Carbonatisierung
Bildung von Calciumcarbonat CaCO3 aus dem Kalkhydrat Ca(OH)2 des Zementsteins infolge Einwirkung von Kohlendioxid CO2:
Ca(OH)2 + CO2 ergibt CaCO3 + H2O
Das Kohlendioxid kann aus der umgebenden Luft stammen oder durch CO2-haltiges Wasser zugeführt werden. Für den Rostschutz der Bewehrung von Stahlbeton ist die Carbonatisierung von größter Wichtigkeit, da hinter der Carbonatisierungsfront durch die Umwandlung des Kalkhydrats das für den passiven Korrosionsschutz erforderliche alkalische Milieu verloren geht. Die Betondeckung muss immer so dick sein, dass die carbonatisierte Schicht (Carbonatisierungsfront) nicht bis an die Bewehrung heranreicht.
Die Überprüfung, ob ein Beton carbonatisiert ist, erfolgt z. B. an Bruchflächen mit Phenolphthalein.
Die Aufnahmefähigkeit des Betons für Kohlensäure - und damit der Fortschritt der Carbonatisierung - hängt stark von seinem Feuchtegehalt ab. Wassergesättigte Körper nehmen praktisch kein CO2 auf. Aber auch ein vollständig trockener Betonkörper carbonatisiert nicht weiter, da ein gewisser Feuchtegehalt Voraussetzung für den Ablauf der chemischen Reaktion ist. Daher carbonatisieren Bauteile, die direktem Niederschlag ausgesetzt sind, langsamer als Bauteile im Freien, die vor direktem Niederschlag geschützt sind.
Stahlbeton ist in die Expositionsklassen XC (Carbonation) einzuordnen, je nach Feuchtegehalt. Entsprechend der oben aufgeführten Erkenntnisse sind die Anforderungen an den Beton in der Expositionsklasse XC1 (trocken oder ständig nass) am niedrigsten, in XC4 (wechselnd nass und trocken) am höchsten.
Die Volumenabnahme durch Umkristallisation und die Verdunstung des Wassers im Zuge der Carbonatisierung von Beton ist die Ursache für das Carbonatisierungsschwinden.
