Chemische Beständigkeit

Chemische Resistenz von Beton

Die DIN 1045-2 regelt die Auswirkungen chemischer Einflüsse auf Beton und klassifiziert diese in drei Angriffsstufen, die verschiedenen Expositionsklassen zugeordnet werden:

• XA1: schwacher chemischer Angriff
• XA2: mäßiger chemischer Angriff
• XA3: starker chemischer Angriff

Obwohl Beton von Natur aus nicht säurebeständig ist, kann er durch geeignete Zusatzstoffe und die Auswahl der Ausgangsmaterialien säureresistent gemacht werden. Entscheidend für die chemische Beständigkeit des Betons sind das Wasser-Bindemittel-Verhältnis (w/z-Wert) und die Porosität des Zementsteins. Ein optimierter w/z-Wert zwischen 0,35 und 0,40 mit einem Zementanteil von ungefähr 340 bis 360 kg/m³ führt zu Betondruckfestigkeiten von etwa 60 N/mm² und einer reduzierten Kapillarporosität, was wiederum eine hohe Dichtigkeit des Betons bewirkt.

Für spezielle Hochleistungsbetone, die einen erhöhten Säurewiderstand erfordern, sind zusätzliche Maßnahmen notwendig. Diese umfassen die Begrenzung oder Umwandlung des Calciumhydroxidgehalts Ca(OH)2 und eine feine Verteilung der Ca(OH)2-Partikel im Zementgefüge. Diese Anforderungen werden oft durch die Hauptbestandteile des Zements oder durch reaktive Zusätze wie Flugasche oder Silicastaub erreicht.

Die Wirkung dieser Stoffe beruht auf der puzzolanischen oder latent hydraulischen Reaktion, bei der die Zusatzstoffe in der hochalkalischen Porenlösung (etwa pH 13,4 + 0,2) gelöst werden. Die gelösten Silicium- und Aluminiumkomponenten reagieren mit dem Calciumhydroxid und bilden CSH-Phasen (Calciumsilicathydrate und Calciumaluminathydrate). Weiterhin trägt eine hohe Packungsdichte der Gesteinskörnung, gemäß der Fullerparabel für eine ideale Kornverteilung, zur Erhöhung der Betondichtigkeit bei. Dies führt zu einer verringerten Zementmenge und somit zu einer Reduktion des verfügbaren Calciumhydroxids.

In einigen Fällen, etwa bei Beton für den Einsatz im Kraftwerksbau, werden sogar die Normvorgaben für den Mindestzementgehalt unterschritten. Solche spezialisierten Betone erfordern umfassendes Fachwissen aller am Bau beteiligten Personen in Bezug auf Herstellung, Einbau, Verarbeitung und Qualitätskontrolle.