Mechanismus
Carbonatisierung von Beton: was dabei passiert
Carbonatisierung ist die Reaktion von Kohlendioxid aus der Luft mit den alkalischen Bestandteilen des erhärteten Betons. Dabei sinkt der pH-Wert im Porenwasser, und der Beton verliert die Eigenschaft, den eingelegten Bewehrungsstahl chemisch vor Korrosion zu schützen.
Der Vorgang ist unvermeidbar und für sich genommen kein Schaden — der Beton bleibt tragfähig. Kritisch wird er erst, wenn die carbonatisierte Zone den Stahl erreicht und zugleich Feuchte und Sauerstoff an ihn gelangen. Das ist die Ausgangslage, aus der ein Betonschaden an einem freibewitterten Balkon entsteht.
- Carbonatisierung
- Die Reaktion von Kohlendioxid aus der Luft mit dem Calciumhydroxid im erhärteten Beton zu Calciumcarbonat. Sie schreitet von der Oberfläche nach innen fort und senkt dabei den pH-Wert im Porenwasser so weit ab, dass der Beton den eingelegten Bewehrungsstahl nicht mehr chemisch vor Korrosion schützt.
- Frischer, ungeschädigter Beton hält im Porenwasser einen stark alkalischen Zustand. Auf dem Stahl bildet sich darin eine dünne, festhaftende Schicht, die die Korrosion praktisch zum Stillstand bringt; sie wird Passivschicht genannt. Fällt der pH-Wert durch die Carbonatisierung unter den Bereich, in dem diese Schicht stabil ist, ist der Stahl nicht mehr geschützt. Ob er dann tatsächlich korrodiert, hängt daran, ob Feuchte und Sauerstoff an ihn gelangen — an einem freibewitterten Balkon ist beides vorhanden.
Was im Beton nacheinander passiert
Vier Stufen, die zeitlich weit auseinanderliegen können. Sichtbar wird erst die letzte.
1. Kohlendioxid dringt in das Porensystem ein
Beton ist porös. Kohlendioxid aus der Umgebungsluft wandert über die Poren von der Oberfläche nach innen. Wie schnell, hängt an der Dichtigkeit des Betongefüges und am Feuchtezustand der Poren.
2. Die Reaktion senkt den pH-Wert
Das Kohlendioxid reagiert mit dem Calciumhydroxid des Zementsteins zu Calciumcarbonat. Der Zustand im Porenwasser verschiebt sich dabei aus dem stark alkalischen Bereich heraus. Es entsteht eine carbonatisierte Zone, die von außen nach innen wächst.
3. Die Front erreicht die Bewehrung
Solange die Zone flacher bleibt als die Betondeckung, liegt der Stahl weiterhin in geschütztem Beton. Erreicht sie ihn, entfällt der chemische Schutz. Wann das eintritt, entscheidet der Abstand zwischen Oberfläche und Stahl — also die Betondeckung.
4. Der Stahl korrodiert, der Beton platzt ab
Mit Feuchte und Sauerstoff beginnt die Korrosion. Die Korrosionsprodukte nehmen mehr Raum ein als der Stahl, aus dem sie entstehen; der Druck reißt die Betondeckung entlang des Stabs auf und sprengt sie ab. Erst hier wird der Vorgang sichtbar — als Rostfahne, dann als Riss, dann als Abplatzung.
Was den Vorgang beeinflusst
Die Einflussgrößen wirken auf zwei verschiedene Dinge: auf die Geschwindigkeit der Front und auf die Frage, ob der freigelegte Stahl überhaupt korrodiert.
Dichtigkeit des Betongefüges
Wirkung
Ein dichteres Gefüge bremst das Eindringen von Kohlendioxid
Wie sie sich feststellen lässt
Nicht am Augenschein. Ergibt sich aus der Betonzusammensetzung und lässt sich an Proben untersuchen
Betondeckung über dem Stahl
Wirkung
Sie ist der Weg, den die Front zurücklegen muss, bevor der Stahl ungeschützt liegt
Wie sie sich feststellen lässt
Messgerät am Bauteil, das die Lage des Stahls ortet und den Abstand zur Oberfläche angibt
Feuchtezustand der Poren
Wirkung
In ständig nassem und in völlig trockenem Beton läuft die Reaktion langsamer als bei wechselnder Feuchte
Wie sie sich feststellen lässt
Ergibt sich aus der Lage des Bauteils und seiner Bewitterung
Wechsel von nass und trocken an der Oberfläche
Wirkung
Er liefert die Feuchte, die der Stahl für die Korrosion braucht, und trocknet zwischendurch Sauerstoff nach
Wie sie sich feststellen lässt
An der Lage: freibewitterte, waagerechte Flächen ohne Überdachung
Risse in der Oberfläche
Wirkung
Sie verkürzen den Weg zur Bewehrung; entlang eines Risses ist die Front tiefer als in der Fläche
Wie sie sich feststellen lässt
Sichtprüfung; die Tiefenprüfung erfolgt an einer Bruchfläche im Rissbereich
Beschichtungen und Beläge
Wirkung
Ein wirksamer Oberflächenschutz verzögert den Zutritt von Kohlendioxid und Wasser
Wie sie sich feststellen lässt
Aus dem Aufbau; ob eine vorhandene Schicht diese Wirkung noch hat, wird am Bauteil beurteilt
Die Tiefe der carbonatisierten Zone wächst nicht gleichmäßig mit der Zeit: Je tiefer die Front liegt, desto langsamer kommt sie voran, weil der Weg für das Kohlendioxid länger wird.
- Betondeckung
- Der Abstand zwischen der Oberfläche eines Betonbauteils und dem darin liegenden Bewehrungsstahl. Sie ist der einzige Schutz des Stahls gegen die von außen fortschreitende Carbonatisierung und gegen eindringendes Wasser.
- Für die Beurteilung eines Balkons ist sie die entscheidende Zahl, weil sie mit der gemessenen Carbonatisierungstiefe verglichen wird. Liegt die Front noch deutlich vor dem Stahl, ist Zeit. Hat sie ihn erreicht, ist die Frage nur noch, ob Feuchte hinzukommt. Beide Werte sind Messwerte am konkreten Bauteil und lassen sich nicht aus dem Baujahr ableiten.
Wie die Carbonatisierungstiefe geprüft wird
Die Prüfung erfolgt an einer frischen Bruchfläche, nicht an einer gesägten oder gebohrten. Auf die frisch freigelegte Fläche wird eine Indikatorlösung aufgetragen: Der nicht carbonatisierte, alkalische Bereich färbt sich kräftig rotviolett, der carbonatisierte bleibt farblos. Der Abstand zwischen Oberfläche und Farbgrenze ist die Carbonatisierungstiefe.
Diese Tiefe allein sagt wenig. Aussagekräftig wird sie erst im Vergleich mit der Betondeckung an derselben Stelle, und die wird mit einem Messgerät bestimmt, das den Stahl im Bauteil ortet. Erst beide Werte nebeneinander sagen, ob der Stahl bereits ungeschützt liegt.
Weil beide Größen über ein Bauteil streuen, wird an mehreren Stellen gemessen — an bewitterten und an geschützten, an der Fläche und im Bereich von Rissen. Ein einzelner Wert beschreibt einen Punkt und nicht den Balkon.
Quelle: DIN EN 1504-9 — Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken, Teil 9: Allgemeine Prinzipien für die Anwendung von Produkten und Systemen · Stand September 2026
Was an einem Balkon zusammentrifft
Ein freibewitterter Balkon vereint Bedingungen, die an einem Bauteil im Innenraum nicht gleichzeitig auftreten:
- Die Fläche ist waagerecht und der Bewitterung ohne Überdachung ausgesetzt.
- Nass und trocken wechseln — der Zustand, in dem Carbonatisierung und Korrosion beide vorankommen.
- Die Bauteildicke ist gering, und Stirn und Unterkante werden von zwei Seiten bewittert.
- Die Umwehrung durchdringt das Bauteil und schafft Wege für Wasser bis an die Bewehrung.
- Bei einer auskragenden Platte liegt der Anschluss an das Gebäude im höchstbeanspruchten Bereich.
- Die Betondeckung ist die einzige Schutzschicht — wie dick sie ist, sagt nur die Messung am Bauteil.
Häufige Fragen
Was ist Carbonatisierung von Beton?
Carbonatisierung ist die Reaktion von Kohlendioxid aus der Luft mit dem Calciumhydroxid im erhärteten Beton zu Calciumcarbonat. Sie schreitet von der Oberfläche nach innen fort und senkt dabei den pH-Wert im Porenwasser so weit, dass der Beton den eingelegten Bewehrungsstahl nicht mehr chemisch vor Korrosion schützt.
Ist Carbonatisierung gefährlich für den Beton?
Der Beton selbst verliert durch die Carbonatisierung seine Festigkeit nicht, an der Oberfläche wird er eher dichter. Gefährlich wird der Vorgang für den Stahl darin: Sobald die carbonatisierte Zone die Bewehrung erreicht und Feuchte sowie Sauerstoff hinzukommen, beginnt die Korrosion, und die Korrosionsprodukte sprengen die Betondeckung ab.
Wie wird die Carbonatisierungstiefe gemessen?
Die Carbonatisierungstiefe wird an einer frisch erzeugten Bruchfläche mit einer Indikatorlösung geprüft: Der nicht carbonatisierte Bereich färbt sich rotviolett, der carbonatisierte bleibt farblos, und der Abstand von der Oberfläche bis zur Farbgrenze ist die gesuchte Tiefe. Aussagekräftig wird sie erst im Vergleich mit der an derselben Stelle gemessenen Betondeckung.
Lässt sich Carbonatisierung rückgängig machen?
Bereits carbonatisierter Beton wird durch eine Behandlung an der Oberfläche nicht wieder alkalisch. Die Instandsetzung setzt deshalb an anderer Stelle an: Geschädigter Beton wird abgetragen, der Stahl behandelt und der Querschnitt wieder aufgebaut; ein Oberflächenschutz verzögert danach den erneuten Zutritt von Kohlendioxid und Wasser. Welches Prinzip gewählt wird, richtet sich nach dem Regelwerk der Betoninstandsetzung.