Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Chlorid in karbonatisierendem Beton. Speicher- und Transportmechanismen
Die Dauerhaftigkeitsklassen von Beton sind zunehmend neben der Festigkeitsklassen und der Konsistenzklassen zu berücksichtigen. Deshalb sind nicht nur die Korrosion selbst, sondern auch die Bindungen von Chlorid im Gefüge des Betons zu bewerten. Dazu wird hier die Messung und Interpretation der Cloridbindung im nicht carbonatisierten und carbonatisiertem Zementstein, die quantitative Erfassung der chlorhaltigen Phasen, der Einfluss des Gefüges und der Bindung von Chloridionen auf die Porenflüssigkeit und die Stabilität der metastabilen Calciumcarbonat-Modifikationen Calcit, Vaterit und Aragonit untersucht. Als Zemente wurden CEM I 32,5 R sowie flugaschenhaltige und sulfatbeständige Zemente eingesetzt. In den Proben ist Calcit die beständigste Phase, vor Aragonit und Vaterit. Metastabiles Aragonit ist nur in hochgeschlackten Hochofenzementen nachweisbar. Die eine mögliche Magnesiumcarbonatmodifikation mit Calcitstruktur führt dazu , dass die Kristallisation von Calcit gehemmt werden kann. Nach den Ergebnissen beeinflusst die Ionenzusammensetzung und die Konzentration der Porenlösung die Chloridsorption im Zementstein erheblich. Bei tiefen Temperaturen ist die Bildung von eine dem Ettringit analoge Trichloridphase und von Thaumasit möglich, letzteres kann sich in Gegenwart von Sulfat und Carbonat durch Aufspaltung von CaO-SiO2-H2O-Phasen bilden. Generell verändert sich bei tiefen Temperaturen die Stabilität der Reaktionsprodukte, wie Aluminiumhydroxid, Gips, Calcit, Monosulfat und Ettringit. Im Gegensatz zur bisherigen Erkenntnis, dass der Transport von Chloridionen über Diffusionsprozesse beschrieben wird, wird hier eine stärkere Beeinflussung der Diffusionskoeffizienten durch die Porenradienverteilung als durch die Porosität nachgewiesen, so dass die Fickschen Gesetze zur Beschreibung nicht ausreichen. Zudem müssen die Dauerhaftigkeitsprognosen die effektiven Transportarten wie die Mikrolinsenpumpe und das kapillare Saugen berücksichtigen. Zusätzlich ist ein Chromatographie-Effekt im Beton zu klären, nach dem im oberflächennahen Bereich mehr Chlorionen angereichert sind. Dies kann auf unterschiedliche Zementgehalte oder auf Austrocknungs- und Befeuchtungseffekten beruhen. Generell ist die Carbonatisierung und ihr Einfluss auf die Chloridkonzentration in der Porenlösung bei der Einteilung in die Expositionsklasse zu berücksichtigen.
Chlorid in karbonatisierendem Beton. Speicher- und Transportmechanismen
Die Dauerhaftigkeitsklassen von Beton sind zunehmend neben der Festigkeitsklassen und der Konsistenzklassen zu berücksichtigen. Deshalb sind nicht nur die Korrosion selbst, sondern auch die Bindungen von Chlorid im Gefüge des Betons zu bewerten. Dazu wird hier die Messung und Interpretation der Cloridbindung im nicht carbonatisierten und carbonatisiertem Zementstein, die quantitative Erfassung der chlorhaltigen Phasen, der Einfluss des Gefüges und der Bindung von Chloridionen auf die Porenflüssigkeit und die Stabilität der metastabilen Calciumcarbonat-Modifikationen Calcit, Vaterit und Aragonit untersucht. Als Zemente wurden CEM I 32,5 R sowie flugaschenhaltige und sulfatbeständige Zemente eingesetzt. In den Proben ist Calcit die beständigste Phase, vor Aragonit und Vaterit. Metastabiles Aragonit ist nur in hochgeschlackten Hochofenzementen nachweisbar. Die eine mögliche Magnesiumcarbonatmodifikation mit Calcitstruktur führt dazu , dass die Kristallisation von Calcit gehemmt werden kann. Nach den Ergebnissen beeinflusst die Ionenzusammensetzung und die Konzentration der Porenlösung die Chloridsorption im Zementstein erheblich. Bei tiefen Temperaturen ist die Bildung von eine dem Ettringit analoge Trichloridphase und von Thaumasit möglich, letzteres kann sich in Gegenwart von Sulfat und Carbonat durch Aufspaltung von CaO-SiO2-H2O-Phasen bilden. Generell verändert sich bei tiefen Temperaturen die Stabilität der Reaktionsprodukte, wie Aluminiumhydroxid, Gips, Calcit, Monosulfat und Ettringit. Im Gegensatz zur bisherigen Erkenntnis, dass der Transport von Chloridionen über Diffusionsprozesse beschrieben wird, wird hier eine stärkere Beeinflussung der Diffusionskoeffizienten durch die Porenradienverteilung als durch die Porosität nachgewiesen, so dass die Fickschen Gesetze zur Beschreibung nicht ausreichen. Zudem müssen die Dauerhaftigkeitsprognosen die effektiven Transportarten wie die Mikrolinsenpumpe und das kapillare Saugen berücksichtigen. Zusätzlich ist ein Chromatographie-Effekt im Beton zu klären, nach dem im oberflächennahen Bereich mehr Chlorionen angereichert sind. Dies kann auf unterschiedliche Zementgehalte oder auf Austrocknungs- und Befeuchtungseffekten beruhen. Generell ist die Carbonatisierung und ihr Einfluss auf die Chloridkonzentration in der Porenlösung bei der Einteilung in die Expositionsklasse zu berücksichtigen.
Chlorid in karbonatisierendem Beton. Speicher- und Transportmechanismen
Chlorides in carbinizing concrete. Storage and transport mechanisms
Dahme, Ulrich (Autor:in)
2006
147 Seiten, 63 Bilder, 40 Tabellen, Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Dauerhaftigkeit , chemische Beständigkeit , Beton , Korrosion , Chlorid , Lochfraßkorrosion , Carbonatschicht , Zementpaste , Gefügebestandteil , Werkstoffgefüge , Porenstruktur , Porenwasser , Calciumcarbonat , Aragonit , hydraulischer Zement , Wasserabbinden von Zement , Calcit , Thaumasit , Stabilität , Diffusionskoeffizient , kapillare Struktur , Ionenaustausch
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