[Betonpraxis - Holcim] Karbonatisierung und Bewehrungskorrosion

 

---

 

Wie kommt es zur Karbonatisierung?

 

Als Karbonatisierung wird die chemische Reaktion des Kohlendioxids [CO2] der Luft mit dem Calciumhydroxid [Ca(OH)2] des Betons bezeichnet. Sie ist ein Vorgang, der an der Oberfläche des Betons beginnt und langsam ins Innere fortschreitet. Den Beton selber beeinflusst sie positiv, weil sie ihn kompakter macht und seine Festigkeit und Dauerhaftigkeit erhöht. Die Karbonatisierung schützt den Beton gegen das Eindringen von Gasen und Flüssigkeiten. Somit stellt sie für den unbewehrten Beton einen durchaus vorteilhaften Vorgang dar.

 

---

 

Wirkungen der Karbonatisierung im bewehrten Beton

 

Demgegenüber kann die Karbonatisierung indirekt die Bewehrung des bewehrten Betons schwer schädigen. Im nicht karbonatisierten Beton schützt dessen hohe Alkalität (pH > 12) den Stahl vor Korrosion. Weil die Karbonatisierung die Alkalität reduziert (pH < 9), setzt die Korrosion ein, sobald die Karbonatisierungsfront (Abb.3.3.1) die Zone der Bewehrung erreicht hat. Die Korrosion ist mit  einer Volumenvergrößerung der Bewehrung verbunden, die zu einem Absprengen der Betondeckung führen kann (Abb.3.3.2). Der Korrosionsfortschritt der Bewehrungsstäbe wird dadurch stark beschleunigt, womit der Beton rasch seine Gebrauchstauglichkeit und Tragfähigkeit verliert.

 

 

---

 

Geschwindigkeit der Karbonatisierung

 

Die Geschwindigkeit, mit der sich die Karbonatisierungsfront ins Betoninnere bewegt, ist umso höher, je poröser der Beton ist. Sie nimmt mit der Zeit allmählich ab (Abb.3.3.3). Daneben beeinflussen eine Reihe weiterer Faktoren, wie Zementgehalt, Temperaturverlauf, alternierende, dauernde oder überhaupt keine Benetzung mit Wasser die Karbonatisierungsgeschwindigkeit und damit die Karbonatisierungstiefe.

 

 

---

 

Vermeidungsmaßnahmen

 

Um die karbonatisierungsbedingte Bewehrungskorrosion zu vermeiden, muss man dafür sorgen, dass die Karbonatisierungsfront nicht bis zur Bewehrung vor stößt. Dies wird erreicht durch:

• eine allseitige, genügende Überdeckung der Bewehrung, abgestuft zwischen 20 und 65mm gemäß Expositionsklasse und Bewehrungstyp (Details siehe DIN 1045-1, Ziffer 6.3)

• je nach Expositionsklasse eine Zementdosierung von mindestens 280 bzw. 300 kg/m3 fertig verdichtetem Beton (gemäß DIN EN 206-1 und DIN 1045-2) und einen moderaten Wasserzementwert (gemäß Expositionsklasse nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2), um einen Zementstein von möglichst geringer Porosität zu erzielen

• eine nahezu vollständige Verdichtung, d.h. Minimierung des Anteils an Verdichtungsporen

• eine gute Nachbehandlung des Betons, damit die Betonoberfläche auch nach dem Ausschalen  keinen Feuchtigkeitsverlust erleidet und vollständig hydratisieren kann.

 

---

 

- neue Wörter - 

 

1. somit - 따라서, 그러므로
2. demgegenüber - 그에 비해, 그와는 달리
3. absprengen - 폭파하다, 파열하다
4. beschleunigen - 가속화하다, 가속하다
5. allseitig - 모든 방면의, 전반적인
6. abstufen - 차등화하다, 세분화하다, 구분하다
7. moderat - 온건한, 신중한
8. hydratisieren - 화학 수화물로 변화시키다

 

 

---