Heute: 18.11.2018 - 10.04
Hält aus Gewohnheit!
Bücher

SIVV-Handbuch
Herausg: Ausbildungsbeirat Verarbeiten von Kunststoffen

Kunststoffe für den Bautenschutz und die Betoninstandsetzung:
Der Baustoff als Werkstoff
Autoren: Rolf P. Gieler, Andrea Dimmig-Osburg

Stahlbetonoberflächen
ca. 10 Euro
Herausgeber: BetonMarketing

Stahlbetonoberflächen

↓ Betonman ↓
Werde
Betoninstandsetzer

Betonman



Für Ihre Anregungen bzw. Hinweise

Kontakt:
G. Swatek

Betoninstandsetzung    SIVV

• SIVV:   Schützen - Instandsetzen - Verbinden - Verstärken



Grundlagen der Betoninstandsetzung (I)

Die Verbindung von mit Zement gebundener Gesteinsmasse (Beton) und innenliegender Bewehrung bezeichnen wir allgemein als Stahlbeton. Damit das Zusammenspiel der zugeordneten Aufgaben funktioniert - der Beton ist ĂŒberwiegend zustĂ€ndig fĂŒr die Druckbelastung, der Stahl fĂŒr die Aufnahme der ZugkrĂ€fte -, ist die Zusammensetzung bzw. die Anordnung und der dauerhafte Erhalt der einzelnen Komponenten von grĂ¶ĂŸter Wichtigkeit. Wenn hohe ZugkrĂ€fte aufgenommen werden mĂŒssen, werden SpannstĂ€hle zur Bewehrung verwendet und man spricht dann von Spannbeton.


Auf den Beton können verschiedene Schadensmechanismen einwirken, z.B. mechanische Belastungen oder chemischer Angriff. Der im Beton eingebettete Stahl wird bei ordnungsgemĂ€ĂŸem Einbau von diesem geschĂŒtzt und kann die ihm zugedachten Aufgaben ĂŒbernehmen. Voraussetzung dazu ist, dass der Einbau des Stahles beim Betonieren richtig positioniert und mit einwandfreier Überdeckung versehen wurde. Ist dies nicht der Fall, treten frĂŒher oder spĂ€ter SchĂ€den auf und wir sprechen dann von SchĂ€den infolge Stahlkorrosion. Da dies das hĂ€ufigste Schadensbild in der Betoninstandsetzung darstellt, wird im SIVV-Lehrgang ĂŒberwiegend auf die Beseitigung dieser SchĂ€den und die AusfĂŒhrung geeigneter Schutzmaßnahmen eingegangen.


  • Karbonatisierung

Beton enthĂ€lt nach der Hydratation u.a. das sogenannte alkalische Kalkwasser (Porenwasser) bestehend aus Calciumhydroxid plus Wasser mit einem pH-Wert von 13-14 (zementabhĂ€ngig). Stahl, der sich wie beim Frischbeton in einer derart alkalischen Umgebung befindet, wird mit einer Oxidschicht umgeben und ist somit durch diese Schutzhaut vor Korrosion durch Sauerstoffeinfluss geschĂŒtzt.

Die StabilitĂ€t dieser Schutzhaut ist aber stark abhĂ€ngig vom Wasser/Zementwert der Frischbetonmischung. Ein hoher W/Z-Wert vermindert die Festigkeit im Beton, erzeugt große Poren im Zementstein und fördert dadurch die DurchlĂ€ssigkeit von Luft.

Da Luft auch einen Anteil Kohlendioxid enthÀlt, wird die Oxidschicht - das SchutzmÀntelchen, auch als Passivschicht bezeichnet - durch die Reaktion von Calciumhydroxid und Kohlendioxid zerstört. Es entsteht Calciumkarbonat - daher der Ausdruck Karbonatisierung.
Maßgebender Faktor dabei ist der absinkende pH-Wert. Allgemein geht man davon aus, dass bei einem pH-Wert von < 10 die Zerstörung der Passivschicht einsetzt.


Durch die Bildung von Calciumkarbonat verstopfen sich allmÀhlich die Poren, so dass im Laufe der Jahre der von der OberflÀche des Betons nach innen verlaufende Karbonatisierungsprozess abnimmt.


Folgende Faktoren wirken sich auf das Karbonatisierungsverhalten aus:

  • das Alter des Betons
  • der Wasser/Zement-Wert
  • die Art des Zementes
  • die Umweltbedingungen (Standort des       Bauteils)
  • die Nachbehandlung

Nebenstehende Skizze zeigt die ZusammenhĂ€nge. Man kann sehen, dass bei sonst gleichen Voraussetzungen, aber Änderung des Standortes des Betonbauteils vom Trockenen ins Freie mit starker Niederschlagseinwirkung (Sektor: Umweltbedingungen), die Karbonatisierungstiefe geringer ausfĂ€llt. Ferner ist zu beachten, dass der Faktor der Nachbehandlung nach dem Ablesen der Karbonatisierungstiefe noch einzurechnen ist. Im Beispiel mit 8 mm Karbonatisierungstiefe wĂŒrde bei nur einem Tag Nachbehandlung der Wert mal zwei zu nehmen sein, so dass das Endergebnis 16 mm lauten wĂŒrde. Daran kann man die Wichtigkeit der Nachbehandlung bei zementhaltigen Produkten (z.B. Beton, Mörtel, Spachtel) erkennen.


Die Tiefe der Karbonatisierung im Beton lĂ€sst sich u.a. durch das AufsprĂŒhen von Phenolphthalein feststellen. Wichtig dabei ist, dass man zuvor eine frische BruchflĂ€che im Beton herstellt und diese unmittelbar danach ansprĂŒht. Der nicht karbonatisierte Bereich fĂ€rbt sich dabei violett. Alles was im Ă€ußeren Bereich des abgebildeten WĂŒrfels farblos ist, ist karbonatisiert.


  • Zusammenfassung:   
  • Stahl, der in einer stark alkalischen Umgebung (Calciumhydroxid mit pH = 10 - 14) liegt, ist durch eine Passivschicht (Oxidhaut) vor Korrosion geschĂŒtzt.
  • Durch den Einfluss von Kohlendioxid aus der Luft wird das Calciumhydroxid zu Calciumkarbonat umgewandelt. Dabei sinkt der pH-Wert ab.
  • Liegt die Bewehrung im Bereich von karbonatisiertem Beton mit einem pH-Wert kleiner 10, geht die Schutzwirkung durch Zerstörung der Oxidschicht verloren.
    Der Verlust der Oxidschicht bedeutet aber nicht automatisch die Bildung von Rost!
  • Die Tiefe der Karbonatisierung lĂ€sst sich durch AufsprĂŒhen von Phenolphthalein auf eine frische BruchflĂ€che feststellen. Nicht karbonatisierte Bereiche fĂ€rben sich violett.
Pfeil links back | Home |Impressum| aktualisiert: | © 2012 - 2018 | Kontakt: G. Swatek | nach oben Pfeil nach oben