Dauerhaftigkeitsprognose von Salzbeton im Kontakt mit salinaren Lösungen

Zusammenfassung

In Deutschland liegen z.Zt. alle Deponien für sehr gefährliche Abfälle in ehemaligen Salzbergwerken. Wenn in solche Bauwerke Lösungen eindringen, können vorhandene mineralische Baustoffe, z.B. Salzbeton, angegriffen werden. Wegen der langen Zeiträume, über die der Abfall abgeschirmt werden muss, kann das Korrosionsverhalten entsprechender Bauteile nicht ohne die Hilfe von rechnerischen Simulationsverfahren prognostiziert werden. Der Beitrag beschäftigt sich zuerst mit der rechnerischen Dauerhaftigkeitsprognose für Bauteile aus mineralischen Baustoffen. Dargestellt wird die Struktur entsprechender transport-reaction Modelle, die Schwerpunkte aktueller Forschung und die speziellen Anforderungen bei Simulationsberechnungen in salinaren Systemen. Dauerhaftigkeitssimulationen müssen mit experimentellen Untersuchungen kombiniert werden, um die korrekte Funktion der Algorithmen und der zugrundeliegenden Daten in dem jeweiligen System aus Baustoff und angreifendem Medium nachzuweisen. Im zweiten Teil des Beitrages werden deshalb zunächst eine Reihe von Untersuchungen vorgestellt, die durchgeführt wurden um zu prüfen, ob das Simulationsverfahren Transreac geeignet ist, Korrosionsreaktionen von Salzbeton im Kontakt mit salinaren Lösungen zu simulieren. Dies umfasst die Simulation der chemischen Zusammensetzung der sogenannten IP21-Lösung, Simulationen mit verschiedenen Mischungsmodellen für die C-S-H-Phase, die Simulation des Ausgangs-Phasenbestandes von unkorrodiertem Salzbeton, die Simulation des Reaktionspfades von Salzbeton mit IP21-Lösung im Kaskadenversuch der Gesellschaft für Anlagen- und Reaktorsicherheit und die Simulation von Labor-Korrosionsversuchen mit Salzbeton und IP21- bzw. Q-Lösung. Abschließend werden Ergebnisse von Simulationen zum Langzeitverhalten von Salzbeton in salinarer Umgebung vorgestellt. Dies umfasst zunächst Berechnungen der Korrosionstiefe bei diffusivem Eindringen salinarer Lösung über 10 000 Jahre. Desweiteren wurde die Veränderung der Permeabilität von Abdichtbauwerken aus Salzbeton bei Durchströmung mit IP21-Lösung, gesättigter NaCl-Lösung und halbgesättigter NaCl-Lösung über einen Zeitraum von 25 000 Jahren untersucht.

Wiederabdruck des Beitrages Schmidt-Döhl F.: Dauerhaftigkeitprognose von Salzbeton im Kontakt mit salinaren Lösungen, in: GDCH (Hrsg.): Tagung Bauchemie, 8.-9. Oktober 2009, Freiberg, GDCH Monographie Band 41, S. 81-88, 2009, mit freundlicher Genehmigung der Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V., Frankfurt am Main.