Betonangriff in eisendisulfidhaltigen Boeden / Concrete attack in iron disulphidic soils

In verschiedenen Regionen Deutschlands enthalten oberflaechennahe Boeden Eisendisulfid. Bei Zutritt von Sauerstoff, zum Beispiel durch Bodenauflockerungen im Zuge von Baumassnahmen, kann dieses Mineral oxidieren und unter Anwesenheit von Wasser die Reaktionsprodukte Schwefelsaeure und Sulfat freisetzen. Infolgedessen koennen sich im Baugrund saure und sulfatreiche Umgebungsbedingungen einstellen, die auf angrenzende Betonbauwerke einen kombinierten Saeure-Sulfat-Angriff ausueben. Das tatsaechliche Ausmass der Eisendisulfidoxidation im Baugrund und die daraus resultierenden Schaedigungen in angrenzenden Betonbauwerken wurden im Rahmen eines interdisziplinaeren DFG-Forschungsprojekts an der Ruhr-Universitaet Bochum untersucht. Erste Ergebnisse zeigen, dass sich in eisendisulfidhaltigen Boeden in Abhaengigkeit von verschiedenen physikalischen und chemischen Faktoren pH-Werte von bis zu pH 2 und Sulfatkonzentrationen von ueber 20.000 Milligramm pro Liter einstellen koennen. Unter diesen Bedingungen finden im angrenzenden Beton Korrosionsprozesse statt, die zunaechst primaer auf einen loesenden Angriff schliessen lassen. Nach laengerer Einwirkung von etwa einem Jahr und laenger lassen sich jenseits der (Saeure-)Korrosionsfront in tieferen, bis dato ungestoerten Bereichen jedoch Neubildungen sulfathaltiger Minerale beobachten, die unter Umstaenden auf einen voranschreitenden Sulfatangriff hindeuten. (A) ABSTRACT IN ENGLISH: In various areas of Germany superficial soils contain iron disulphide. Due to aeration, e.g. by excavation of soil during construction measures, this mineral can oxidise and release the reaction products sulphuric acid and sulphate under sufficient humidity. As a result, acidic and sulphatic conditions can be adjusted in the construction ground, which may exercise a combined acid-sulphate-attack on adjacent concrete structures. The actual extent of the oxidation of iron disulphide in the construction ground and the resulting impairments in adjacent concrete structures have been investigated within an interdisciplinary research project at the Ruhr-Universitaet Bochum. In preliminary results pH-values down to pH 2 and sulphate concentrations over 20,000 mg/l were determined in iron disulphidic soils in dependence of various physical and chemical factors. Under these conditions corrosion processes take place in adjacent concrete, which are dominated initially by a solvent attack. After a long-lasting exposure of about one year or more new formations of sulphate minerals can be observed beyond the (acid) corrosion front in deeper, hitherto undisturbed areas, which may indicate a progressing sulphate attack. (A)

• Availability:
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• Authors:
  • Breitenbuecher, R
  • WISOTZKY, F
  • EISENBERG, V
  • SIEBERT, B
• Publication Date: 2009

Language

• German

Media Info

• Pagination: 289-301
• Serial:
  • BETON- UND STAHLBETONBAU
  • Volume: 104
  • Issue Number: 5
  • ISSN: 0005-9900

Subject/Index Terms

• TRT Terms: Behavior; Concentration (Chemistry); Concrete; Corrosion; General surface features of the earth; Geomorphology; Iron; Oxidation; pH value; Properties of materials; Soils; Structures; Sulfates; Sulfuric acid; Tests; Weathering
• ITRD Terms: 3355: Bauwerk; 4755: Beton; 4156: Boden; 5925: Eigenschaft; 7159: Eisen; 7132: Konzentration (chem); 5252: Korrosion; 7157: Oxidation; 7116: pH Wert; 7370: Schwefelsäure; 4076: Struktur (geomorphol); 7310: Sulfat; 9001: Verhalten; 6255: Versuch; 5281: Verwitterung
• Subject Areas: Bridges and other structures; I32: Concrete;

Filing Info

• Accession Number: 01176434
• Record Type: Publication
• Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
• Files: ITRD
• Created Date: Oct 6 2010 3:50PM