OCIMA – Lebensdauerbemessung von
Stahlbetonbauwerken

Online Corrosion Initiation Modeling App

Schützen Sie Ihre Bauwerke vor Schäden durch chloridinduzierte Korrosion und erhöhen Sie deren Lebensdauer. Unsere kostenlose Webapplikation OCIMA (Online Corrosion Initiation Modeling App) ermöglicht die unkomplizierte Überprüfung der Ziellebensdauer auf Bauteilebene und Echtzeit-Optimierung in der Planungsphase.

Warum OCIMA?

Der Bestand an Brückenbauwerken, Tunneln und Stützmauern im Strassennetz besteht zu einem grossen Teil aus Stahl- und Spannbetonkonstruktionen. Sie sind ebenso wie Parkhäuser und Tiefgaragen dem chloridhaltigen Spritz- und Tauwasser ausgesetzt. Bei der Planung dieser Bauwerke standen bisher die initialen Baukosten im Vordergrund. Die Kosten für die spätere Erhaltung und Instandsetzung (Lebenszyklusansatz) wurden bisher nur selten als Entscheidungskriterium bei der Ausschreibung und Vergabe berücksichtigt. Um allfällige Instandsetzungszyklen und daraus folgend die Lebenszykluskosten abzuschätzen, wurde OCIMA ins Leben gerufen. Dieses Tool ermöglicht die unkomplizierte Überprüfung der Ziellebensdauer auf Bauteilebene.

Mit OCIMA können Planer und Bauherren:

1. Ziellebensdauer überprüfen: Das Tool ermöglicht eine präzise Abschätzung der Lebensdauer einzelner Bauteile.
2. Instandsetzungszyklen prognostizieren: Durch die Analyse der erwarteten Instandhaltungsintervalle können zukünftige Maßnahmen besser geplant werden.
3. Lebenszykluskosten optimieren: Die Berücksichtigung der gesamten Lebenszykluskosten führt zu wirtschaftlicheren und nachhaltigeren Bauprojekten.
4. Entscheidungsprozesse verbessern: OCIMA liefert wertvolle Daten und Analysen, die als Entscheidungskriterien bei der Vergabe von Bauaufträgen dienen können

Wie funktioniert OCIMA?

Die Dauerhaftigkeit von Stahlbeton unter Chlorideinwirkung wird in vielen Fällen durch die chloridinduzierte Bewehrungskorrosion bestimmt. Die chloridinduzierte Bewehrungskorrosion ist in der Regel eine lokale Korrosionsform, die häufig durch hohe Korrosionsgeschwindigkeiten gekennzeichnet ist. Aus diesem Grund wird die Lebensdauer häufig konservativ mit der Initiierung der Bewehrungskorrosion gleichgesetzt. Der Transport von Chloriden durch den Überdeckungsbeton wird anhand eines modifizierten Diffusionsgesetzes beschrieben und damit die Chloridkonzentration an der Stahloberfläche im Beton über die Zeit vorhergesagt. Sobald diese Chloridkonzentration einen kritischen Grenzwert, den sogenannten kritischen Chloridgehalt, übersteigt, wird angenommen, dass die Bewehrungskorrosion initiiert.

OCIMA berechnet diesen Initiierungszeitpunkt probabilistisch durch Monte-Carlo-Simulationen mit einem an der ETH Zürich entwickelten Algorithmus.

Wie benutzt man OCIMA?

Das Berechnungstool ist online verfügbar und erfordert keine Vorkenntnisse: Innerhalb von OCIMA wird der Anwender zunächst anhand des Projektstandortes, einer Bauwerksauswahl (Brücke, Tunnel, Parkhaus) und einer zugehörigen Bauteilauswahl (z.B. Brücke → Mittelpfeiler) Schritt für Schritt durch das Programm geführt. Die entsprechende Auswahl wird im Hintergrund direkt in die relevanten Modellparameter übersetzt. Alle Modelleingabeparameter basieren auf anerkannten Literaturangaben und sind über die Infokästchen nachvollziehbar. Ein Handbuch mit weiteren Berechnungshinweisen kann direkt im Programm heruntergeladen werden.

Das Berechnungsergebnis stellt eine Abschätzung der Dauerhaftigkeit in Form einer erreichbaren Nutzungsdauer in Jahren dar. Das Ergebnis kann durch Anpassung der Parameter optimiert werden, z. B. durch Anpassung der Betondeckung. Die Ergebnisanzeige beinhaltet einerseits die mit konventionellem Betonstahl (B500B) erreichbare Lebensdauer und andererseits die mit Top12 als nichtrostende Bewehrung erreichbare verlängerte Lebensdauer. Das Resultat lässt sich zur Dokumentation der Variantenstudie ausdrucken. Für Studienzwecke kann der Zugang zu einer Expertenversion mit weiteren Inputparametern angefragt werden.