Chloridangriff

Zu einer Depassivierung des Stahls im Beton kann es nicht nur durch das Absinken des pH – Wertes der Porenlosung infolge Carbonatisierung kommen. Die Passivitat des Bewehrungs – stahls kann auch verloren gehen, wenn ein kritischer Chloridgehalt an der Stahloberflache uberschritten wird. Die angreifenden Chloride konnen entweder von Tausalzen (NaCl,

CaCl2, MgCl2), aus Meer – bzw. chloriertem Schwimmbadwasser oder aus PVC-Brandgasen (Freisetzung von HC1!) stammen.

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Der Transport der СГ-Ionen erfolgt liber das Porenwasser. Im Gegensatz zur oben bespro – chenen Carbonatisierung diffundieren die СГ-Ionen durch die wassergefullten Poren und treten, wenn sie die Stahloberflache erreichen, in Wechselwirkung mit dem Passivfilm des Stahls. Wird eine kritische Konzentration an СГ iiberschritten, bildet der Passivfilm keinen Schutz mehr und Korrosion tritt ein. Abb. 9.40 zeigt den zeitlichen Ablauf der akkumulier – ten Schadigungen an Bauwerken mit chloridinduzierter Korrosion.

Die ablaufenden Vorgange bei der durch СГ-Ionen induzierten Korrosion des Betonstahls sind sehr komplex und bis heute mechanistisch nicht vollstandig geklart. Als gesichert gilt, dass in hochalkalischer, passivierender Losung der Schutzfilm des Stahls eine Doppel – schicht ausbildet, bestehend aus Fe304 (an der Eisenanode) und Fe203 • H20 hin zur Losung

[KS 4]. Das Eisen(III)-oxid bildet sich entsprechend: 3 Fe304 4 Fe203 + Fe2+ + 2 e“,

wobei die Fe2+-Ionen in den auiieren Bereich des Passivfilms diffundieren. Sind aggressive Ionen wie die Chloride anwesend, kann es zu einem Zusammenbruch des hydratisierten Passivfilms kommen.

Ein plausibles Modell zur Beschreibung der Interaktion der СГ-Ionen mit dem Passivfilm und dessen lokaler Zerstorung stellt der so genannte Adsorptionsmechanismus dar. Die Chloridionen lagem sich an die Oberflache des Passivfilms an und bewirken einen Aus – tausch mit den OFT – und den 02“-Ionen des Films. Die Folge ist eine Durchlocherung der hydratisierten Oxidschicht. Zum einem lokalen Zusammenbruch des Schutzfilms kommt es auch durch Bildung komplexer Ionen. Die СГ-Ionen lagem sich bevorzugt an Fehlstellen des Oxidgitters an und bilden losliche Eisenchlorokomplexe (z. B. [FeCl6]4”bzw. nach Oxi­dation durch Luftsauerstoff [FeCl6]3-). Das fuhrt zu einer sukzessiven Ausdunnung des Pas­sivfilms. Die Chloridionen zerstoren die Passivschicht stets ortlich und an lokal scharf be – grenzten Stellen. Der anodische Bereich "frisst" sich rasch in die Tiefe und LochfraBer – scheinungen sind die Folge. Die ubrigen Oberflachenbereiche, an denen kein Angriff er­folgt, bleiben nahezu unbeeinflusst.

Betrachtet man die Faktoren, die den kritischen, korrosionsauslosenden Chloridgehalt im Beton beeinflussen (Betonzusammensetzung, Porigkeit der Grenzschicht, Zusammenset-
zung des Stahls, Art der Chloride, Umgebungsbedingungen usw.), so wird deutlich, dass es den kritischen Chloridgehalt als feststehenden Wert nicht geben kann. Ein Wert von 0,4 % СГ, bezogen auf die Zementmasse, stellt jedoch fur die Mehrzahl der Falle einen guten An – haltswert dar.

Ein groBer Teil des in den Beton eingedrungenen Chlorids wird von den Komponenten des Zementsteins gebunden. Es entstehen Verbindungen unterschiedlicher, zum Teil noch un – geklarter Stochiometrie. Beispielsweise bildet sich mit der Calciumaluminathydratphase das Friedelsche Salz 3 CaO • A1203 • CaCl2 • 10 H20. Durch die Verbindungsbildung ver – ringert der Zementstein die Konzentration des Chlorids und schtitzt in gewisser Weise den Bewehrungsstahl, denn nur das im Porenwasser vorliegende ungebundene Chlorid ist zu ei – nem korrosiven Angriff in der Lage.