DIN 4030-1-2008 Assessment of water soil and gases for their aggressiveness to concrete - Part 1 Principles and limiting values《对混凝土有侵蚀性的水、土壤和气体的评估 第1部分 原理和限值》.pdf

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1、Juni 2008DEUTSCHE NORM Normenausschuss Bauwesen (NABau) im DINPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 91.080.40; 91.100.30!$L21“1411514www.din.deDDIN 40

2、30-1Beurteilung betonangreifender Wsser, Bden und Gase Teil 1: Grundlagen und GrenzwerteAssessment of water, soil and gases for their aggressiveness to concrete Part 1: Principles and limiting valuesEvaluation des liquides, sols et gaz nocifs pour le bton Partie 1: Exigences fondamentales et valeurs

3、 limitesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 4030-1:1991-06www.beuth.deGesamtumfang 19 SeitenDIN 4030-1:2008-06 2 Inhalt Seite Vorwort . 4 Einleitung 5 1 Anwendungsbereich 6 2 Normative Verweisungen. 6 3 Betonangreifende Stoffe und ihre Wirkung . 6 3.1 Allgemein

4、es. 6 3.2 Saure Wsser 7 3.2.1 Allgemeines. 7 3.2.2 Mineralsuren 7 3.2.3 Dihydrogensulfid (Schwefelwasserstoff) . 7 3.2.4 Schwefeldioxid 7 3.2.5 Hydrogenchlorid (Chlorwasserstoff) 7 3.2.6 Kalklsekapazitt (Kalklsende Kohlensure). 7 3.2.7 Organische Suren. 8 3.2.8 Huminsuren. 8 3.3 Sulfate 8 3.4 Sulfid

5、e 8 3.5 Magnesiumsalze . 8 3.6 Ammoniumsalze . 8 3.7 Weiche Wsser 8 3.8 Fette und le. 8 3.8.1 Allgemeines. 8 3.8.2 Pflanzliche und tierische Fette und le . 9 3.8.3 Mineralle und -fette. 9 3.8.4 Steinkohlenteerle 9 4 Vorkommen betonangreifender Stoffe . 9 4.1 Wsser . 9 4.1.1 Meerwasser . 9 4.1.2 Meer

6、wasser in Mndungsbereichen und Brackwasser 10 4.1.3 Gebirgs- und Quellwsser . 10 4.1.4 Moorwsser. 10 4.1.5 Grundwasser und andere Bodenwsser 10 4.1.6 Flusswasser 11 4.1.7 Abwsser. 11 4.2 Bden. 11 4.2.1 Allgemeines. 11 4.2.2 Sulfidhaltige Bden 11 4.2.3 Moorbden 11 4.2.4 Deponien 12 4.3 Gase . 12 4.3.

7、1 Abgase aus Verbrennungsprozessoren. 12 4.3.2 Faulgase 12 5 Beurteilung betonangreifender Wsser, Bden und Gase 12 5.1 Allgemeines. 12 5.2 Wsser . 13 5.2.1 Allgemeine Merkmale . 13 5.2.2 Chemische Untersuchung . 13 5.2.3 Angriffsgrad von Wssern vorwiegend natrlicher Zusammensetzung 14 5.3 Bden. 15 5

8、.3.1 Allgemeine Merkmale . 15 5.3.2 Chemische Untersuchung . 16 5.3.3 Angriffsgrad von Bden. 16 5.4 Gase . 16 DIN 4030-1:2008-06 3 Seite Anhang A (informativ) Verbreitung pyrithaltiger Gesteine an der Erdoberflche in Deutschland .17 Literaturhinweise19 Bilder Bild A.1 Verbreitung pyrithaltiger Geste

9、ine des Vorquartrs an der Erdoberflche (bis etwa 10 m Tiefe ohne quartre berdeckung) in Deutschland, die zu stark Beton angreifenden Wssern durch Pyritoxidation fhren knnen.17 Bild A.2 Verbreitung pyrithaltiger Karbonatgesteine des Vorquartrs an der Erdoberflche (bis etwa 10 m Tiefe ohne quartre ber

10、deckung), die zu stark Beton angreifenden Wssern durch Pyritoxidation fhren knnen 18 DIN 4030-1:2008-06 4 Vorwort Diese Norm wurde vom Fachbereich VII Beton- und Stahlbetonbau/Deutscher Ausschuss fr Stahlbeton des NABau ausgearbeitet. DIN 4030 Beurteilung betonangreifender Wsser, Bden und Gase beste

11、ht aus: Teil 1: Grundlagen und Grenzwert Teil 2: Entnahme und Analyse von Wasser- und Bodenproben nderungen Gegenber DIN 4030-1:1991-06 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Aufnahme des informativen Anhangs mit Karten von Verbreitungsgebieten pyrithaltiger Gesteine in Deutschland; b) redaktione

12、lle Anpassung an den aktuellen Stand des deutschen Normenwerks. Frhere Ausgaben DIN 4030: 1954-09, 1969-11 DIN 4030-1: 1991-06 DIN 4030-1:2008-06 5 Einleitung (1) Junger Beton 1 sollte mit betonangreifendem Wasser im Allgemeinen nicht in Berhrung kommen. Bei einigen Bauteilen, wie z. B. Ortbetonpfhl

13、en in betonangreifendem Grundwasser, lsst sich ein Kontakt des jungen Betons mit betonangreifenden Stoffen nicht vermeiden. In diesem Fall kann bei der Beurteilung des Angriffsgrades betonangreifender Stoffe auf jungen Beton 2 von den allgemeinen Beurteilungsgrundlagen dieser Norm ausgegangen werden

14、. (2) Regeln zur Sicherstellung des Korrosionsschutzes der Bewehrung enthalten die einschlgigen Normen fr Stahlbeton und Spannbeton. (3) Betonangreifende Bestandteile von Wssern und Bden knnen die Wirksamkeit der Betondeckung zwar vermindern, eine Gefhrdung fr die Bewehrung stellen sie bei ausreiche

15、nd dicker Betondeckung und sachgerecht entworfenen und hergestellten Beton aber nicht dar. Dagegen knnen Carbonatisierung des Betons oder eingedrungene Chloride den Korrosionsschutz der Bewehrung beeintrchtigen; dies ist durch betontechnische und konstruktive Manahmen zu verhindern. (4) Eine Korrosi

16、on der Bewehrung ist nur mglich, wenn gleichzeitig eine gengend groe Menge Sauerstoff und Feuchte vorhanden ist. In trockenen Rumen (relative Feuchte 70 %, fr chloridhaltige Betone gelten kleinere Grenzwerte) ist deshalb keine Korrosionsgefahr gegeben, auch wenn die Carbonatisierung die Bewehrung er

17、reicht hat oder wenn die kritischen Chloridgehalte berschritten werden. Wegen des Mangels an Sauerstoff gilt dies auch bei Bauteilen, die dauernd vollstndig unter Wasser sind. (5) Die Eindringgeschwindigkeit von Chloriden in den erhrteten Beton hngt neben dem Chloridgehalt des anstehenden Mediums we

18、sentlich von Wassertransportvorgngen ab (Dichtigkeit des Betons). Der kritische Chloridgehalt im Beton, ab dem eine Korrosion der Bewehrung mglich ist, kann in Abhngigkeit von den Umgebungsbedingungen, der Betonzusammensetzung und der Dichtigkeit des Betons in weiten Grenzen schwanken. (6) Im Bereic

19、h von Rissen kann der Korrosionsschutz schneller aufgehoben werden. Der unter den in Absatz (3) genannten Bedingungen entstehende Korrosionsabtrag ist in der Regel jedoch gering, wenn Qualitt und Dicke der Betondeckung sowie die Rissbreitenbeschrnkung eingehalten worden sind. (7) Besondere Korrosion

20、sgefahr ist gegeben, wenn durch Risse im Bereich der Bewehrung chloridhaltiges Wasser fliet (z. B. Spaltrisse in Parkdecks). DIN 4030-1:2008-06 6 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt Verfahren und Kriterien fest, fr die Beurteilung des Angriffsvermgens von Wssern vorwiegend natrlicher Zusammensetzung

21、, von Bden und von Gasen anzuwenden, die betonangreifende Stoffe enthalten knnen und von auen chemisch auf erhrteten Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 einwirken. Sie gilt nicht fr konzentrierte Lsungen wie z. B. einige Industrieabwsser. Deshalb ist bei der Bauplanung sptestens jedoch vor Baubeg

22、inn zu klren, ob eine Beurteilung nach dieser Norm notwendig oder gerechtfertigt ist. Anforderungen an die Ausfhrung von Bauten aus Beton und Stahlbeton, die betonangreifenden Wssern, Bden und Gasen ausgesetzt werden, sind in DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 enthalten. 2 Normative Verweisungen Die folgen

23、den zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 1045-2, Tragwerke aus Beton, St

24、ahlbeton und Spannbeton Teil 2: Beton Festlegungen, Eigenschaften, Herstellung und Konformitt Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1 DIN 1164-10, Zement mit besonderen Eigenschaften Teil 10: Zusammensetzung, Anforderungen und bereinstimmungsnachweis von Normalzement mit besonderen Eigenschaften DIN 1986-3

25、, Entwsserungsanlagen fr Gebude und Grundstcke Regeln fr Betrieb und Wartung DIN 4030-2:2008-06, Beurteilung betonangreifender Wsser, Bden und Gase Entnahme und Analyse von Wasser- und Bodenproben DIN EN 206-1, Beton Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformitt ATV A 115, Hinweise f

26、r das Einleiten von Abwasser in eine ffentliche Abwasseranlage Zu beziehen durch Gesellschaft zur Frderung der Abwassertechnik (GFA e.V.), Markt 71, 5205 St. Augustin 1 3 Betonangreifende Stoffe und ihre Wirkung 3.1 Allgemeines (1) Wsser und Bden knnen Beton angreifen, wenn sie freie Suren (siehe 3.

27、2), Sulfide (siehe 3.2.3), Sulfate (siehe 3.3), Magnesiumsalze (siehe 3.5), Ammoniumsalze (siehe 3.5) oder bestimmte organische Verbindungen (siehe 3.8) enthalten. DIN 4030-1:2008-06 7 (2) Darber hinaus knnen Wsser betonangreifend wirken, wenn sie besonders weich sind (siehe 3.7). (3) Gase knnen in

28、Verbindung mit Feuchte Beton angreifen, wenn sie beispielsweise Dihydrogensulfid (Schwefelwasserstoff) (siehe 3.2.3), Schwefeldioxid (siehe 3.2.4) oder Hydrogenchlorid (Chlorwasserstoff) (siehe 3.2.5) enthalten. 3.2 Saure Wsser 3.2.1 Allgemeines Wsser, die freie Suren enthalten, wirken lsend auf den

29、 Zementstein und auf carbonathaltige Gesteins-krnungen. Wsser mit freien Suren sind an einem pH-Wert kleiner als 7 erkennbar. Als betonangreifend gelten sie bei pH-Werten kleiner als 6,5. Die am hufigsten vorkommenden Suren und Surebildner sind in 3.2.2 bis 3.2.8 aufgefhrt. 3.2.2 Mineralsuren Minera

30、lsuren sind im Allgemeinen starke Suren, wie z. B. Schwefel-, Salz- und Salpetersure. Sie wirken lsend auf den Zementstein und auf carbonathaltige Gesteinskrnungen. 3.2.3 Dihydrogensulfid (Schwefelwasserstoff) Dihydrogensulfid wirkt als schwache Sure und als solche weniger auf den Beton ein. Er kann

31、 jedoch gasfrmig in trockenen Beton eindringen oder sich im Wasserfilm auf feuchtem Beton lsen und bei Luftzutritt Schwefelsure (siehe 3.2.2) und Sulfate (siehe 3.3) bilden. 3.2.4 Schwefeldioxid Schwefeldioxid kann gasfrmig in trockenen Beton eindringen oder sich in feuchtem Beton lsen und schweflig

32、e Sure und Sulfite und in Gegenwart von Sauerstoff Schwefelsure (siehe 3.2.2) und Sulfate (siehe 3.3) bilden. 3.2.5 Hydrogenchlorid (Chlorwasserstoff) Hydrogenchlorid kann gasfrmig in trockenen Beton eindringen oder sich in feuchtem Beton lsen und Salzsure (siehe 3.2.2) bilden. 3.2.6 Kalklsekapazitt

33、 (Kalklsende Kohlensure) Die kalklsende Kohlensure (siehe 4.1.3 bis 4.1.5) greift Beton vornehmlich durch Lsen des Calcium-hydroxids in hnlicher Weise an wie andere schwache Suren. Da von der anwesenden Kohlensure nur ein Teil betonangreifend wirkt, muss dieser Gehalt als Kalklsekapazitt gesondert e

34、rmittelt werden (siehe DIN 4030-2:2008-06, 5.9 und 6.2.9). DIN 4030-1:2008-06 8 3.2.7 Organische Suren Organische Suren, wie z. B. Essig-, Milch- und Buttersure (siehe 4.1.7), lsen Calcium aus den Bestand-teilen des Zementsteins unter Bildung des entsprechenden Salzes heraus. Der Angriff organischer

35、 Suren ist im Allgemeinen weniger stark als der von Mineralsuren. Organische Suren, die praktisch unlsliche Kalk-salze bilden (z. B. Oxalsure, Weinsure), wirken nicht betonangreifend, da Schutzschichten entstehen. 3.2.8 Huminsuren Huminsuren sind fr erhrteten Beton im Allgemeinen wenig gefhrlich; si

36、e knnen jedoch den Erstarrungsvorgang des Frischbetons beeintrchtigen. Die Huminsuren tauschen in besonderen Fllen ihre Wasserstoffionen gegen die Kationen neutraler Salze aus und bilden dann Suren (siehe 4.1.4 und 4.2.3). 3.3 Sulfate Sulfate setzen sich mit einigen Calcium- und Aluminiumverbindunge

37、n des Zementsteins zu Calciumaluminat-sulfathydraten oder Gips um, was zu einem Treiben fhren kann (siehe 4.1 und 4.2). 3.4 Sulfide Wasserlsliche Sulfide (z. B. Pyrit, Markasit) knnen unter anderem bei Zutritt von Luftsauerstoff und Feuchte zu Sulfaten (siehe 3.3) und Schwefelsure (siehe 3.2.2) oxid

38、iert werden. 3.5 Magnesiumsalze Magnesiumsalze, z. B. Magnesiumsulfat und -chlorid, lsen Calciumhydroxid aus dem Zementstein, wobei sich unter anderem Magnesiumhydroxid als weiche, gallertartige Masse bildet (siehe 4.1). 3.6 Ammoniumsalze Ammoniumsalze (ausgenommen Ammoniumcarbonat, -oxalat und -flu

39、orid) lsen vorwiegend Calciumhydroxid aus dem Zementstein, wobei Ammoniak frei wird und sich in Wasser lst. Ammoniak greift den Beton nicht an (siehe 4.1.5). 3.7 Weiche Wsser (1) Weiche Wsser mit einer Hrte unter 30 mg CaO je l, d. h. Wsser, die gar keine oder nur sehr wenig gelste Calcium- und/oder

40、 Magnesiumsalze enthalten, knnen Calciumhydroxid des Zementsteins lsen. Sie greifen jedoch wasserundurchlssigen Beton mit einem Wasserzementwert von hchstens 0,60 (siehe DIN EN 206-1 und DIN 1045-2) praktisch nicht an, sofern sie nicht kalklsende Kohlensure (siehe 3.2.6) oder andere betonangreifende

41、 Stoffe in schdlicher Menge enthalten. (2) Niederschlagswasser kann einen niedrigen pH-Wert aufweisen, greift aber wegen seines geringen Lsungsvermgens Beton fr Auenbauteile nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 in der Regel nicht an. 3.8 Fette und le 3.8.1 Allgemeines Fette und le wirken je nach ihrer H

42、erkunft, chemischen Zusammensetzung und physikalischen Beschaffen-heit verschieden auf den Beton ein. DIN 4030-1:2008-06 9 3.8.2 Pflanzliche und tierische Fette und le Pflanzliche und tierische Fette und le knnen den Beton angreifen, weil sie als Ester der Fettsuren mit dem Calciumhydroxid des Zemen

43、tsteins fettsaure Calciumsalze (Kalkseifen) bilden. Ihr Angriffsvermgen auf wasserundurchlssigen Beton mit einem Wasserzementwert von hchstens 0,60 (siehe DIN EN 206-1 und DIN 1045-2) ist jedoch zu vernachlssigen. 3.8.3 Mineralle und -fette Mineralle und -fette greifen den Beton nicht an, wenn sie f

44、rei von Suren sind1). 3.8.4 Steinkohlenteerle Von den Steinkohlenteerlen enthalten im Allgemeinen die Mittel- und Schwerle Phenol und dessen Homologe (Phenolabkmmlinge), die den Beton unter Bildung von Phenolaten angreifen knnen. Ihr Angriffs-vermgen auf wasserundurchlssigen Beton mit einem Wasserze

45、mentwert von hchstens 0,60 (siehe DIN EN 206-1 und DIN 1045-2) ist jedoch zu vernachlssigen. 4 Vorkommen betonangreifender Stoffe 4.1 Wsser 4.1.1 Meerwasser (1) Meerwasser enthlt als betonangreifende Bestandteile vorwiegend Magnesiumverbindungen und Sulfate. Ostsee und Nordsee haben annhernd die in

46、Tabelle 1 angegebene Zusammensetzung. 1) Siehe Vorlufiges Merkblatt ber das Verhalten von Beton gegenber Mineral- und Teerlen“ DIN 4030-1:2008-06 10 Tabelle 1 Zusammensetzung von Meerwasser (Richtwerte) 1 2 3 Bestandteile Nordsee (Helgoland) mg/l Ostsee (Kieler Bucht) mg/l Na+11 000 5 000 K+400 200

47、Ca2+Mg2+1 300 600 CI19 900 9 000 SO42+2 800 1 300 pH-Wert 8 7 Der Gesamtsalzgehalt betrgt in der Nordsee, hnlich wie im Atlantischen Ozean, etwa 36 000 mg/l, in der Ostsee (Kieler Bucht) im Jahresmittel etwa 16 000 mg/l. (2) Die Tabellenwerte wurden aus mehreren Untersuchungsreihen gewonnen. Die Zus

48、ammensetzung des Meerwassers kann von den Richtwerten nach Tabelle 1 stark abweichen (siehe auch 4.1.2). 4.1.2 Meerwasser in Mndungsbereichen und Brackwasser Meerwasser im Bereich von Fluss- und Kanalmndungen und Brackwasser knnen Zusammensetzungen aufweisen, die von den Werten nach Tabelle 1 erheblich abweichen. Liegen fr derartige Gebiete keine mehrjhrigen Analysen vor, aus denen auch mgliche Schwankungen des Salzgehalts abgeschtzt werden knnen, so sind die Wsser in der Regel als stark angreifend nach Tabelle 4 einzustufen; es ist ein HS-Zement (nach DIN 1164-10) zu verwenden.