Bewehrungskorrosion. Stahl + Feuchte + Sauerstoff + (aggr. Medien) ---> Korrosionsprodukte. Fe + H 2 O + O 2 + (K) ---> 2FeO(OH) + H 2 O

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2 Bewehrungskorrosion Stahl + Feuchte + Sauerstoff + (aggr. Medien) ---> Korrosionsprodukte Fe + H 2 O + O 2 + (K) ---> 2FeO(OH) + H 2 O

3 Bewehrungskorrosion Dauerhaftigkeit des Stahls im Beton in Abhängigkeit von der Alkalität 1 Umwandlungszone des Betons (Karbonatisierung) 2 ph 11, ,8 ----> Passivität des Stahls 3 Fe ---> Fe e - Ferratbildung z + k + w ---> Beton CO 2 H 2 O aggressive Medien

4 Carbonatisierung Ca(OH) 2 + CO 2 H 2 O CaCO 3 + H 2 O Karbonatisierungstiefe: Wurzel - t - Gesetz d c = A t Faktor A = f( w/z-wert, Porosität, LF rel, Zement ) seit 1945 mehr als 1000 Veröffentlichungen Dauerhaftigkeit von Beton und Stahlbeton Bewehrungskorrosion Einfluß des w/z-werts auf den Gesamtporenraum des Festbetons

5 Carbonatisierung Wurzel Wurzel --t t --Gesetz Gesetz :: Der Der Karbonatisierungsfortschritt nimmt nimmt mit mit der der Zeit Zeit ab. ab. Die Die Karbonatisierungstiefe ist ist proportional dem dem Faktor Faktor t t d k = a w z f c b t d k k :: Karbonatisierungstiefe w/z w/z :: Wasser // Zement Wert Wert f c f : c : Druckfestigkeit t t :: Zeit Zeit a, a, b :: sonst. sonst. Faktoren

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7 Phenolphthalein Umschlagpunkt ph = 8.2 HO OH O - O O O O O - 2 OH - 2 O H d c

8 Ausblühungen Vorkommen Aussehen Zusammensetzung Ziegelmauerwerk Putz- und Betonoberflächen Ziegelmauerwerk, Putz- und Betonoberflächen Beton, Stallwände, älteretoilettenanlagen Oberfläche gleichmäßig mit weißem Belag bedeckt weiße Krusten, oft Zapfen Bsp. Brückenunterseiten schmale Streifen, oft horizontal in Bodennähe Oberfläche gleichmäßig oder streifenartig mit weißem Belag bedeckt Na 2 SO 4 * 10 H 2 O Natriumsulfatdecahydrat CaCO 3 und Ca(OH) 2 Calciumcarbonat und Calciumhydroxid CaSO 4 * 2 H 2 O Gips Ca(NO 3 ) 2 * 4 H 2 O Calciumnitrattetrahydrat, Mauersalpeter Die wichtigsten bauschädlichen Salze V e r b i n d u n g e n N a m e L ö s l i c h k e i t i n W a s s e r S u l f a t e C a S O 4 2 H 2 O C a l c i u m s u l f a t, G i p s - N a 2 S O H 2 O N a t r i u m s u l f a t, G l a u b e r s a l z + N i t r a t e M g ( N O 3 ) 2 6 H 2 O M a g n e s i u m n i t r a t + + C a ( N O 3 ) 2 4 H 2 O C a l c i u m n i t r a t + + C h l o r i d e C a C l 2 6 H 2 O C a l c i u m c h l o r i d + N a C l N a t r i u m c h l o r i d, K o c h s a l z + C a r b o n a t e N a 2 C O H 2 O N a t r i u m c a r b o n a t, S o d a + K 2 C O 3 K a l i u m c a r b o n a t, P o t t a s c h e + + C a C O 3 C a l c i u m c a r b o n a t, K a l k - -

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12 CaCO 3 + H 2 SO H 2 O CaSO 4 2 H 2 O + CO 2 + H 2 O ca. 100 % MgCO 3 + H 2 SO H 2 O MgSO 4 7 H 2 O + CO 2 + H 2 O ca. 430 % Al 2 O H 2 SO H 2 O Al 2 (SO 4 ) 3 18 H 2 O ca %

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19 Nachweis der Ausblühungen Probenentnahme Carbonat-Nachweis Herstellung eines eines wässrigen Auszugs ph ph Messung Sulfat-Nachweis Chlorid-Nachweis Nachweis der Ausblühungen Salz (Anion) Nachweis Formel Calciumsulfat Ca(OH) 2 + SO 3 CaSO 4 + H 2 O Calciumcarbonat Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O Sulfatnachweis Fällung mit Barrytwasser als Bariumsulfat, weißer Niederschlag Carbonatnachweis Zersetzung durch Säure, Gasentwicklung SO Ba 2+ BaSO 4 CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + H 2 O + CO 2

20 Nachweis der Ausblühungen Carbonat Bildung: Bildung: Ca(OH) Ca(OH) CO CO 2 CaCO 2 CaCO H 2 O 2 Nachweis: Nachweis: Carbonat-Nachweis Carbonat-Nachweisdurch durch CO CO 2 -Freisetzung 2 -Freisetzung nach nach Säurezugabe Säurezugabe CaCO CaCO HCl HCl CaCl CaCl + H 2 O 2 + CO CO 2 2 Nachweis der Ausblühungen Sulfat Bildung: Bildung: Ca(OH) Ca(OH) H 2 SO 2 SO 4 CaSO 4 CaSO H 2H 2 O 2 Nachweis: Nachweis: Sulfat-Nachweis Sulfat-Nachweisdurch Fällung Fällung als als Bariumsulfat Bariumsulfat nach nach Zugabe Zugabe von von Barrytwasser Barrytwasser SO 2- SO Ba Ba BaSO BaSO 4 4

21 Sulfatnachweis Fällung mit Barytwasser (Bariumhydroxid) als Bariumsulfat SO Ba > BaSO 4 Nachweis der Ausblühungen Chlorid Bildung: Bildung: Ca(OH) Ca(OH) HCl 2HCl CaCl CaCl H 2H 2 O 2 Nachweis: Nachweis: Chlorid-Nachweis Chlorid-Nachweisdurch durch Fällung Fällung als als Silberchlorid Silberchlorid nach nach Zugabe Zugabe von von Silbernitrat Silbernitrat Cl Cl Ag Ag + + AgCl AgCl

22 Chloridnachweis Fällung mit Silbernitrat-Lösung als Silberchlorid Cl - + AgNO > AgCl + NO 3 - Nitratnachweis Ringbildung an der Schichtgrenze zwischen Probelösung + Eisen(II)-Sulfat und konzentrierter Schwefelsäure 3 Fe 2+ + NO H > NO + 3 Fe H 2 O