Ausblühungen

EinleitungAusblühungen sind Ausfällungen wasserlöslicher Salze, vor allem Calciumhydroxid inForm eines feinen, kristallinen Belages auf Betonoberflächen und lassen sich unterteilen in:

Flächige Ausblühungen am Beton treten bevorzugt im Frühjahr und im Herbst an Bauteilenaus jungem Beton auf. Kombinierte Ausblühungen mit Silikagelausscheidungen werdenunter Alkali-Aggregat-Reaktion abgehandelt.An wasserführenden Rissen können Ausstülpungen und Aussinterungen unabhängig vonder Jahreszeit auftreten.

ErscheinungsformenKalkausblühungen sind in der Regel weisse, schleierartige bis fleckige feine Ablagerungen,welche die Farbe sowie das Erscheinungsbild und Aussehen einerBetonoberfläche verändern können. Auf Sichtbetonoberflächen, insbesondere auf dunklenoder eingefärbten Flächen, sind solche Ausblühungen unerwünscht. Siebeeinträchtigen jedoch weder die Festigkeit noch die Dauerhaftigkeit des Betons.

KalkausblühungenKalkaussinterungenBraunverfärbungen an Betonwaren (verfärbte Kalkausblühungen)

Abb. 8.3.1: Typische Erscheinungsformen von Ausblühungen.

Entstehung und VermeidungKalkausblühungen

UrsacheBei der Hydratation von Zement entsteht Calciumhydroxid (CaOH2). Calciumhydroxid istein wasserlösliches Mineral, dessen Löslichkeit mit abnehmender Temperatur zunimmt.Die Porenlösung eines Betons ist mit Calciumhydroxid gesättigt. Verdunstet dasPorenwasser an der Betonoberfläche, kommt das Calciumhydroxid in Kontakt mit demnatürlichen Kohlendioxid der Luft, so dass sich aus dem CalciumhydroxidCalciumcarbonat (CaCO3) bildet, welches als weisses, wasserunlösliches Mineralauskristallisiert.

Gl. 8.3.1

Die Reaktion des Calciumhydroxids mit dem Kohlendioxid aus der Luft wird alsKarbonatisierung bezeichnet. Die Karbonatisierung beginnt naturgemäss an derBetonoberfläche und dringt langsam in den Zementstein hinein. Das auskristallisierendeCalciumcarbonat bildet nach dem Verdunsten der Porenlösung an der Betonoberfläche dieweissen Kalkausblühungen. Wandert der Verdunstungshorizont im Laufe der Zeit insInnere der Betonrandzone, entsteht weiteres Calciumcarbonat. Das im Innern desBetonkörpers gebildete Calciumcarbonat ist dann jedoch nicht mehr als Ausblühungsichtbar (Tab. 8.1.1 unter Verfärbungen). Im Winter ist sowohl die Gefahr von weissenKalkschleiern als auch die Gefahr von dunklen Flecken gross, da der Verdunstungshorizontentweder an der Oberfläche oder gerade unterhalb der Oberfläche liegt.

Trocknet der Beton oberflächlich ab, werden die Lösungs- und Diffusionsvorgängeunterbrochen und die Ausblühfähigkeit wird bis zur nächstenDurchfeuchtung unterbunden. Wird bereits abgetrockneter Beton, insbesondere im jungenAlter, wieder durchfeuchtet, so kann Calciumhydroxid aus dem Beton gelöst werden undan der Oberfläche als Calciumcarbonat ausblühen. Wasserlachen auf horizontalenBetonoberflächen, Regenwasser oder Kondenswasser unter Plastikfolien während derNachbehandlung können deshalb Kalkausblühungen verursachen. Aus diesem Grunde istdas Ableiten von Regenwasser durch zusätzliche Massnahmen, wie einausreichendes Gefälle bei horizontalen Flächen oder Tropfkanten bei vertikalen Flächen,vorgängig zu planen.

Treten Ausblühungen nur örtlich beschränkt auf, lassen sie sich durch trockenesAbbürsten mit einem Stück Schaumglas oder, unter der Anleitung von Fachleuten und

unter genauer Beachtung der Herstelleranweisungen, mit säurehaltigen Spezialprodukten,wie z. B. verdünnter Aminosulfonsäure oder verdünnter Phosphorsäure, entfernen. LeichteAusblühungen können nach Jahren von selber verschwinden, wenn dasbetreffende Bauteil immer wieder dem Regen (weiches Wasser, saurer Regen) ausgesetztist.

Vorbeugende MassnahmenAusblühungen können aufgrund der Vielzahl von Einflussgrössen oft nicht vermiedenwerden. Dies gilt vor allem für Sichtbeton als auch für Betonwaren. Folgende Massnahmenkönnen das Risiko für Ausblühungen verringern:

Kalkaussinterungen

UrsacheBei stetigem Wasserdurchfluss durch Risse und undichte Fugen oder durch sehr porösenBeton werden grössere Mengen Calciumhydroxid aus dem Zementstein gelöst. BeimAustritt an der Betonoberfläche bilden sich markante Ablagerungen und Krusten,sogenannte Kalkaussinterungen (Abb. 8.3.2).

Herstellen eines möglichst dichten und rissfreien BetonsAbdecken des Spaltes zwischen Schalung und Beton bei der Herstellung von Wändenund Untersichten zum Schutz gegen NiederschlagswasserAbleiten von Niederschlagswasser von angrenzenden BereichenAusschalen von Wandflächen nicht während oder unmittelbar vor NiederschlägenNachbehandeln mit Folien, jedoch darf die Folie die Betonoberfläche nicht berühren,damit kein Tau- oder Kondenswasser an die Betonoberfläche gelangtGrundsätzlich keine wasserzuführende NachbehandlungsmassnahmenSchutz des jungen Betons bei vertikalen oder geneigten Flächen vor ablaufendemWasser. Abdecken der Wandkrone. Betonwaren und Fertigteile in den ersten Tagen nichtdirekt aufeinanderstapelnVerwendung von Zementen, die latent-hydraulische und/oder puzzolanischeZusatzstoffe enthalten. Diese reduzieren den Calciumhydroxidgehalt, bzw. binden einenTeil des Calciumhydroxids in ihren unlöslichen Hydratphasen ein und reduzieren diePermeabilität des Betons. Besonders geeignet sind in dieser Hinsicht die HolcimZemente Modero, Optimo und RobustoAuftragen einer geeigneten Hydrophobierung oder Versiegelung der Betonoberfläche

Abb. 8.3.2: Kalkaussinterungen bei einem Riss.

Vorbeugende MassnahmenFür Aussinterungen gelten die gleichen vorbeugenden Massnahmen wie für

Ausblühungen. Jedoch ist als erste und zwingende Massnahme der Wasserzutrittdurch Risse, undichte Fugen oder stark poröses Gefüge z. B. durch Injektionen oderHydrophobierungen zu beseitigen.

Braunverfärbungen an BetonwarenUrsacheEine spezielle, seltenere Form von Kalkausblühungen sind die Braunverfärbungen, oft auchGelbverfärbungen genannt. Die Verfärbungen werden durch Lösungsvorgänge, meistensdurch lösliche und oxidierbare Eisenverbindungen, kombiniert mit den Kalkausblühungen,verursacht. Dabei gelangen die löslichen Eisenverbindungen über das Porensystem desBetons an die Betonoberfläche, wo sie oxidieren. Selbst bei sehr geringen Mengen kann eszu deutlich sichtbaren gelben bis braunen Verfärbungen kommen. Die Eisenverbindungenkönnen aus dem Zugabewasser, Sand, Zusatzstoff oder auch Zement stammen. Miteinem speziellen Braunverfärbungstest kann das Braunverfärbungspotential vonZementen bestimmt werden. Bei dieser Methode wird das Ausblühen bewusst gefördert,um so die ausblühfähigen und verfärbenden Stoffe gezielt an die Betonoberfläche zutransportieren (Abb. 8.3.3).

Abb. 8.3.3: Braunverfärbungstest: Probe ohne Braunverfärbungspotenzial (links) und mit hohemBraunverfärbungspotential (rechts).

Diese Ausblühungen entstehen unterschiedlich schnell in Abhängigkeit des Porensystemsund der Witterungseinflüsse. Sie können erst nach jahrelanger Bewitterung auftreten, aberin seltenen Fällen auch schon bei jungen Betonwaren. Sie lassen sich nicht entfernen undsind nicht mit Rostfahnen zu verwechseln. Die Braunverfärbungen treten meist bei

Betonwaren bzw. Betonelementen aus erdfeuchtem Beton auf. Diese Betone habenein sehr poröses Gefüge mit vielen Verdichtungsporen und entsprechend höherenWasseraufnahmen und Verdunstungsraten. Meistens entstehen die Verfärbungenunter sommerlichen Bedingungen, wenn sich Befeuchtung und Abtrocknung abwechselnkönnen.

Vorbeugende MassnahmenDas Verfärbungspotential kann mittels betontechnologischer Massnahmen reduziertwerden. Die Sieblinienoptimierung der Gesteinskörnung und der Einsatz vonPortlandkompositzementen, wie z. B. Optimo 4 und Robusto 4R-S, verbessern dieVerdichtbarkeit der Betone und reduzieren die Porosität, beziehungsweiseDurchfeuchtung des Betons. Damit werden die in Lösung gehenden Eisenverbindungenund deren Transport an die Betonoberfläche reduziert. Wird dieVerdunstung behindert, treten keine Braunverfärbungen auf.