Korrosionshemmende Zusatzmittel: Arten, Dosierungen und Anwendungen

Korrosionshemmende Zusatzmittel: Arten, Dosierungen und Anwendungen

Korrosionsinhibitoren sind Zusätze, die entweder die Zeit bis zum Beginn der Korrosion verlängern oder die Korrosionsrate von eingebettetem Metall oder beides in Beton, der Chloride enthält, die den akzeptierten Korrosionsschwellenwert für das Metall in unbehandeltem Beton gemäß ACI 222R überschreiten, oder beides erheblich reduzieren.

Es gibt vier übliche Arten von korrosionshemmenden Zusatzmitteln, und ihre Dosierung hängt normalerweise von der erwarteten Nutzungsdauer des Bauwerks durch den Kunden und von einer Reihe von Faktoren ab, die die Dauerhaftigkeit von Beton beeinflussen. Dazu gehören der Zementtyp, das Wasser-zu-Zement-Verhältnis, die Betondeckung auf dem Stahl, die Umgebungstemperatur und die zu erwartende Exposition gegenüber Chloriden

Korrosionshemmende Zusatzmittel wirken nach dem Erhärten des Betons und erhöhen langfristig den Passivierungszustand von Bewehrungsstahl und anderen eingebetteten Stählen in Betonkonstruktionen.

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Warum werden korrosionshemmende Zusatzmittel verwendet?

Aggressive Substanzen wie Chlorid und Karbonisierung könnten die Passivierungsschicht aus Eisenhydroxiden auf der Stahloberfläche gefährden und es würde schließlich zu Korrosion kommen.

Aus diesen Gründen sind Zusatzmittel, die den Korrosionsprozess mildern, nützlich, um die Lebensdauer von Betonkonstruktionen wie Autobahnen, mehrstöckigen Parkhäusern, Landungsbrücken, Kais, Anlegedalben und Deichen zu verlängern.

Arten von korrosionshemmenden Zusatzmitteln

Die vier häufigsten Arten von korrosionshemmenden Zusatzmitteln sind:

1. Amincarboxylat

  • Erhältlich als konzentrierte Flüssigkeiten oder Pulver.
  • Sie werden von den Oberflächen der Stahlstäbe absorbiert und bilden eine schützende Molekularschicht, wie in Abb. 1 gezeigt.
  • Die Schutzschicht aus Amincarboxylat verhindert weitere Reaktionen zwischen korrosiven Elementen und eingebetteter Bewehrung und verringert bestehende Korrosionsraten.
  • Abbindeverzögerung 3 bis 4 Stunden bei 20°C.
  • Reduzieren Sie die chloridinduzierte Korrosion von Beton guter Qualität durch Meerwasser, salzhaltige Luft und Streusalz.
  • Wirksam bei der Korrosionsminderung aufgrund von Karbonisierung oder Chlorid oder einer Kombination davon.
  • Die Standarddosierrate beträgt 0,6 bis 1 L/m^3 für Flüssigkeiten und 0,6 kg/m^3 für Pulverversionen.
  • Es kann dem Beton im Betonwerk oder auf der Baustelle als Pulver zugesetzt werden.
  • Verträglich mit Puzzolanen oder Schlacken und beeinträchtigen die Oberflächeneigenschaften des Betons nicht, wenn sie in Kombination mit ihnen verwendet werden.
  • Eine Anpassung an das Mischungsdesign ist nicht erforderlich
Wie die Schutzschicht auf verstärkten Stahlstangen absorbiert wird
Abb. 1: Wie die Schutzschicht auf verstärkten Stahlstäben absorbiert wird

2. Organische Amin-Ester-Emulsion

  • Erhältlich als milchig-weiße Emulsion.
  • Erzeugt eine Schutzschicht auf der Stahloberfläche und verringert die Chloriddurchlässigkeit des Betons
  • Die empfohlene Dosierung beträgt 5 l/m3, um einen wirksamen Korrosionsschutz zu bieten und die Auswirkungen des Inhibitors auf die frischen und erhärteten Eigenschaften von Beton wie Luftporenbildung und Druckfestigkeit zu minimieren.
  • Für stark korrosive Umgebungen Korrosionsinhibitoren in Kombination mit zusätzlichen zementartigen Materialien, niedrige w/cm gleich oder weniger als 0,40 und angemessene Abdeckung über Stahl.
  • Es wird verwendet, um die Lebensdauer von Stahlbetonkonstruktionen zu verlängern, die Chloriden ausgesetzt sind.
  • Es sollte mit Beton guter Qualität mit einem maximalen W/Z-Verhältnis von 0,40 und angemessenem Betonschutz über Stahlstangen gemischt werden.
  • Es kann in Beton guter Qualität mit einem maximalen w/cm von 0,40 und einer angemessenen klaren Abdeckung des Bewehrungsstahls verwendet werden.
  • Wenn die Verringerung der Druckfestigkeit nicht akzeptabel ist, sollte eine etwas niedrigere Dosierung verwendet werden, um dies auszugleichen. Eine Anpassung des Mischungsdesigns ist jedoch nicht erforderlich, wenn die Druckfestigkeit den Designanforderungen entspricht.

3. Calciumnitrit

  1. Erhältlich als 30%ige Lösung
  2. Es wird als anodischer Inhibitor kategorisiert, der den Chloridkomplexierungsprozess stört, indem es die leichter angreifbare Form von Eisen in die stabilere Form oxidiert.
  3. Um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, ist ein hohes Volumen (30 l/m^3) Calciumnitrit erforderlich.
  4. Calciumnitrit eignet sich zur Reduzierung der durch Chlorid verursachten Korrosion von Beton guter Qualität durch Meerwasser, salzhaltige Luft und Streusalz.
  5. Sie gilt nicht für Beton von schlechter Qualität oder Beton mit sehr geringer freier Überdeckung des Bewehrungsstahls.
  6. w/z-Verhältnis von 0,40 oder kleiner sollte verwendet werden, wenn Calciumnitrit zu Beton hinzugefügt wird. Bei Betonkonstruktionen mit mäßiger Lebensdauer kann jedoch ein w/z von 0,45 in Kombination mit Puzzolan oder Schlacke verwendet werden.
  7. Calciumnitrit ist ein Beschleuniger sowohl der Setz- als auch der Festigkeitsentwicklung von Beton.
  8. Steigern Sie die Festigkeit von Beton in jungen Jahren, insbesondere nach 29 Tagen, erheblich.

4. Organisches Alkenyldicarbonsäuresalz

  • Erhältlich als wasserbasierte Lösung.
  • Das organische Alkenyldicarbonsäuresalz ist auch als DSS bekannt .
  • Es kann als Korrosionsinhibitor mit doppelter Wirkung klassifiziert werden, der die anodische Reaktion am Stahl beeinflusst und die bei der kathodischen Reaktion verwendete Feuchtigkeit einschränkt.
  • Eine Dosierung von 5 l/m^3 ist für Chloride im Grundwasser ausreichend.
  • Für stärkere Belastungen wie gesalzene Brückendecks oder Meeresanwendungen werden 10 l/m^3 empfohlen.
  • Es eignet sich auch zur Verringerung der durch Chlorid verursachten Korrosion von richtig dosiertem Beton durch Meerwasser, salzhaltige Luft und Enteisung.
  • Richtig dosierter Beton sollte ein Maximum w/cm von 0,40 und die entsprechende klare Abdeckung über dem Bewehrungsstahl haben.