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Karbonatisierung
|Begriff||Definition|
|Karbonatisierung||

Eine chemische Reaktion, die in jedem Beton bei Anwesenheit von Kohlendioxid und Feuchtigkeit abläuft.
Dieser Vorgang schadet dem Beton nicht direkt. Durch die Bildung von Kalkstein während der Carbonatisierung wird die Festigkeit sogar erhöht, was prinzipiell positiv zu bewerten ist. Im Falle von Stahlbeton ermöglicht allerdings der durch den Vorgang hervorgerufene Verlust des alkalischen Milieus (Depassivierung) die Bewehrungskorrosion, die schwerwiegende Schäden am Bauteil nach sich ziehen kann.
Chemische Reaktion im Beton:
Es sinkt der pH-Wert des Zementsteines von durchschnittlich 12,5 auf unter 10 ab und die Porenstruktur des Zementsteins verändert sich.
Die Geschwindigkeit der Carbonatisierung von der Betonoberfläche aus in den Beton hinein hängt von verschiedenen Faktoren ab:
Feuchtegehalt – Ein Maximum der Carbonatisierungsgeschwindigkeit stellt sich bei 50 % bis 70 % Betonfeuchte ein. Daher carbonatisieren trockene Betone in Innenräumen oder an witterungsgeschützten Einbauorten langsamer als Betone, die der freien Bewitterung ausgesetzt sind.
Schadensbild an Stahlbeton
Schäden an einer Stahlbetondecke
Damit wird die Lebensdauer von Stahlbeton durch zwei Faktoren bestimmt: Zum einen ist es die Einleitungsphase, also der Zeitraum, innerhalb dessen die Carbonatisierung die Bewehrungslage erreicht. Zum anderen ist es die Zerstörungsphase, hier korrodiert die Bewehrung. Für die Berechnung der Einleitungsphase stehen anerkannte Modelle zur Verfügung. Ein probabilistisches Modell liefert das Heft 510 des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb). Für die Zerstörungsphase liefert der derzeitige Stand des Wissens (Juli 2006) kaum anerkannte Modelle.
Beschleunigende Einflussgrößen: Hoher CO2 Gehalt der Luft, hohe Temperaturen, relativ hohe Luftfeuchtigkeit, hohe Porosität des Betons
Verlangsamende Einflussgrößen: Erhöhung des Zementgehaltes und der Zementqualität, lange, feuchte Nachbehandlungsmethoden, gute Verdichtung des Betons.
Die Karbonisierung ist die chemische Reaktion zwischen CO2-Kohlendioxid und den Hydratationsverbindungen des Zements in Betonbauwerken.
Carbonatisierung ist eine chemische Reaktion im Beton, die zur Abnahme der Alkalität des Betons im äußeren Bereich von Betonbauteilen führt.
Unter Carbonatisierung versteht man nun die chemische Reaktion zwischen dem Zementstein im Beton und dem Kohlendioxid der Umgebungsluft. Bei dieser verwandelt sich der Zementstein in Calciumcarbonat, was chemisch betrachtet nichts anderes als Kalkstein ist.
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