Karbonatisierung im Mai 2026 — die Sanierungspraxis

Der Mechanismus, der die Stahlbeton-Bauten der Moderne altern lässt

Wenn man im Mai 2026 vor irgendeinem Sichtbeton-Bau der 1960er oder 1970er Jahre steht — vor der Wallfahrtskirche Neviges, vor dem Pallasseum, vor einer der drei großen Reform-Universitäten der späten 1960er (Konstanz, Bielefeld, Bochum) —, dann sieht man immer dasselbe Phänomen am Werk: Karbonatisierung. Sie ist die dominante Schadensursache an Stahlbeton-Bauten der Nachkriegsmoderne, und sie ist gleichzeitig technisch der am besten beschriebene Alterungs-Mechanismus, den der Bestand kennt.

Die Reaktion lautet, vereinfacht, CO₂ + Ca(OH)₂ → CaCO₃ + H₂O. Das atmosphärische Kohlendioxid diffundiert in das Porensystem des erhärteten Zementsteins, reagiert dort mit dem Calciumhydroxid und mit den C-S-H-Phasen, und setzt Calciumcarbonat plus Wasser frei. Auf der Festigkeit hat das keinen unmittelbar negativen Effekt — carbonatisierter Beton ist sogar minimal druckfester. Aber der pH-Wert des Porenwassers sinkt von ursprünglich 12,5-13,2 auf Werte unter 9. Und unter pH 9 verliert die Stahl-Bewehrung ihre Passivschicht.

Das ist der entscheidende Punkt. Die Passivschicht — eine wenige Nanometer dünne Eisenhydroxid-Lage — ist das einzige, was den Bewehrungsstahl im alkalischen Beton vor Korrosion schützt. Sobald sie weg ist, beginnt die Bewehrung zu rosten, das Korrosionsprodukt nimmt mehr Volumen ein als der Ausgangsstahl, die Betondeckung wird gesprengt, und es entstehen die typischen Abplatzungen mit freiliegender, rostender Bewehrung.

Die Messung nach DIN EN 14630

Die Karbonatisierungstiefe wird im aktuellen Mai 2026 — und seit über zwanzig Jahren — standardmäßig nach DIN EN 14630 gemessen. Das Prinzip ist eine simple Indikator-Reaktion: eine Phenolphthalein-Lösung 1 % in Ethanol wird auf eine frische Bruchfläche oder eine angebohrte Stelle aufgetragen. Im noch-alkalischen, nicht-carbonatisierten Beton färbt sich Phenolphthalein violett-rot (Umschlagspunkt bei pH 8,2-10,0). Im carbonatisierten Bereich bleibt der Indikator farblos. Die Grenze zwischen den beiden Zonen ist die Karbonatisierungs-Front — mit einem Stahllineal von der Bauteiloberfläche bis zur Farbgrenze gemessen, das ist die Karbonatisierungstiefe in Millimetern.

In der Praxis sind drei Mess-Verfahren üblich: erstens das Bohrkern-Verfahren (Kern Ø 50 oder 100 mm wird gezogen und längs gespalten, Phenolphthalein auf die Spaltfläche aufgesprüht — das ist der genaueste Wert), zweitens das Bohrmehl-Verfahren mit Stufen-Bohrung in 5 mm Schritten und Indikator-Auswertung des Bohrmehls (etwas weniger genau, aber zerstörungsärmer), drittens das Spalt-Verfahren an Bauteilkanten, wo eine frische Kante in situ entstanden ist.

Die Karbonatisierungs-Klassen nach DIN — XC1 trocken, XC2 nass und gelegentlich trocken, XC3 mäßige Feuchte, XC4 wechselnd nass und trocken — bestimmen, welche Karbonatisierungs-Geschwindigkeiten zu erwarten sind. An typischen Außenfassaden in städtischer Umgebung Deutschlands liegt der Karbonatisierungs-Koeffizient zwischen 2 und 6 mm/√a, abhängig von W/Z-Wert, Bauteilfeuchte und Schlagregen-Belastung.

Verfahren 1 — Kathodischer Korrosionsschutz (KKS)

Die anspruchsvollste, aber auch wirksamste Sanierungs-Methode bei aktiver Bewehrungs-Korrosion ist der kathodische Korrosionsschutz. Das Prinzip: dem Bewehrungsstahl wird ein kontrolliert eingeprägter Gleichstrom zugeführt, sodass die elektrochemische Spannung des Stahls in den kathodischen Bereich verschoben wird — Korrosionsreaktionen werden thermodynamisch unterdrückt.

In der Praxis werden Anoden in Form von Titan-Streckmetall-Netzen oder eingeschlitzten Bandanoden auf bzw. in die Beton-Oberfläche eingebracht, in einer Mörtel-Überdeckung von 15-20 mm eingebettet, und über ein Schutzstrom-Gerät mit der Bewehrung verbunden. Die typische Stromdichte liegt bei 5-20 mA/m² Bewehrungsoberfläche. Höhere Werte können den Verbund Stahl-Beton schädigen.

Kosten-Kennwert Mai 2026 — Vollflächiger KKS einer Stahlbeton-Fassade kostet zwischen 220 und 320 Euro pro Quadratmeter, einschließlich Anoden, Mörtel, Verkabelung, Regel-Elektronik und Inbetriebnahme. Hinzu kommen Betriebs- und Monitoring-Kosten in der Größenordnung 0,80-1,40 Euro/m²/Jahr. Die Wirkdauer ist praktisch unbegrenzt, solange die Anoden intakt bleiben und der Strom geregelt eingeprägt wird; Anoden-Lebensdauern werden mit 50+ Jahren angegeben.

KKS ist nicht universell einsetzbar. Voraussetzung sind eine durchgehende elektrische Verbindung der Bewehrungslage und ein ausreichend feuchter Beton, der den Strom überhaupt leitet. An sehr trockenen Innenbauteilen oder an Bauteilen mit zerteiltem Bewehrungs-Netz ist das Verfahren ungeeignet.

Verfahren 2 — Hydrophobierung mit Silan-Siloxan

Das deutlich häufiger angewendete, vorbeugende Verfahren ist die Hydrophobierung. Silan- oder Siloxan-Monomere — meist Alkyl-Trialkoxy-Silane mit 7-10 Kohlenstoff-Atomen in der Alkyl-Kette — werden in Wasser oder Lösungsmittel auf die Beton-Oberfläche aufgetragen, dringen in das offene Porensystem ein und reagieren dort mit den OH-Gruppen der Mineral-Oberfläche. Es entsteht eine hydrophobe Beschichtung der inneren Porenwände, ohne das Porensystem zu verschließen — Wasserdampf kann weiter aus dem Beton heraustreten, flüssiges Wasser kann nicht mehr eindringen.

Die typische Eindringtiefe liegt bei 4-6 mm bei einmaliger Anwendung mit Creme oder Gel, bei 6-8 mm bei lösungsmittelbasierten Niedrig-Visko­sitäts-Produkten und mehrfacher Anwendung. Die Wirkdauer wird in der Branche mit 20-25 Jahren angegeben — eine konservative Schätzung, die durch Langzeit-Studien an Brückenbauten der frühen 1990er gestützt wird.

Kosten-Kennwert Mai 2026 — Hydrophobierung einer typischen Sichtbeton-Fassade kostet zwischen 38 und 65 Euro pro Quadratmeter (Material plus Aufbringung mittels Niederdruck-Spritz-Verfahren), je nach Produkt-Auswahl und Saugfähigkeit des Untergrunds. Das macht die Hydrophobierung zur kosteneffizientesten Maßnahme — solange noch keine aktive Bewehrungs-Korrosion vorliegt.

Verfahren 3 — Realkalisierung

Wenn KKS aus konstruktiven Gründen ausscheidet und die Karbonatisierungs-Front bereits die Bewehrung erreicht hat, bleibt die Realkalisierung als Option. Dabei wird durch elektrochemische Migration ein alkalisches Elektrolyt (typisch Natriumcarbonat-Lösung) durch den carbonatisierten Beton zur Bewehrung getrieben, der pH-Wert der Beton-Pore steigt wieder über 11, und die Passivschicht des Stahls bildet sich neu.

Verfahrens-Dauer 3-6 Wochen bei Stromdichten von 0,8-1,2 A/m² Bewehrung. Kosten-Kennwert 180-260 Euro/m² Fassade. Wirkdauer nach Studien an Realkalisierungs-Bauten der 1990er rund 20-25 Jahre — danach ist eine erneute Hydrophobierung oder Realkalisierung erforderlich.

Eine konkrete Strategie für den Düsseldorfer Verwaltungsbau

Für den im vorigen Heft beschriebenen Düsseldorfer Verwaltungsbau am Hansaring (Baujahr 1966, BSt 220/IIIa und 420/IIIb, Bretterschalungs-Sichtbeton, Karbonatisierungstiefen 22-31 mm bei Betondeckung 25 mm) ist im Mai 2026 die folgende Sanierungs-Strategie mit der Denkmalbehörde abgestimmt worden:

Erstens — lokale Reprofilierung an den 14 identifizierten Stellen mit aktiver Korrosion (Halbzellen-Potentiale unter -350 mV). Reprofilierung in PCC-Mörtel mit Brettstruktur-Negativform, Aufwand rund 180 Euro/m².

Zweitens — flächige Hydrophobierung der gesamten Außenfassade nach Abschluss der lokalen Reprofilierung. Wahl eines pigmentfreien Silan-Creme-Produkts mit Eindringtiefe ≥ 5 mm. Aufwand rund 52 Euro/m².

Drittens — Verzicht auf KKS. Begründung: die Bewehrung der Fassaden-Bauteile ist nicht durchgehend elektrisch verbunden (die kaltverformten BSt-420/IIIb-Stähle sind nur über die Stahlmatten der Decken durchverbunden, nicht innerhalb der Plattenfelder). Eine KKS-Lösung wäre nur mit zusätzlichen Verbindungen herstellbar, was zur unverhältnismäßigen Eingriffstiefe führt.

Viertens — Monitoring. Vier Halbzellen-Messpunkte werden als Dauer-Sensorik installiert, mit jährlicher Auswertung. Erste Bewertung 2028.

Die Gesamt-Sanierungs-Kosten der Fassade liegen bei etwa 268 Euro/m² (gewichteter Mittelwert aus Hydrophobierung, lokaler Reprofilierung, Diagnostik, Gerüst und Bauleitung). Das entspricht im Branchenvergleich Mai 2026 dem unteren Rand für vergleichbare Bauten — möglich gemacht durch die saubere Diagnostik und den bewussten Verzicht auf das technisch maximale, aber hier nicht erforderliche KKS.

Im Herbst-Heft folgen die ersten Mess-Ergebnisse aus dem Düsseldorfer Bau.