Karbonatisierung

Die Artikel Carbonatisierung (Beton) und Betonkorrosion überschneiden sich thematisch. Hilf mit, die Artikel besser voneinander abzugrenzen oder zu vereinigen. Beteilige dich dazu an der Diskussion über diese Überschneidungen. Bitte entferne diesen Baustein erst nach vollständiger Abarbeitung der Redundanz. TomAlt 16:26, 2. Aug. 2008 (CEST)

Betonkorrosion oder Carbonatisierung ist eine chemische Reaktion, die in jedem Beton abläuft. Durch die Carbonatisierung wird in der Porenlösung des Betons gelöstes Ca(OH)₂ (Portlandit) in CaCO₃ (Kalkstein) umgewandelt. Dabei laufen folgende Teilreaktionen ab:

Lösen des kristallinen Portlandit

$\mathrm{Ca(OH)_2 \ \rightarrow \ Ca^{2+}+2OH^-}$

Lösen von CO₂ im alkalischen Porenwasser

$\mathrm{CO_2 + H_2O\ \rightarrow \ H_2CO_3}$

Neutralisation von Ca(OH)₂ durch H₂CO₃

$\mathrm{Ca(OH)_2 + H_2CO_3 \ \rightarrow \ CaCO_3 + 2\,H_2O}$

Folge der Reaktion ist die Verringerung des pH-Wertes der Porenlösung von durchschnittlich 12,5 auf unter 9. Bei pH-Werten oberhalb 10 bildet sich auf der Oberfläche des im Beton eingebetteten Bewehrungsstahls eine Passivierungsschicht, die den Stahl dauerhaft vor Bewehrungskorrosion schützt. Sinkt der pH-Wert im Beton, besteht die Gefahr von strukturellen Schäden an der Stahlbetonkonstruktion.

Die Geschwindigkeit der Betonkorrosion ist von folgenden Faktoren abhängig:

Exposition des Betons – Trockene Betone in Innenräumen oder an witterungsgeschützten Einbauorten carbonatisieren langsamer als Betone, die der freien Bewitterung ausgesetzt sind.

Alter des Betons – Die Carbonatisierungsgeschwindigkeit verringert sich mit zunehmendem Betonalter nach dem Wurzel-Zeit-Gesetz. aufgrund dieses Zusammenhangs lassen sich Aussagen zum Carbonatisierungsfortschritt treffen.

Porosität des Betons – Aufgrund der größeren Oberfläche carbonatisieren poröse Betone schneller als dichte Betone.

Durch Besprühen mit 1-prozentiger ethanolischer Phenolphthaleinlösung lässt sich der Carbonatisierungsfortschritt an der frischen Betonbruchstelle visualisieren. Bei pH-Werten zwischen 8,2 und 9,8 findet ein Farbumschlag von farblos (neutral) zu violett (alkalisch) statt.

Siehe auch

• Schäden an Betonbauwerken
• Betoninstandsetzung

Weblinks

• Concrete corrosion (englisch)