Karbonisierung von Betonkonstruktionen
Die Mikrostruktur von Beton ist so, dass er Kapillarporen in einem Ausmaß von 28% aufweist. Das Ausmaß der Poren hängt von der Qualität des Betons und der Anwesenheit von Wasser zum Zeitpunkt des Mischens von Beton. Die Herstellung von dichterem Beton mit weniger Wasser / Zement-Verhältnis reduziert die Porenmenge. Diese Poren entstehen durch Verdunstung von überschüssigem freiem Wasser während der Verstärkung der Betonmasse. Diese Poren sind miteinander verbunden und gehen in die Betonmasse von der Oberfläche der Betonkonstruktionen.Die Karbonisierung von Beton ist ein Prozess, bei dem Kohlendioxid aus der Luft durch Poren in Beton eindringt und mit Calciumhydroxid zu Calciumcarbonaten reagiert. Es hat sich gezeigt, dass die Umwandlung von Ca(OH)2 in CaCO3 durch Einwirkung von CO2 zu einer geringen Schrumpfung führt.
Wir werden einen weiteren Aspekt der Karbonisierung sehen, da CO2 an sich nicht reaktiv ist. In Gegenwart von Feuchtigkeit wandelt sich CO2 in verdünnte Kohlensäure um, die den Beton angreift und auch die Alkalität des Betons verringert (d. h. der pH-Wert sinkt).
Luft enthält CO2. Die CO2-Konzentration in der ländlichen Luft kann etwa 0,03 Volumenprozent betragen. In großen Städten kann der Inhalt bis zu 0,3 Prozent oder ausnahmsweise sogar bis zu 1,0 Prozent betragen. Im Tunnel kann die Intensität viel höher sein, wenn sie nicht gut belüftet ist.
Der pH-Wert des Porenwassers im ausgehärteten Beton liegt im Allgemeinen zwischen 12,5 und 13.5 in Abhängigkeit vom Alkaligehalt des Zements. Die hohe Alkalität bildet eine dünne Passivierungsschicht um die Stahlbewehrung und schützt sie vor der Einwirkung von Sauerstoff und Wasser. Solange Stahl in einen stark alkalischen Zustand versetzt wird, korrodiert er nicht. Ein solcher Zustand wird als Passivierung bezeichnet.
In der Praxis durchdringt CO2, das in geringerer oder größerer Konzentration in der Atmosphäre vorhanden ist, den Beton und karbonisiert den Beton und verringert die Alkalität des Betons. Der pH-Wert des Porenwassers in der ausgehärteten Zementpaste, der bei etwa 13 lag, wird auf etwa 9,0 gesenkt. Wenn das gesamte Ca (OH) 2 kohlensäurehaltig geworden ist, sinkt der pH-Wert auf etwa 8,3. Bei einem so niedrigen pH-Wert wird die Schutzschicht zerstört und der Stahl korrodiert.
Die Karbonisierung von Beton ist einer der Hauptgründe für die Korrosion der Bewehrung. Natürlich sind Sauerstoff und Feuchtigkeit die anderen Komponenten, die für die Korrosion von eingebettetem Stahl benötigt werden.
Lesen Sie mehr über die Haltbarkeit von Beton
