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_Beton

Karbonatisierung

Karbonatisierung (auch Carbonatisierung) bezeichnet einen Prozess, bei dem im Beton Calciumcarbonat gebildet wird. Bei der Hydratation des Zements entsteht Calzcumhydroxid Ca(OH)2. Dieses ist verantwortlich für die hohe Alkalität des Zementsteins mit einem ph-Wert ≥ 12. Dieses Calciumhydoxid reagiert im Laufe der Zeit mit Kohlendioxid CO2 aus der Luft und wird dabei in Calciumcarbonat CaCO3 umgewandelt, was ein Absenken des pH-Werts auf etwa 9 zufolge hat.

Durch die Umkristallisation und die Verdunstung des Wassers ist das sogenannte Karbonatisierungsschwinden zu beachten. Zugleich erhöht sich die Druckfestigkeit der karbonatisierten Bereiche im Beton (Ausnahme Sulfathüttenzement) und das Zementsteingefüge verdichtet sich.

Problematische Folgen der Karbonatisierung
Während die Bewehrung im Stahlbeton bei vollständiger Umhüllung mit Zementstein durch die hohe Alkalität auch bei Anwesenheit von Feuchtigkeit und Sauerstoff wirksam vor Korrosion geschützt ist, ist dies im Bereich des karbonatisierten Betons nicht mehr der Fall. Sinkt der ph-Wert unter 12 oder dringen Chloride in den Beton ein. Es kommt zu einer Depassivierung der Stahloberfläche, sie verliert also ihre schützende Oxidschicht. Bei Anwesenheit von Feuchtigkeit (zum Beispiel durch Schlagregen oder häufig wiederkehrende hohe Luftfeuchtigkeit) und Sauerstoff beginnt die Bewehrung zu rosten. Dabei lagern sich Korrosionsprodukte (Eisenoxide) an, die ein Absprengen der Betonüberdeckung zur Folge haben können.

Gallerie

Die Karbonatisierung ist eine Voraussetzung dafür, dass Bewehrungsstahl zu rosten beginnt.

Die Karbonatisierung ist eine Voraussetzung dafür, dass Bewehrungsstahl zu rosten beginnt.

Bild: Yvonne Kavermann, Berlin

Fachwissen zum Thema

Depassivierung und Karbonatisierung sind zwei chemische Prozesse, die zu starken Schäden an Stahlbewehurngen und am Beton führen.

Depassivierung und Karbonatisierung sind zwei chemische Prozesse, die zu starken Schäden an Stahlbewehurngen und am Beton führen.

Bild: Claudia Hildner, Düsseldorf/München

Schäden

Chemische Prozesse

Karbonatisierung und Depassivierung wirken sich auf das Erscheinungsbild und die Standsicherheit von Stahlbetonbauten aus.

Eine zu geringe Betonüberdeckung erhöht das Korrosionsrisiko.

Eine zu geringe Betonüberdeckung erhöht das Korrosionsrisiko.

Bild: Claudia Hildner, Düsseldorf

Bewehrung

Korrosionsschutz

Eine abgestimmte Betonrezeptur, eine ausreichend starke Überdeckung sowie Beschichtungen können ein Rosten der Bewehrung verhindern.

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