlängern», sagt Bircher. «Wir hoffen, dass sie sich bald als Standardverfahren für die Bauwerksdiagnostik etabliert.»