Bewehrungskorrosion

Fe + H2O + O2 + (K) ---> 2FeO(OH) + H2O

Stahl + Feuchte + Sauerstoff + (aggr. Medien) ---> Korrosionsprodukte

Bewehrungskorrosion Dauerhaftigkeit des Stahls im Beton inAbhängigkeit von derAlkalität

1 Umwandlungszone des Betons (Karbonatisierung)

2 pH 11,5 ... 13,8----> Passivität des Stahls

3 Fe ---> Fe3+ + 3 e-

Ferratbildung

z + k + w ---> Beton

CO2

H2O

aggressive Medien

Karbonatisierungstiefe: Wurzel - t - Gesetz

dc = A · t

Faktor A = f( w/z-Wert, Porosität, LF rel, Zement …)

seit 1945 mehr als 1000 Veröffentlichungen

Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2OH2O

Carbonatisierung

Bewehrungskorrosion

Dauerhaftigkeit von Beton und Stahlbeton

Einfluß des w/z-Werts auf den Gesamtporenraum des Festbetons

Wurzel - t - Gesetz : Der Karbonatisierungsfortschritt nimmt mit der Zeit ab. Die Karbonatisierungstiefe ist proportional dem Faktor √t

Wurzel - t - Gesetz : Der Karbonatisierungsfortschritt nimmt mit der Zeit ab. Die Karbonatisierungstiefe ist proportional dem Faktor √t

tbfz

wad

ck ⋅

−⋅=

dk : Karbonatisierungstiefew/z : Wasser / Zement – Wertfc : Druckfestigkeitt : Zeita, b : sonst. Faktoren

dk : Karbonatisierungstiefew/z : Wasser / Zement – Wertfc : Druckfestigkeitt : Zeita, b : sonst. Faktoren

Carbonatisierung

O-

O

O-

OO-OHOH

O

O

OH-

OH22 2

14131211109876543210

Umschlagpunkt pH = 8.2

Phenolphthalein

dc

Vorkommen Aussehen Zusammensetzung

Ziegelmauerwerk Oberfläche gleichmäßigmit weißem Belag bedeckt

Na2SO4 * 10 H2ONatriumsulfat-decahydrat

Putz- undBetonoberflächen

weiße Krusten, oft ZapfenBsp. Brückenunterseiten

CaCO3 und Ca(OH)2

Calciumcarbonat undCalciumhydroxid

Ziegelmauerwerk,Putz- undBetonoberflächen

schmale Streifen, ofthorizontal in Bodennähe

CaSO4 * 2 H2OGips

Beton, Stallwände,ältereToiletten-anlagen

Oberfläche gleichmäßigoder streifenartig mitweißem Belag bedeckt

Ca(NO3)2 * 4 H2OCalciumnitrat-tetrahydrat,„Mauersalpeter“

Ausblühungen

V e r b i n d u n g e n N a m e L ö s l i c h k e i ti n W a s s e r

S u l f a t eC a S O 4 ⋅ 2 H 2 O C a l c i u m s u l f a t , G i p s -N a 2 S O 4 ⋅ 1 0 H 2 O N a t r i u m s u l f a t , G l a u b e r s a l z +

N i t r a t eM g ( N O 3 ) 2 ⋅ 6 H 2 O M a g n e s i u m n i t r a t + +C a ( N O 3 ) 2 ⋅ 4 H 2 O C a l c i u m n i t r a t + +

C h l o r i d eC a C l 2 ⋅ 6 H 2 O C a l c i u m c h l o r i d +N a C l N a t r i u m c h l o r i d , K o c h s a l z +

C a r b o n a t eN a 2 C O 3 ⋅ 1 0 H 2 O N a t r i u m c a r b o n a t , S o d a +K 2 C O 3 K a l i u m c a r b o n a t , P o t t a s c h e + +C a C O 3 C a l c i u m c a r b o n a t , K a l k - -

Die wichtigsten bauschädlichen Salze

CaCO3 + H2SO4 + 2 H2O → CaSO4 ⋅ 2 H2O + CO2 + H2O ca. 100 %

MgCO3 + H2SO4 + 7 H2O → MgSO4 ⋅ 7 H2O + CO2 + H2O ca. 430 %

Al2O3 + 3 H2SO4 + 15 H2O → Al2(SO4)3⋅ 18 H2O ca. 1400 %

1. Probenentnahme

2. Carbonat-Nachweis

3. Herstellung eines wässrigen Auszugs

4. pH – Messung

5. Sulfat-Nachweis

6. Chlorid-Nachweis

1. Probenentnahme

2. Carbonat-Nachweis

3. Herstellung eines wässrigen Auszugs

4. pH – Messung

5. Sulfat-Nachweis

6. Chlorid-Nachweis

Nachweis der Ausblühungen

Salz (Anion)

Nachweis Formel

Calciumsulfat Ca(OH)2 + SO3 → CaSO4 + H2O

Sulfatnachweis Fällung mit Barrytwasser als Bariumsulfat, weißer Niederschlag

SO42- + Ba2+ →

BaSO4↓↓↓↓

Calciumcarbonat Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

Carbonatnachweis Zersetzung durch Säure, Gasentwicklung

CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2 ↑↑↑↑

Nachweis der Ausblühungen

Carbonat

Bildung:Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

Nachweis: Carbonat-Nachweis durch CO2-Freisetzung nach Säurezugabe

CaCO3 + 2 HCl CaCl + H2O + CO2

Carbonat

Bildung:Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O

Nachweis: Carbonat-Nachweis durch CO2-Freisetzung nach Säurezugabe

CaCO3 + 2 HCl CaCl + H2O + CO2

Nachweis der Ausblühungen

Sulfat

Bildung:Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2O

Nachweis: Sulfat-Nachweis durch Fällung als Bariumsulfat nach Zugabe von Barrytwasser

SO42- + Ba2+ BaSO4

Sulfat

Bildung:Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2O

Nachweis: Sulfat-Nachweis durch Fällung als Bariumsulfat nach Zugabe von Barrytwasser

SO42- + Ba2+ BaSO4

Nachweis der Ausblühungen

Sulfatnachweis

Fällung mit Barytwasser (Bariumhydroxid)als Bariumsulfat

SO42- + Ba2+ ----> BaSO4 ↓

Chlorid

Bildung:Ca(OH)2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O

Nachweis: Chlorid-Nachweis durch Fällung als Silberchlorid nach Zugabe von Silbernitrat

Cl- + Ag+ AgCl

Chlorid

Bildung:Ca(OH)2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O

Nachweis: Chlorid-Nachweis durch Fällung als Silberchlorid nach Zugabe von Silbernitrat

Cl- + Ag+ AgCl

Nachweis der Ausblühungen

Chloridnachweis

Fällung mit Silbernitrat-Lösungals Silberchlorid

Cl- + AgNO 3 ----> AgCl ↓ + NO3-

Nitratnachweis

Ringbildung an der Schichtgrenzezwischen Probelösung + Eisen(II)-Sulfatund konzentrierter Schwefelsäure

3 Fe2+ + NO3- + 4 H+ ----> NO + 3 Fe3+ + 2 H2O