Der Chloridgehalt im Beton beschleunigt die Korrosion des Bewehrungsstahls, indem er die schützenden Oxidschichten zerstört und lokale Rostbildung verursacht. Chloridkonzentrationen von über 0,4 Masseprozent des Zements lösen Korrosion der Bewehrung aus, verringern die Dauerhaftigkeit des Bauwerks und führen zu einem erheblichen Querschnittsverlust des Stahls. Die Erkennung und Quantifizierung von Chloriden ist daher unerlässlich, um die Lebensdauer von Bauwerken zu sichern.
Chloridgehalt im Beton
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Mechanismen der Chloridkorrosion
Chloridionen dringen durch Diffusion, Kapillarabsorption und Konvektion in Beton ein. Freiliegende Oberflächen, Risse oder Beschädigungen der Beschichtung beschleunigen das Eindringen von Chloriden. Konzentrationsgradienten treiben die Chloridmigration an. Mikrorisse, die durch mechanische Belastungen entstehen, verändern die Transportwege und erhöhen das Korrosionsrisiko.
Die Anreicherung von Chloriden an der Stahl-Beton-Grenzfläche begünstigt die lokale Depassivierung. Die passive Oxidschicht bricht auf, wodurch Korrosion einsetzt. Der Schwellenwert für die Chloridkonzentration, ab dem Korrosion auftritt, hängt vom pH-Wert und der Permeabilität des Betons ab. Untersuchungen zeigen, dass Korrosion bei hoher Permeabilität bereits bei Chloridkonzentrationen von nur 0,2–0,4 Masseprozent des Zements einsetzt.
Aktuelle bimodale Neutronen- und Röntgenmikrotomographie zeigen mikrostrukturelle Rostbildung und einen Verlust der Stahl-Beton-Verbindung.
Die Verringerung der Durchlässigkeit verlangsamt den Chloridtransport und verlängert die Lebensdauer der Bewehrung. Der Röntgenfluoreszenz-Metallanalysator für Beton, einschließlich Lonnmeter, ermöglicht die zerstörungsfreie Elementaranalyse von Chlor und identifiziert schnell Bereiche mit Korrosionsrisiko für den Bewehrungsstahl im Beton.
Chloridinduzierte Korrosion von Stahl in Beton
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Korrosionsbeständige Verstärkungslösungen
Die Legierung von Bewehrungsstahl mit Chrom (Cr) und Seltenerdmetallen (SE) reduziert die Korrosion von Bewehrungsstahl in Beton unter Chloridbelastung signifikant. Untersuchungen an HRB400-Bewehrungsstahl zeigen, dass Chromgehalte über 0,5 % und SE-Zusätze MnS in SE-Al-O-S-Einschlüsse umwandeln, die von MnS-Hüllen umschlossen sind. Dies verlangsamt die lokale Versauerung und minimiert die Ausbreitung von Korrosion in geschlossenen Zellen. Das Ergebnis sind niedrigere Korrosionsstromdichten und eine verbesserte Passivschichtstabilität, die selbst bei Chloridkonzentrationen über 0,6 Gew.-% des Zements messbar ist – was einer Reduzierung der Korrosionsrate um 30–50 % im Vergleich zu unlegiertem Bewehrungsstahl unter identischen Bedingungen entspricht (Nature Communications, 2026).
Die praktische Anwendung umfasst die Legierung mit Scandium oder Cer, wodurch die mechanische Festigkeit und die Langzeitbeständigkeit von Infrastrukturen in maritimen Umgebungen und Umgebungen mit Enteisungssalzen deutlich verbessert werden. Kosten und Lieferengpässe bei erneuerbaren Energien beeinflussen zwar die Marktdurchdringung, reduzieren aber den Reparaturbedarf im Lebenszyklus.
Tests bestätigen zunehmend, dass die Kombination von Stahlfasern mit Bewehrungsstahl die Rissbildung und Korrosionsrate verringert, insbesondere bei erhöhtem Chloridgehalt im Beton. Hybridbewehrung verlängert die Zeit bis zum Rissbeginn und verbessert den Erhalt der Tragfähigkeit nach Einwirkung von Witterungseinflüssen (MDPI, 2025).
Die Auswahl der Bewehrung erfolgt auf Grundlage einer Risikoanalyse der chloridinduzierten Korrosion und unter Berücksichtigung des Projektlebenszyklus, um erhebliche strukturelle Schäden zu vermeiden. Die Chlor-Elementaranalyse mittels Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) für Beton, beispielsweise mit dem Lonnmeter-Gerät, ermöglicht die zerstörungsfreie Prüfung der Betonbewehrung. So lässt sich die Wirksamkeit von gelösten Stoffen und Fasern präzise bestimmen, Korrosionsschutz im Stahlbeton gewährleisten und die Nutzungsdauer maximieren.
Chlor-Elementaranalyse und Leichtelementanalyse in Beton
Die genaue Bestimmung des Chlor- und Leichtmetallgehalts ist für den Korrosionsschutz von Stahlbeton unerlässlich. Chloridionenkonzentrationen über 0,2–0,4 Gew.-% des Zements führen zum Verlust der Passivierung und zu einer raschen Korrosion des Bewehrungsstahls, was den strukturellen Verfall beschleunigt und die Instandhaltungskosten erhöht. Die analytischen Bestimmungsmethoden lassen sich in zerstörende und nicht-destruktive Verfahren unterteilen.
Zerstörende Prüfverfahren liefern zwar hohe Genauigkeit, erfordern jedoch die Entnahme von Bohrkernen und aufwändige Laboranalysen, was zu Betriebsunterbrechungen und irreversiblem Probenverlust führt. Zerstörungsfreie Prüfverfahren, wie die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) zur Korrosionserkennung oder der mobile RFA-Metallanalysator für Beton, ermöglichen die schnelle, situ-Analyse von Chlor und leichten Elementen ohne Probenzerstörung. Der Lonnmeter-RFA-Analysator misst Mg, Al, Si, S, K, Ca und Cl in festem Beton und erreicht Nachweisgrenzen unter 50 ppm für Cl. Die Ergebnisse unterstützen die Auswahl korrosionsbeständiger Bewehrungsstäbe und die Überwachung der Wirksamkeit von Korrosionsinhibitoren für Stahlbewehrung. Fortschrittliche Arbeitsabläufe mit RFA maximieren die Langzeitbeständigkeit von Stahlbeton, indem sie chloridinduzierte Korrosion in Betonkonstruktionen frühzeitig erkennen und so gezielte Maßnahmen und eine optimierte Ressourcenzuweisung ermöglichen.
Erweiterte Erkennung&Quantifizierungsmethoden für den Chloridgehalt
Die Laboranalyse nutzt volumetrische Titration, ionenselektive Elektroden und potentiometrische Methoden und liefert eine hohe Empfindlichkeit für den Chloridgehalt in Beton und Bewehrungsstahl. Diese Techniken bergen jedoch das Risiko der Probenzerstörung, sind arbeitsintensiv und ermöglichen unter In-situ-Bedingungen nur eine begrenzte räumliche Kartierung. Feldmikroelektroden ermöglichen zwar die lokale Detektion, haben aber Schwierigkeiten bei der Quantifizierung von Chloridspuren und leichten Elementen.
Röntgenfluoreszenz-Metallanalysatoren, insbesondere das Lonnmeter, ermöglichen eine zerstörungsfreie und schnelle Mehrelementanalyse von Beton- und Bewehrungsstahlproben. Das Lonnmeter detektiert Chlor und Leichtmetalle (Mg, Al, Si, S, K, Ca) mit einer Empfindlichkeit im ppm-Bereich und liefert so wichtige Erkenntnisse für korrosionsbeständige Bewehrungsstäbe und die Risikobewertung. Seine leistungsstarke Software erkennt Spuren von chloridinduzierter Korrosion in Betonkonstruktionen und unterstützt damit entscheidend den Korrosionsschutz von Stahlbeton.
Die Integration innovativer Bildgebungsverfahren wie Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA), multimodaler Tomographie und fortschrittlicher Elementanalyse ermöglicht die Bestimmung sowohl des Chloridgehalts als auch mikrostruktureller Korrosionsstellen. In Kombination dienen diese Methoden der Bewertung von Korrosionsinhibitoren für Stahlbewehrung und tragen zur Langzeitbeständigkeit von Stahlbeton bei.
Förderung des Lonnmeter-RFA-Analysators zur Bestimmung des Chloridgehalts
Lonnmeter-RFA-Analysatoren ermöglichen eine schnelle, zerstörungsfreie Elementaranalyse von Chlor, die für die Bestimmung des Chloridgehalts in Beton unerlässlich ist. Ihre hohe Empfindlichkeit detektiert Chlor und Leichtmetalle (Mg, Al, Si, S, K, Ca) in Konzentrationen von nur 0,35–1 % Cl und ermöglicht so die präzise Quantifizierung von Chloridspuren, die das Korrosionsrisiko und die Dauerhaftigkeit von Stahlbetonkonstruktionen bestimmen.
Das mobile Design ermöglicht Analysen vor Ort und erlaubt Ingenieuren die Durchführung von Elementanalysen in Echtzeit an Beton- oder Bewehrungsproben. So lassen sich Bereiche mit erhöhtem Risiko für chloridinduzierte Korrosion in Betonkonstruktionen schnell identifizieren. Robuste Software-Schnittstellen optimieren die Arbeitsabläufe und zeigen die Ergebnisse mehrerer Elemente an, um schnelle Projektentscheidungen hinsichtlich der Auswahl korrosionsbeständiger Bewehrungsstäbe zu ermöglichen.
Die Röntgenfluoreszenz-Technologie von Lonnmeter vermeidet radioaktive Quellen, erfordert nur eine minimale Probenvorbereitung und ermöglicht die Multielementanalyse, die für umfassende Korrosionsschutzstrategien unerlässlich ist. Fordern Sie ein Angebot an, um eine maßgeschneiderte Gerätekonfiguration, Schulungsunterstützung und technische Beratung zu erhalten. So optimieren wir die zerstörungsfreie Prüfung von Betonbewehrung für die Langzeitbeständigkeit von Stahlbeton und den Einsatz wirksamer Korrosionsinhibitoren für Stahlbewehrung.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Welche Bedeutung hat die Messung des Chloridgehalts in Beton?
Die genaue Bestimmung des Chloridgehalts in Beton ist entscheidend für die Beurteilung des Korrosionsrisikos für Bewehrungsstahl und die Vorhersage der Nutzungsdauer. Chloridbedingte Korrosion ist für etwa 40 % aller weltweiten Stahlbetonschäden verantwortlich. Laboruntersuchungen zeigen, dass Korrosion einsetzt, sobald die Chloridkonzentration 0,4 Gew.-% des Zements übersteigt. Die Analyse des Chlorideintrags ermöglicht gezielte Instandhaltungsmaßnahmen und Kostensenkungen.
Wie verursachen Chloridionen Korrosion in Stahlbewehrungen?
Chloridionen dringen in den Beton ein und erreichen die passive Oxidschicht des Stahls. Dies stört die Stahlpassivierung und führt zu lokaler Lochfraßkorrosion. Die Folge sind Rostbildung, Durchmesserverlust des Stahls, Rissbildung und Abplatzungen.
Können Fasern die Korrosionsbeständigkeit von Beton neben Bewehrungsstahl verbessern?
Studien berichten, dass die kombinierte Verwendung von Fasern und Bewehrungsstahl die Korrosionsbeständigkeit um bis zu 40 % erhöht und somit die Langzeitbeständigkeit von Stahlbetonkonstruktionen verbessert.
Was macht den Lonnmeter-RFA-Analysator ideal für Betonprüfungen?
Das Lonnmeter-RFA-Metallanalysegerät ermöglicht die schnelle, zerstörungsfreie Multielementanalyse von Feststoffproben. Es erreicht eine Nachweisgrenze von 10 ppm für Chlor und quantifiziert leichte Elemente (Mg, Al, Si, S, K, Ca), die für die Früherkennung von Korrosion und die Optimierung von Korrosionsschutzstrategien entscheidend sind.
Sind moderne Verstärkungsmaterialien wie Chrom- und Seltenerdlegierungen korrosionsbeständiger?
Mit Chrom und Seltenerdmetallen (SE) modifizierte Bewehrungsstäbe erhöhen die Korrosionsbeständigkeit um über 50 % im Vergleich zu Standardstahl, insbesondere in salzhaltigen Umgebungen, wie Labortests bestätigten.
Warum ist die Durchlässigkeit von Beton für den Korrosionsschutz wichtig?
Eine geringere Durchlässigkeit schränkt die Chloridmigration ein, erhält die Stahlpassivierung aufrecht und verzögert den Korrosionsbeginn über die übliche Nutzungsdauer hinaus.
Worin unterscheidet sich die Röntgenfluoreszenz-Technologie von herkömmlichen chemischen Testverfahren zur Chloridanalyse?
Die Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA) erfordert im Gegensatz zur Nasschemie weder Probenaufschluss noch Säuren. Sie ist schnell, kann vor Ort durchgeführt werden und ermöglicht die simultane Mehrelementanalyse von Chlor – hilfreich für die zerstörungsfreie Prüfung von Betonbewehrung.
Veröffentlichungsdatum: 13. Februar 2026
