Betonkorrosion Flashcards
Nennen Sie die Porenart, in der die Transportvorgänge überwiegend stattfinden!
Kapillarporen
Nennen Sie jeweils ein Beispiel für die folgenden Ursachen eines Betonangriffes:
Physikalisch: Frost, Erosion
•Chemisch: Säuren, austauschfähige Salze, Sulfate
•Biologisch: Schwefelwasserstoffkorrosion, Stoffwechselprodukte von Pflanzen und Tieren, die einen chemischen Angriff ausüben können
Kohlendioxid kann gasförmig und in Wasser gelöst Betonschäden verursachen. Erläutern Sie die beiden unterschiedlichen Schadensreaktionen! Welche Expositionsklassen müssen Sie bei dem jeweiligen Fall berücksichtigen. Welcher maximale w/z-Wert sollte jeweils für einen Beton bei der höchsten Expositionsklasse verwendet werden.
Das gasförmige CO2 reagiert mit dem bei der Zementhydratation gebildete Calciumhydroxid (Carbonatisierung). Die Alkalität des Betons geht verloren und hiermit verbunden die Passivierung der Bewehrung. Es kann zu einer Bewehrungskorrosion kommen. Indirekter Angriff auf Beton. XC, w/z = 0,6
•In Wasser gelöstes CO2bildet Kohlensäure. Die Kohlensäure kann einen lösenden Angriff auf Beton ausüben, da wasserunlösliche Calciumverbindungen in wasserlösliche Calciumsalze umgewandelt werden. Direkter Angriff auf Beton. XA, w/z = 0,45
Klassifizieren Sie die in der folgenden Tabelle angegebenen Stoffe hinsichtlich ihrer Betonschädlichkeit! Es sind auch mehrere Antworten möglich.
Nennen Sie vier Parameter, von denen der Frostwiderstand von Beton beeinflusst wird!
- Luftporengehalt
- Wasserzementwert
- Art der Gesteinskörnung
- Betonalter
- Nachbehandlung
Beschreiben Sie den Angriff von sulfatreduzierenden Bakterien in Abwasserkanälen. Welche Auswirkungen hat dieser Angriff zur Folge?
Schwefelwasserstoff (H2S) wird von den sulfatreduzierenden Bakterien in Schwefelsäure umgewandelt. Diese Schwefelsäure hat sowohl einen lösenden als auch einen treibenden Angriff zur Folge.
Sulfat kann nicht nur ein Problem in Abwasserkanälen sein. Auch Stuttgart 21 muss sich mit dem Thema Sulfat und der Konzeption der Bindemittel kritisch auseinandersetzen. Geben Sie den Planern zwei konkrete Ratschläge, welche Bindemittel grundsätzlich sulfatbeständig sind.
- CEM I mit niedrigem C3A-Gehalt
* CEM III/B
Stuttgart 21 muss nicht nur das Sulfat berücksichtigen. An verschiedenen Messstellen wurden auch signifikante Gehalte an kalklösender Kohlensäure gemessen. Welche Maßnahmen sollten Sie bei der Planung des Baus der Außenschale der Tunnel aus Ortbeton berücksichtigen. Nennen Sie drei konkrete Maßnahmen und begründen Sie diese.
- Durch eine geringe Porosität des Bindemittels (w/z-Wert niedrig, gute Nachbehandlung) wird der Angriff abgemindert, da die kalklösende Kohlensäure weniger in die Bindemittelmatrix eindringen kann.
- Niedrige Zementgehalte reduzieren den Reaktionspartner „Bindemittel“, was ebenfalls eine Minderung des Angriffs bewirkt.
- Erhöhte Betondeckungwird als Opferschicht verwendet.
- Es sollten kalkarme Zemente verwendet werden. (CEM III, (CEM I + Flugasche))
- Lösliche carbonatische Gesteinskörnung kann u. U. im Gegensatz zur inerten quarzitischen Gesteinskörnung den Angriff durch Reaktion mit kalklösender Kohlensäure abmindern.
- Die Außenschale könnte mit geeigneten Beschichtungssystemen oder einer Abdichtungsfolie vor dem Kontakt mit den Wässern geschützt werden.
Ein Planer von Stuttgart 21 fragt Sie um Rat. Ihm wurde Gesteinskörnung aus Ostdeutschland günstig angeboten. Der Preis dieser Gesteinskörnung ist 10 €/t günstiger als der Rheinkies. Soll er dieses Angebot annehmen und den Auftraggeber entlasten? Begründen Sie Ihre Antwort.
- Ostdeutsche Gesteinskörnung kann amorphe (reaktive) Kieselsäure enthalten. Enthält diese Gesteinskörnung amorphe Kieselsäure, so besteht die Gefahr der Alkali-Silika-Reaktion. Ihm wäre abzuraten.
- (Der Planer könnte ggf. gegenrechnen, ob bei Verwendung von NA-Zementen und/oder der Inhibierung des nachträglichen Zutritts von Feuchtigkeit durch Oberflächenschutzsystemen die Lösung noch wirtschaftlich wäre.)
Ein Planer von Stuttgart 21 hat eine Entdeckung gemacht. Durch die Bohrung des Tunnels wurden Grundwasserströmungen umgeleitet. Das Grundwasser fließt mit sehr geringer Fließgeschwindigkeit jetzt unterhalb der Fahrbahn durch eine Schicht mit Anhydrit (CaSO4). Müssen sich die Planer Sorgen machen? Begründen Sie Ihre Antwort.
- Der Anhydrit wird in Gips umgewandelt, was zu einer Volumenzunahme führt. Die Fahrbahn könnte beschädigt werden.
- Zudem könnte sich das Grundwasser mit Sulfat anreichern, was zu einem Sulfatangriff führen könnte
Nennen Sie jeweils zwei Beispiele für einen direkten und einen indirekten Angriff auf Stahlbeton!
•direkter Angriff:
- Sulfatangriff
- kalklösende Kohlensäure
- Säuren
- austauschfähige Salze
- Alkali-Kieselsäure-Angriff (AKR)
- Erosion
•indirekter Angriff:
- Carbonatisierung
- Chloride
- Frost bzw. Frost-Tausalz
Nennen Sie jeweils zwei Beispiele für einen direkten und einen indirekten Angriff auf Stahlbeton!
•direkter Angriff:
- Sulfatangriff
- kalklösende Kohlensäure
- Säuren
- austauschfähige Salze
- Alkali-Kieselsäure-Angriff (AKR)
- Erosion
•indirekter Angriff:
- Carbonatisierung
- Chloride
- Frost bzw. Frost-Tausalz
Nennen Sie die beiden möglichen Mechanismen eines chemischen Angriffs!
lösender und treibender Angriff
Es gibt einen Angriff in Abwasserkanälen, welcher die Schadensbilder der beiden Mechanismen des chemischen Angriffs bei Betonen verursachen kann. Nennen Sie diesen Angriff und beschreiben Sie den jeweiligen Mechanismus.
- Der Angriff wird durch biogene Schwefelsäure verursacht.
- Sulfat reagiert mit aluminiumhaltigen Zementsteinphasen zu Ettringit. Der Platzbedarf des Ettringits im Festbeton ist hoch, so dass es zu einem treibenden Angriff kommt.
- Die Schwefelsäure weist einen niedrigen pH-Wert auf und greift somit die CSH-Phasen an. Das Angriffsprodukt besteht aus löslichen Salzen und Kieselgel.
Beschreiben Sie den Angriff der kalklösenden Kohlensäure!
- Das gelöste CO2reagiert zunächst mit dem Calciumhydroxid zu Calciumcarbonat. Bei weiterem Angriff der kalklösenden Kohlensäure reagieren zunächst das Calciumcarbonat und später auch die CSH-Phasen zu leicht löslichem Calciumhydrogencarbonat.
- Oder: Die kalklösende Kohlensäure reagiert zunächst mit dem Portlandit zu Calciumcarbonat. Mitweiterem Angriff wird das Calcium aus dem Calciumcarbonat und später aus den CSH-Phasen als Calciumhydrogencarbonat ausgelaugt. Es verbleibt eine Gelschicht
