12. Kolloquium Parkbauten - Februar 2026 205 Elektrochemische Chloridextraktion (ECE) - Was ist möglich? Ein Bericht zum aktuellen Stand der Technik Dipl.-Ing. (FH) Armin Faulhaber instakorr GmbH, Schaafheim Zusammenfassung Durch neuartige Elektrolyte und bessere Steuerungs- und Monitoringsysteme können größere Elektrochemische Chloridextratkionen (ECE) durchgeführt werden. Das Verfahren gewinnt immer mehr an Bedeutung hinsichtlich der steigenden Nachfrage, nach ökologischen und nachhaltigen Instandsetzungsverfahren. Zudem wird der Substanzerhalt gegenüber dem Neubau in Zukunft einen immer wichtigeren Stellenwert in der Gesellschaft einnehmen. Durch neuartige und innovative gelartige Elektrolyte wird die ECE deutlich effektiver hinsichtlich des aufgeprägten elektrischen Feldes. Hierdurch wird die Anwendung sicherer und schneller. 1. Einführung Die ECE stellt ein etabliertes, jedoch in der Praxis nach wie vor relativ selten angewendetes Verfahren der Betoninstandsetzung dar. Sie basiert auf der gerichteten Migration von Chloridionen im elektrischen Feld und ermöglicht eine signifikante Reduzierung chloridinduzierter Korrosionsrisiken, ohne die Tragstruktur mechanisch zu schwächen. Durch das Anlegen eines äußeren Gleichstromfeldes werden freie korrosionsaktive Chloride aus der Bewehrungsnähe in Richtung einer temporären Anodenlage, welche auf der Betonoberfläche appliziert wird, transportiert und aus dem Beton ausgetragen. Obwohl die technische Wirksamkeit der ECE seit vielen Jahren nachgewiesen ist, wurde das Verfahren lange Zeit nur zurückhaltend eingesetzt. Insbesondere die komplexe Ansteuerung größerer Extraktionsflächen sowie inhomogene Feuchtigkeitsverhältnisse im Elektrolytträgermaterial stellten große Herausforderungen dar. Lokale Austrocknungen führten zu ungleichmäßigen Stromverteilungen, ineffizienten Extraktionsraten und teilweise zu unerwünschten Überspannungen innerhalb des Betonquerschnitts. Moderne Steuerungs- und Monitoringtechnologien haben diese Limitierungen jedoch maßgeblich reduziert. Segmentierte oder adaptive Stromregelungen, kontinuierliche Potenzialmessungen sowie präzise Feuchtemanagementsysteme ermöglichen heute eine robuste und reproduzierbare Prozessführung. Zudem stehen neue Elektrolytmaterialien mit verbesserten Benetzungseigenschaften und höherer Ionendurchlässigkeit zur Verfügung, die eine deutlich homogenere Extraktion gewährleisten. Dadurch ist die ECE heute sicherer, zuverlässiger und technisch beherrschbarer als je zuvor. Ein wesentlicher Vorteil dieses Verfahrens liegt darüber hinaus in seiner hervorragenden Nachhaltigkeitsbilanz. Im Gegensatz zu herkömmlichen Instandsetzungsmaßnahmen wie Betonabtrag und Betonersatz - oder gar dem Ersatzneubau ganzer Bauteile - erfolgt die Instandsetzung ohne Eingriff in den tragenden Betonquerschnitt. Es werden weder große Materialmengen abgetragen noch energieintensive Baustoffe in vergleichbarem Umfang neu eingesetzt. Dadurch sinkt sowohl der Rohstoffverbrauch als auch der CO₂-Fußabdruck der Maßnahme signifikant. Gleichzeitig wird die Lebensdauer des Bestandsbauwerks verlängert, was den Bedarf an ressourcenintensiven Ersatzbauwerken deutlich reduziert. Dieser substanzschonende Charakter macht die ECE besonders attraktiv für Parkbauten und andere Infrastrukturen, deren nachhaltige Erhaltung zunehmend im Fokus steht. Das Verfahren bietet eine technisch wirksame, wirtschaftliche und zugleich ökologisch sinnvolle Alternative zu konventionellen Instandsetzungsstrategien. 2. Verfahren Elektrochemische Chloridextraktion Die ECE zählt, wie der Kathodische Korrosionsschutz von Stahl in Beton (KKS), zu den elektrochemischen Verfahren, die es ermöglichen, die Korrosion von Stahl in Beton zu reduzieren. Im Gegensatz zum KKS, der eine dauerhafte Installation im Bauwerk darstellt, bei der die korrosionsauslösenden Chloride im Beton verbleiben und eine kontinuierliche Schutzstrombeaufschlagung durch die in das Bauwerk eingebrachten Anoden benötigt wird, ist die ECE eine einmalige temporäre Anwendung auf der Betonoberfläche, die zum Ziel hat, die korrosionsauslösenden Chloride aus dem Bauwerk zu entfernen. 2.1 Rechtliche Grundlage Die ECE wird über die DIN EN 14038-2 Elektrochemische Realkalisierung und Chloridextraktionsbehandlungen für Stahlbeton - Teil 2: Chloridextraktion [1] technisch beschrieben und wurde im Oktober 2020 in seiner aktuellen Form veröffentlicht. Diese Norm ist in Deutschland noch nicht bauaufsichtlich eingeführt. Weiterhin sind von den Instandsetzungsverfahren welche in der DIN EN 1504-9 [2] aufgeführt sind nicht alle in die neue TR Instandhaltung (TR-IH) [3] übernommen worden, obwohl diese vorher in der Instandsetzungsrichtlinie [4] enthalten waren, siehe Tabelle 1. 206 12. Kolloquium Parkbauten - Februar 2026 Elektrochemische Chloridextraktion (ECE) - Was ist möglich? Anzumerken ist auch, dass der Teil 9 der DIN EN 1504, ebenfalls nicht eingeführt ist. Tab. 1: Übersicht der Instandsetzungsprinzipien nach DIN EN 1504 Teil 9 und der TR-Instandhaltung Instandsetzungsprinzip/ -verfahren DIN EN 1504-9 TR-IH 7. Erhalt oder Wiederherstellung der Passivität 7.1 Erhöhung der Betondeckung mit zus. Mörtel oder Beton 7.2 Ersatz von schadstoffhaltigem oder karbonat. Beton 7.3 Elektrochemische Realkalisierung von karbonat. Beton 7.4 Realkalisierung von karbonat. Beton durch Diffusion 7.5 Elektrochemische Chloridextraktion 7.6 Füllen von Rissen oder Hohlräumen 7.7 Beschichtung 7.8 Lokale Abdeckung von Rissen (Bandagen) Somit ist eine Aufklärung des Bauherrn über die Anwendung dieses Instandsetzungsprinzips 7.5 erforderlich und eine Aufnahme der Norm in die vertraglich vereinbarten anzuwendenden Regelungen empfehlenswert, sowie einer Rückversicherung bei der zuständigen Obersten Baubehörde des Bundeslandes in der die sich das Instandsetzungsobjekt befindet, ob eine Zustimmung im Einzelfall (ZiE) oder eine vorhabensbezogene Bauartengenehmigung (VbG) erforderlich ist. 2.2 Verfahrensbeschreibung Identisch zum KKS erfolgt die Installation auf der Betonoberfläche, jedoch wird die extern aufgebrachte Anode nicht in einem mineralischen Mörtel oder Beton eingebettet, sondern in einem saugfähigen Trägermaterial, welches mit einem flüssigen Elektrolyten benetzt wird. Diese Trägermaterial/ Elektrolyt-Kombination, mit zwischenliegender Anode, ermöglicht den elektrischen Stromfluss hin zur Bewehrung. Durch die Schaltung der Anode an den Plus-Pol einer Gleichspannungsquelle und dem Anschluss der Bewehrung über den Minus-Pol der gleichen Spannungsquelle wird ein gerichtetes elektrisches Feld aufgeprägt. Abb. 1: schematische Darstellung der Strompfade und Ionenbewegungsrichtung Im Gegensatz zum KKS wird beim ECE mit deutlich höheren Spannungen und Strömen gearbeitet. Übliche Spannungsbereiche beim KKS liegen zwischen zwei und fünf Volt als Einspeisespannung und resultierenden Schutzströmen von 2 bis 15 mA/ m²-Stahloberfläche. Beim ECE wird weiter im Bereich der Kleinstspannung geblieben, jedoch wird hier eine Treibspannung zwischen Anoden und Bewehrung von bis zu 40 V angelegt. Hierbei werden Extraktionsströme von teilweise mehreren Ampere pro Quardratmeter Stahloberfläche (A/ m²) generiert. Abb. 2: Schematische Darstellung des ECE 12. Kolloquium Parkbauten - Februar 2026 207 Elektrochemische Chloridextraktion (ECE) - Was ist möglich? 3. Verfahren ECE an großen Flächen 3.1 Projektvorstellung Der Münchner Gebäudekomplex Mediaworks an der Rosenheimer Straße wurde in den 1930er Jahren errichtet. Nach der Errichtung wurde das Gebäude als Munitionsfabrik genutzt. Nach dem 2. Weltkrieg wurde die Immobilie als Textilfabrik für die Herstellung von Bekleidung genutzt. In den letzten beiden Jahrzehnten war sie die Büroadresse von vielen internationalen Marken und Unternehmen. Abb. 3: Luftansicht MWM vor Beginn der Revitalisierung [5] Der in die Jahre gekommene Komplex mit ca. 96.000-m² Geschossfläche wird grundlegend revitalisiert und in LOVT Munich umbenannt. Hierbei wird so weit wie möglich der Bestand erhalten. Die Stahlbetonkonstruktion wird instandgesetzt und nur nicht reparable Bereiche abgerissen und neu aufgebaut. Nach der Revitalisierung soll das Gebäude 47.000 m² modernste Büroflächen bieten. Des Weiteren ist geplant, 460 PKW-Stellplätze zu realisieren, 8.000 m² öffentlich zugängliche Dachterrassen und Grünflächen zu gestalten und 60.000 Bienen ein Zuhause zu geben. Abb. 4: Animation des fertigen Objektes LOVT [6] Über den langen Nutzungszeitraum des vierstöckigen Gebäudes sind Chloride in die Betonstruktur eingedrungen, die nun eine chloridinduzierte Lochkorrosion des verbauten Glattstahls verursachen. Zumeist erwartet man Chloridkontaminationen und damit einhergehende Korrosion des Bewehrungsstahl in Bauwerken, wie Parkhäusern, Tiefgaragen, Tunneln oder Brücken, in denen Tausalze direkt verwendet oder durch Fahrzeuge eingetragen/ eingeschleppt werden, aber üblicherweise nicht in Wohn- oder Bürogebäuden. Der Chlorideintrag auf allen Ebenen der drei Gebäudeteile lässt sich vermutlich auf die ursprünglichen Nutzungen des Bauwerks zurückführen: Zunächst diente es als Munitionsfabrik zur Herstellung von Sprengstoffzündern, später erfolgte eine Umnutzung zur Textilproduktion, in der Bekleidung gefertigt wurde. Für den Erhalt der Bestandsflächen wurde für die mit Chloriden kontaminierten Bereiche auf Bodenflächen in drei Teilgebäuden des Gebäudekomplexes das Verfahren Elektrochemische Chloridextraktion (ECE) von dem untersuchenden und planenden Ingenieurbüro für die Tragswerksplanung und Stahlbetoninstandsetzung, Berk + Partner Bauingenieure GmbH, ausgewählt. Dieses zerstörungsfreie Verfahren erlaubt es, ohne Betonabtrag und Freilegung der tragenden Bewehrung der Geschossdecken, die korrosionsauslösenden Chloride aus dem Bauwerk zu extrahieren. Somit können komplexe statische Bauzustände und große Betonabträge und Reprofilierungen samt Schalungsarbeiten an der Stahlbetonrippendecke vermieden werden. Im Zuge der Ist-Zustandsuntersuchung wurde eine Eingrenzung der zu extrahierenden Flächen durchgeführt. Hierbei wurden Probeöffnungen, vollflächige Potentialfeldmessungen und tiefengestaffelte Bohrmehlproben verwendet. Aufgrund der getrennten Gebäude 1300, 1400 und 1500 wurden diese in drei aufeinanderfolgende Bauabschnitte ausgeführt. Abb. 5: Aufteilung der Gebäudeteile in verschiedene Bauabschnitte [7] Abb. 6: Gebäude 1500 nach Rückbau und vor ECE 208 12. Kolloquium Parkbauten - Februar 2026 Elektrochemische Chloridextraktion (ECE) - Was ist möglich? Aufgrund der Gesamtgröße der Extraktionsflächen (ECE-Flächen) pro Gebäude wurde die notwendige Leistung (notw. Leist.) pro Ebene berechnet. Dabei wurden 0,75 A/ m²-Betonoberfläche als mittlere Stromdichte während eines Zyklus angesetzt. Die Aufteilung der Leistung erfolgte auf mehrere Netzteile (NT) und mehrere Schaltschränke, siehe Tabelle 2. Tab. 2: Übersicht Extraktionsflächen und geplanter Stromfluss sowie Berechnung der Anzahl der 3.000 W Netzteile (NT) Geb. Etage ECE- Fläche notw. Leist NT Ber. NT inst. [-] [m²] [A] [n] [n] 1500 3.OG 85 64 1,0 4 2.OG 316 237 3,8 4 1.OG 173 130 2,1 2 EG 352 264 4,2 4 Summe 926 695 14 1400 3.OG 23 17 0,3 2 2.OG 250 188 3,0 4 1.OG 66 50 0,8 2 EG 50 38 0,6 2 Summe 389 292 10 1300 2.OG 231 173 2,8 4 1.OG 92 69 1,1 2 EG 109 82 1,3 2 Summe 432 324 8 Gesamt 1.747 In Abbildung 7 ist exemplarisch das 2. OG des Gebäudes 1500 mit seinen zu extrahierenden Flächen dargestellt. Zur differenzierten Ansteuerbarkeit der einzelnen Flächen wurden alle Einzelflächen größer 40 m² mit Unterzonen ausgestattet. Abb. 7: Grundriss Gebäude 1500 mit Darstellung der ECE-Flächen (orange hinterlegt) 2. OG mit 316 m² Abb. 8: Geb. 1500 2.OG mit installierten Bodenflächen ECE Für die berechnete mittlere Leistungsaufnahme von 695-A und mit einer maximalen Einspeisespannung von 40- V, ergibt sich eine mittlere Leistungsaufnahme in Höhe von 22.800 W. Da mit höheren Leistungsaufnahmen zu Beginn eines jeden Extraktionszyklus zu rechnen ist und zudem Sicherheitsbeiwerte für die elektronischen Netzteile berücksichtigt werden mussten, wurden in Summe 16-Netzteile mit einer maximalen Leistungsabgabe von 48.000-W und mehr als 1.000-A verteilt auf 8-Schaltschränke geplant und gebaut. 12. Kolloquium Parkbauten - Februar 2026 209 Elektrochemische Chloridextraktion (ECE) - Was ist möglich? Abb. 9: Übersicht der installierten CAB|ONE Schaltschränke mit einer Summenleistung von 1.008 A und 48.000 W Als Monitoring- und Steuerungssystem kommt das CA- B|ONE System zum Einsatz, das es ermöglicht, alle Schaltschränke mit nur einem Verbindungskabel ansteuern zu können. Die komplette Anlage wird remote betrieben und überwacht. Alle Daten werden per täglichem Backup zusätzlich gesichert. Das System ermöglicht per Alarmmeldung Ausfälle, Überspannungen oder -ströme innerhalb von 30 Sekunden an die Zentrale zu melden. Nach zwei dreiwöchigen Extraktionszyklen des Gebäudes 1500 konnten an 98 % der Flächen eine Reduktion der Chloridkonzentration auf Werte unter 0,4 M%-bez. Zementgehalt auf Bewehrungslage erreicht werden. Im Zuge dieser beiden Zyklen wurden im Mittel 1.105 Ah/ m²-Stahloberfläche appliziert. Zu Beginn des zweiten Zyklus wurden zeitweise im Tagesmittel 825,4-A eingeleitet. Das entspricht einer mittleren Stromdichte von 1,45-A/ m² über einen Tag. An den verbleibenden restlichen drei Teilflächen mit in Summe 45 m², an denen noch keine ausreichende Minimierung der Chloridkonzentration auf Höhe der Bewehrung erreicht wurde, wird aktuell ein dritter Zyklus durchgeführt. Durch den effektiven Einsatz der Dezentralisierung mit neuester Hardware konnten die Leistungsanforderungen von bis zu 1.000-A Gesamtleistung angewandt werden und großflächige Abbrüche der Rippendecken vermieden werden. Abb. 10: Aufaddierter Summenstrom eines Schaltschrankes, Geb. 1400 Ebene 1 210 12. Kolloquium Parkbauten - Februar 2026 Elektrochemische Chloridextraktion (ECE) - Was ist möglich? 4. Neue Entwicklung im Bereich der ECE Eine der größten Herausforderungen bei der ECE ist neben der Kontrolle der großen Stromdichten die Entgegenwirkung gegen die Austrocknung des Elektrolytträgermaterials, welches auf der Betonoberfläche appliziert wird und in der die Anode eingebettet ist. Da der satt getränkte Feststoff zur Abgabe von Feuchtigkeit an die trocknere Umgebungsluft und an den Betonuntergrund neigt, erhöhen sich hierdurch die Widerstände in Teilbereichen und somit auch der Gesamtwiderstand. Zusätzlich sind vertikale oder Überkopf-Installationen schwer zu realisieren, da das Eigengewicht der Elektrolyt/ Trägermaterial-Kombination zu einem schnelleren Austritt der Elektrolytflüssigkeit führt. Durch die physikalisch gegebene Austrocknung erhöht sich der Widerstand im Elektrolytträgermaterial und die Übergangswiderstände zwischen Anode und Elektrolytträgermaterial sowie zwischen Elektrolytträgermaterial und Betonoberfläche. Hierdurch wird die Effektivität der Chloridextraktion reduziert, da bei gleichbleibender Einspeisespannung der Extraktionsstrom sinkt, durch den steigenden Widerstand. Abb. 11: ECE-Anwendung an Stützensockel aus dem Jahre 2013 Der Austrocknung des Trägermaterials wird durch händische Nachtränkung oder installierte Befeuchtungssysteme entgegengewirkt. Dies ist jedoch schwierig zu steuern, da es schnell zu Differenzen im flächigen Widerstand in der Extraktionsfläche führen kann, was es zu vermeiden gilt. Aufgrund dieser bestehenden Problematiken wurde das Chloridextraktionsgel X-Salt entwickelt. Dieses Gel ersetzt den flüssigen Elektrolyt samt dem festen Trägermaterial. Die Applikation erfolgt direkt auf der Betonoberfläche. Aufgrund seiner Viskosität und Klebekraft kann es auch direkt auf vertikalen Flächen aufgetragen werden und ermöglicht eine vollständige Umhüllung der Oberfläche der Anoden. Abb. 12: Applikation von X-Salt auf Anodenfläche in Systemschalung Durch die Aufspachtelung des Gels auf die Betonoberfläche entsteht eine 100 %-ige Benetzung auf den vorbereiteten Betonflächen. Auf diese Weise werden die beeinflussbaren Elektrolyt- und Übergangswiderstände auf ein Minimum reduziert und die Stromausbeute maximiert. In Praxisanwendungen konnten Stromdichten von über 3,0 A/ m²-Betonoberfläche an vertikalen Bauteilen (Stützensockel) aufgeprägt werden. Abb. 13: Strom-/ Spannungsdiagramm über die Zeit; Anwendung auf 4 m² Stützenfläche; 1. Zyklus Durch die konsequente Weiterentwicklung der Systemschalung mit X-Salt als Elektrolyt ist auch die Weiternutzung des Objektes während der Extraktion durch den Nutzer möglich, siehe Abbildung 14. 12. Kolloquium Parkbauten - Februar 2026 211 Elektrochemische Chloridextraktion (ECE) - Was ist möglich? Abb. 14: Nutzung Tiefgarage während ECE Mit der Verwendung des Gels konnten folgende Herausforderungen, die mit dem ECE einhergehen, deutlich verbessert werden: • Feststoffträgermaterial mit Elektrolyttränkung → Nur noch eine Komponente (Gel) • Schnelle Austrocknung des Elektrolyträgermaterials → Gel ist dauerfeucht über einen Zyklus • Ansäuerung an Betonoberfläche mit Betonkorrosion → Gel hat pH 14 + Pufferkapazität • Inhomogenes Widerstandsverhalten → Gel benetzt 100-% der Betonoberfläche, auch bei rauen Oberflächen • Alte Transformatoren hatten hohe Verlustleistungen → Energieeffizienz bei CAB|ONE System deutlich höher • Spannungsverluste behinderten die Effizienz des ECE → Durch geringere Systemwiderstände höherer Extraktionsstrom, was die Behandlungsdauer reduziert Die Weiterentwicklung der Materialien und Anwendungstechnik sorgt für eine sicherere und effektivere Ausführung der ECE, auch bei größeren Flächen. Durch die Steigerung des Stromflusses wird die Anwendungsdauer des ECE reduziert. Literatur [1] DIN EN 14038-2: Elektrochemische Realkalisierung und Chloridextraktionsbehandlungen für Stahlbeton — Teil 2: Chloridextraktion; 2020-10; Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin [2] DIN EN 1504-9: Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken - Definitionen, Anforderungen, Qualitätsüberwachung und Beurteilung der Konformität - Teil 9: Allgemeine Grundsätze für die Anwendung von Produkten und Systemen; 2008-11; Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin [3] Instandhaltung von Betonbauwerken (TR Instandhaltung): Teil 1 - Anwendungsbereich und Planung der Instandhaltung; 2020-05; Deutsches Institut für Bautechnik [4] Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen (Instandsetzungs-Richtlinie): Teil 1: Allgemeine Regelungen und Planungsgrundsätze; 2001-10; Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) [5] Google Earth: Satellitenbild der Region München, aufgenommen am 12.11.2024; Google LLC, 1600 Amphitheatre Parkway, Mountain View (CA), USA. Datenbasis: © Google, Maxar Technologies. [6] LOVT Munich: Bildmaterial von der Website; Jahr 2024; URL: https: / / www.lovt-munich.com; Abrufdatum: 02.11.2024 [7] MK SiteView/ MK Timelapse: Bildmaterial von der Website; Jahr 2025; URL: https: / / www.mksiteview. mktimelapse.com; Abrufdatum: 05.05.2025