Chlorid in karbonatisierendem Beton (PDF)

Die Bemessung der Dauerhaftigkeit von Bauwerken aus Stahl- und Spannbeton rückt immer mehr in den Vordergrund. In den neuen Normen DIN 1045 bzw. EN DIN 206 ist die Dauerhaftigkeit, welche durch die Expositionsklassen berücksichtigt wird, einbezogen worden. Sie nimmt somit den gleichen Stellenwert wie die Festigkeitsklassen und die Konsistenzklassen ein. Es existieren insgesamt sieben Expositionsklassen. Die in der Arbeit relevante Expositionsklasse ist die Einwirkung auf die Bewehrung, da sowohl der Chlorid-Angriff als auch die Karbonatisierung zu Korrosionsschäden führen. Für die Einwirkung auf die Bewehrung können folgende Unterscheidungen getroffen werden:
• XC Beanspruchung durch Karbonatisierung
• XD Beanspruchung durch Chlorid-Einwirkung aus Taumitteln
• XS Beanspruchung durch Chlorid-Einwirkung aus Meerwasser
Die Expositionsklassen werden wiederum in bis zu vier Stufen untergliedert. Die Schäden an Bauwerken werden hauptsächlich durch Eindringen von Feuchtigkeit und Schadstoffen verursacht. Die Korrosion selbst ist nicht Gegenstand der Arbeit, jedoch müssen die Untersuchungen in der vorliegenden Arbeit, die sich hauptsächlich mit der Bindung von Chlorid im nicht karbonatisierten und im karbonatisierten Zementstein beschäftigt, im Gesamtzusammenhang gesehen werden. DesWeiteren wird die Mikrostruktur des Betons durch die Zementart, den Wasser-Zement-Wert und infolge der Karbonatisierung verändert. Die Änderung der Mikrostruktur und die Bindungsverhältnisse wirken sich direkt auf die freie Chlorid-Konzentration der Porenlösung aus. Nur die nicht gebundenen Chlorionen sind korrosionsaktiv. Durch die Karbonatisierung verändert sich der pH-Wert der Porenlösung von einem ursprünglichen pH-Wert von > 13 auf einen pH-Wert von 8,7 [Kro83] [Ste63]. Dies hat zur Folge, dass die Oxidschicht auf der Stahloberfläche, die sich in der alkalischen Porenlösung ausbildet, destabilisiert wird. In Gegenwart von Sauerstoff und Feuchtigkeit erfolgt in diesem Fall eine Korrosion der Bewehrung. Die Karbonatisierung ist ein langsamer Prozess und die Karbonatisierungstiefe ist bei Betonen mit einem Wasser-Zement-Wert < 0,6 bei einer Expositionszeit von 10 Jahren im Bereich von 1 cm [KS01].