Betonaggressivität
Der Begriff Betonaggressivität beschreibt die Eigenschaft von Grundwasser, Beton und den gegebenenfalls darin enthaltenen Stahl anzugreifen. Unter Einwirkung von bestimmten Wasserinhaltsstoffen treten an diesen Baustoffen Zersetzungen auf, die zu beträchtlichen Gebäudeschäden führen können.
Merkmale
Weiches Wasser enthält nur wenige gelöste Inhaltsstoffe und löst daher Kalkverbindungen aus Beton. Die Menge der in Wasser gelösten Inhaltsstoffe wird durch den Härtegrad erfasst. Bei der Weichwasserkorrosion (< 8 Grad deutscher Gesamthärte) wird Calciumhydroxid gelöst und ausgewaschen. Verstärkt werden die Lösungsprozesse von Kalkverbindungen bei pH-Werten < 7, da zusätzlich überschüssige Wasserstoffionen mit Säurewirkung vorliegen. Das Auftreten von kalklösender (aggressiver) Kohlensäure in Wässern führt ebenfalls zur Zersetzung von Beton.[1] Beim Zersetzungsvorgang wird das schwerlösliche Calciumcarbonat (Kalk) in leichtlösliches Calciumhydrogencarbonat umgewandelt.[2]
Beim Auftreten von Ammoniumsalzen werden schwerlösliche Verbindungen durch Kationenaustausch in leichtlösliche Verbindungen umgewandelt. Eine weitere Form der Betonzersetzung ist bei Magnesiumchlorid als Wasserinhaltsstoff gegeben. Das Magnesiumchlorid reagiert mit dem Calciumhydrat des Betons unter Bildung von Magnesiumhydroxid (gallertartige Masse) und dem löslichen Calciumchlorid. Zu den betonschädlichsten Wasserinhaltsstoffen gehören Sulfate.[3] Aus einigen Kalkverbindungen entstehen beim Vorhandensein von Sulfaten unter erheblicher Volumenvergrößerung Calciumaluminatsulfate, die zu einer Zerstörung (Aufplatzen) des Betons führen (auch bekannt als Zementbazillus oder Betontreiben).[4]
Angriffsgrade
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| Titel | Beurteilung betonangreifender Wässer, Böden und Gase | ||
| Teile | Teil 1: Grundlagen und Grenzwerte, Teil 2: Entnahme und Analyse von Wasser- und Bodenproben | ||
| Erstveröffentlichung | September 1954 | ||
| Letzte Ausgabe | Juni 2008 | ||
| Klassifikation | 91.080.40, 91.100.30 | ||
Die Beurteilung der Betonaggressivität von Wässern erfolgt nach DIN 4030. Es werden folgende Angriffsgrade unterschieden:
| Untersuchungsparameter | XA1 (schwach angreifend) | XA2 (stark angreifend) | XA3 (sehr stark angreifend) |
|---|---|---|---|
| pH-Wert | 6,5–5,5 | 5,5–4,5 | 4,5-4,0 |
| kalklösende Kohlensäure (CO2) in mg/l | 15–40 | 40–100 | über 100 |
| Ammonium (NH4) in mg/l | 15–30 | 30–60 | 60–100 |
| Magnesium (Mg) in mg/l | 300–1000 | 1000–3000 | über 3000 |
| Sulfat (SO4) in mg/l | 200–600 | 600–3000 | 3000–6000 |
Um Beton vor chemisch-physikalischen Angriffen durch Wasserinhaltsstoffe zu schützen, werden bei der Herstellung des Betons besonders kalkarme Zemente (Eisenportlandzement, Hochofenzement, Trasszement) oder spezielle sulfatbeständige Zemente verwendet.[5] Weiterhin wird die Dichtigkeit des Betons erhöht, um den Widerstand gegen chemische Angriffe zu verbessern.
Literatur
- Rita Hermanns: Sicherung von Altlasten mit vertikalen mineralischen Barrierensystemen im Zweiphasen-Schlitzwandverfahren. Verlag der Fachvereine Zürich (vdf), Zürich 1993, ISBN 3-7281-1957-1.
- K. Krenkler: Chemie des Bauwesens. Band 1 Anorganische Chemie, Springer Verlag, Berlin / Heidelberg 1980, ISBN 978-3-642-81476-1.
Weblinks
- Über das Angriffsvermögen von Wässern, Böden und Gasen auf Beton. (PDF) abgerufen am 3. August 2018
- Chemischer Angriff auf Betonbauwerke – Bewertung und Schutzprinzipien. (PDF; 746 kB) abgerufen am 3. August 2018
- Verbreitung und Schadenspotenzial saurer und sulfatreicher Grundwässer in Deutschland unter besonderer Berücksichtigung des Wiederanstiegs des Grundwassers. (PDF; 5,3 MB) abgerufen am 3. August 2018
- Beton in aggressiven Wässern. (PDF) abgerufen am 3. August 2018
- Expositionsklassen von Beton und besondere Betoneigenschaften. (PDF; 267 kB) abgerufen am 3. August 2018
Einzelnachweise
- F. W. Locher, S. Sprung: Die Beständigkeit von Beton gegenüber kalklösender Kohlensäure. Online (abgerufen am 3. August 2018).
- Wolfgang R. Dachroth: Handbuch der Baugeologie und Geotechnik. Springer Verlag, Heidelberg 2002, ISBN 3-540-41353-7, S. 71–75.
- Wirkung der verschiedenen Stoffe und Chemikalien auf unbehandelten Beton (abgerufen am 3. August 2018).
- Jörg Dietrich: Einfluss bauchemisch relevanter Schadstoffe auf Mineralphasen und mechanisch-hydraulische Eigenschaften werksfertiger Einphasen-Dichtwandmassen. Genehmigte Dissertation an Christian-Albrechts-Universität, Kiel 2005, Online S. 3–15.
- Korrosion zementgebundener Baustoffe (abgerufen am 3. August 2018).