Karbonatisierung

Wissenschaft Chemie
#1

Hallo ihr lieben,

ich schreib bald meine Prüfung und hab mal das Thema, Karbonatisierung im Stahleton bzw mit dem Kalk, etwas zusammen gefasst und in meinen Worten beschrieben, kann mir jemdand sagen ob ich alles richtig erklärt habe? Wäre echt super nett von euch :smile:

Erklärung zu Karbonatisierung

Erhärtung: (Carbonaterhärtung oder Carbonatisierung)
Ca(OH)2 + H2O + CO2 = CaCO3 + 2H2O
aus H2O und CO2 wird H2CO3

Gelöschter Kalk + Wasser und Kohlendioxid = Kalkstein + Wasser
(Angerührter Kalkmörtel)

H2CO3 ist Kohlensäure. Weil Basen mit Säuren Salze bilden und sich dadurch neutralisieren, geht die basische Wirkung des Kalksteins (CaCO3) verloren.
Wenn der Beton nun viele Kapillarporen hat, kommt leichter Wasser und Kohlendioxid an den Stahl. Wenn sich dieser Vorgang öfter wiederholt, kommt es letztendlich zu Abplatzungen am Beton vom Stahl.

Ganz großes dankeschön schonmal im vorraus, lg Matthias

#2

Erhärtung: (Carbonaterhärtung oder Carbonatisierung)
Ca(OH)2 + H2O + CO2 = CaCO3 + 2H2O
aus H2O und CO2 wird H2CO3

Ja

Gelöschter Kalk + Wasser und Kohlendioxid = Kalkstein +
Wasser
(Angerührter Kalkmörtel)

H2CO3 ist Kohlensäure. Weil Basen mit Säuren Salze bilden und
sich dadurch neutralisieren, geht die basische Wirkung des
Kalksteins (CaCO3) verloren.

Du meinst die Auflösung des Kalksteins durch sauren Regen, also Regenwasser enthält Kohlensäure ?
Dann passiert folgendes: CaCO3 + H2CO3 > Ca(HCO3)2 (Ca- Hydrogenkarbonat). Dieses ist etwas löslich in Wasser und wird aus dem Kalkstein ausgewaschen. Dadurch kann die Mauer porös weden und dann dringt Wasser und Sauerstoff an die Stahlarmierung. Stahl rostet und durch die Volumenvergrößerung des (wasserhaltigen) Eisenoxids platzt der Beton.

Wenn der Beton nun viele Kapillarporen hat, kommt leichter
Wasser und Kohlendioxid an den Stahl.

CO2 beschleunigt das Rosten, entscheidend ist aber der Sauerstoff und die Feuchtigkeit.
Udo Becker

#3

Hallo Udo,

danke, dass war echt super nett von dir :smile:
Dann wars also größtenteils richtig :smile:
Bis auf:

Du meinst die Auflösung des Kalksteins durch sauren Regen, also :Regenwasser enthält Kohlensäure ?

Genau, wobei ich nicht weiß ob das Regenwasser schon wärend dess falls auf die Erde zu Kohlensäure wird, oder ob die Verbindung erst auf dem Boden zustande kommt. Eines hab ich noch vergessen zu erwähnen und zwar, ist die basische Wirkung im Kalkstein dafür zustandig dass der Stahl nicht rostet.
Wenn also nun gleichwertig starke Säure auf den Kalkstein trifft, wird die Rostschutzwirkung neutralisiert und der Stahl hat keinen Schutz mehr.
Jetzt müssts doch richtig sein oder?

danke nochmal für deine Erklärung :smile:

Liebe Grüße Matthias

#4

Du meinst die Auflösung des Kalksteins durch sauren Regen, also :Regenwasser enthält Kohlensäure ?

Genau, wobei ich nicht weiß ob das Regenwasser schon wärend
dess falls auf die Erde zu Kohlensäure wird, oder ob die
Verbindung erst auf dem Boden zustande kommt.

Kohlensäure ist eine extrem schwache Säure. Regenwasser löst CO2 aus der Luft, ein winziger Teil des Gemischs ist dissoziiert (Gleichgewichtskonzentration) in H+ und HCO3- und kann Kalk lösen. Aber durch den Verbrauch der H+ Ionen bei der Salzbildung dissoziiert Kohlensäure wieder nach (Massenwirkungsgesetz).

noch vergessen zu erwähnen und zwar, ist die basische Wirkung
im Kalkstein dafür zustandig dass der Stahl nicht rostet.

Nein. Entscheidend ist Feuchtigkeits- und Luftabschluss. Wenn Du Eisen in Kalkbrühe liegen lässt, rostet es.

Wenn also nun gleichwertig starke Säure auf den Kalkstein
trifft, wird die Rostschutzwirkung neutralisiert und der Stahl
hat keinen Schutz mehr.

Nein. Wie oben gesagt Wasser und Sauerstoff. Kalkstein ist im Stahlbeton immer im großen Überschuss gemessen an eventuell eindringender Kohlensäure.
Udo Becker

#5

Hallo :smile:

noch vergessen zu erwähnen und zwar, ist die basische Wirkung
im Kalkstein dafür zustandig dass der Stahl nicht rostet

Nein. Entscheidend ist Feuchtigkeits- und Luftabschluss. Wenn Du Eisen in
Kalkbrühe liegen lässt, rostet es.

Seltsam, unser Lehrer hat uns erzählt, dass (alle) oder die meisten Rostschutzmittel basich sind, ebenso wie der Kalk. Aber, da fällt mir gerade ein, Kalkstein hat die Formel CaCO3 also kein OH am ende = keine Base. Beim Löschklak sieht dass aber anders aus, dieser hat die Formel Ca(OH)2 dann könnte es doch sein, dass er damit sagen wollte, dass die Basische wirkung nur solange als Rostschutz wirkt, wie der Löschkalk zum abbinden braucht, anschließend ist er ja wie du gesagt hast „Luftdicht“ verpackt. Richtig Luftdicht ist es ja auch nicht, schließlich entstehen beim Abbinden auch Kapillare, die später, dem Beton (Stahl) sehr zu schafen machen.
Was hällst du davon? :smile:

Danke für deine Mühe

Liebe Grüße Matthias

#6

Seltsam, unser Lehrer hat uns erzählt, dass (alle) oder die
meisten Rostschutzmittel basisch sind, ebenso wie der Kalk.

Das ist indirekt richtig, weil Eisen von allen Säuren angegriffen wird. Auch von pflanzlichen Säuren wie sie z.B. aus Moos oder Wurzeln einwirken. Saure Lösungen mit Wasser und Sauerstoff beschleunigen das rosten ungemein. Der Kalk schützt also vor der Säure und falls solche anwesend sind, indirekt vor Rost. CaCO3 ist übrigens auch als eine basische Substanz zu betrachten, auch wenn er in der Formel keine sichtbare OH- Gruppe hat. Salze aus einer starken Säure und einer schwachen Base sind in wässriger Lösung sauer, Salze aus einer starken Base (hier Ca(OH)2 und einer schwachen Säure (hier H2CO3) sind basisch. Weil CaCO3 in Wasser kaum löslich ist, kann man das aber nicht einfach so messen. Aber Kalk ist ein basisches Salz.
Udo Becker

#7

Hallo Udo,

danke für deine große Mühe, ich hoffe ich kann mich irgendwann mal bei dir revanchieren. :smile: Du warst mir eine große Hilfe :smile:

Wünsch dir noch einen schönen Abend

Liebe Grüße Matthias