Korrosion von Bewehrungsstahl Erläuterung PDF

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Das Blatt beschreibt die Vorgänge bei der Korrosion von Stahl....

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Korrosion der Bewehrung Der Bewehrungsstahl ist in jedem Medium mit einem ph-Wert von 12 - 13 vor Korrosion geschützt: bei diesen extremen alkalischen Verhältnissen bildet sich auf der Stahloberfläche eine Schutzschicht, die s.g. Passivschicht. Sinkt der ph-Wert unter 9, geht diese Schutzschicht verloren. Frischbeton hat durch den hohen Zementgehalt einen ph-Wert von 12,5 - 13,5. Sobald der Stahl von Beton umgeben ist, bildet sich auf der Stahloberfläche die Passivschicht. Dadurch kann der Stahl nicht rosten. Anhaftender Flugrost behindert nicht die Bildung der Passivschicht. Solange der ph-Wert im Beton über 9 liegt, ist der Stahl vor Korrosion geschützt. (Ausnahme: eindringende Chloride können trotz hohem ph-Wert die Schutzschicht zerstören). Dringt CO 2 durch die Kapillarporen in den Beton (das ist nicht zu verhindern, aber zu behindern!), geschieht folgende Reaktion Ca(OH) 2 + CO 2 = CaCO 3 + H 2O Calciumhydroxid plus Kohlendioxid ergibt Calciumcarbonat (Kalkstein) plus Wasser Diesen Vorgang nennt man Karbonatisierung. Er hat folgende Begleiterscheinungen: • • •

Steigende Festigkeit (H 2 O reagiert mit unhydratisiertem Zement) Höhere Dichtigkeit (Calciumcarbonat nimmt mehr Raum ein als Calciumhydroxid) Sinkender ph-Wert, ab ph-Wert ≤ 9 geht die Passivschicht geht verloren. Phenolphtaleintest zum Nachweis des ph-Wertes: rot = ph-Wert > 9 keine Farbe = karbonatisiert

Infolge der Karbonatisierung geht die Passivschicht ab einem ph-Wert von 9 verloren. Zu einer Korrosion kommt es dann aber noch nicht. Dazu sind zwei weitere Bedingungen erforderlich: • •

Feuchtigkeit (elektrische Leitfähigkeit) Sauerstoff (Oxidation)

im Wechsel

Erst wenn alle drei Bedingungen vorliegen, ist eine Korrosion möglich! Die Passivschicht kann aber auch ohne Karbonatisierung, also bei einem hohen ph-Wert verloren gehen: Chloride (z.B. Tausalz) sind in der Lage, die Passivschicht lokal zu zerstören. Chloride gelangen in Wasser gelöst durch Risse oder Kapillarporen in den Beton. Eine Korrosion ist aber auch nach einer lokalen Passivschichtzerstörung durch Chloride erst dann möglich, wenn im Wechsel Feuchtigkeit und Sauerstoff in den Beton gelangen können.

Folgerung: Ist der Beton dicht, können CO 2 nur sehr langsam und Wasser und Chloride überhaupt nicht eindringen und eine Korrosion der Bewehrung ist nicht möglich. Die Dichtheit des Betons hängt vom Anteil der Kapillarporen ab. Je kleiner der w/z-Wert, umso geringer ist der Anteil an Kapillarporen und umso dichter ist der Beton!...