Betonkorrosion

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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)