In der Chemie ist Ausblühen die Migration von Mineralelementen zur Oberfläche eines porösen Materials, wobei sich eine Ablagerung bildet. Bei diesem Verfahren werden die Salze in Wasser oder einem anderen möglichen Lösungsmittel gelöst und durch Kapillarwirkung auf die Oberfläche übertragen . Unter dem Einfluss der Verdunstung entsteht auf der Oberfläche in Kontakt mit der Luft eine Salzschicht, die verschiedene Aspekte annehmen kann. Ausblühungen treten auf natürliche Weise in der Umwelt und in künstlichen Geräten auf.
Das Wort stammt aus dem lateinischen efflorescens , einem Partizip des lateinischen effloresco , das sich aus dem lateinischen Präfix ex- , dem Stamm des lateinischen Verbs florao und dem lateinischen inchoativen Suffix -esco zusammensetzt .
Ausblühungen sind einer der Prozesse der natürlichen Kristallogenese .
Dies tritt normalerweise während der anfänglichen Verarbeitungsphase eines zementhaltigen Produkts auf . In Mauerwerkskonstruktionen, insbesondere mit Ziegeln, aber auch mit bestimmten feuerfesten Mörteln , kann Wasser eine Wand oder ein anderes Strukturelement imprägnieren, oder sogar Wasser wird durch die chemische Reaktion der Zementeinstellung abgestoßen und transportiert verbleibende gelöste Salze zu Oberflächen. Mit der Verdunstung nimmt die Ausblühung das Aussehen einer flauschigen Ablagerung an, die abgebürstet werden kann. Dieses Phänomen verdrängt Salze, die nicht in die Zusammensetzung von gewöhnlichem Zement passen, ist also nur ein ästhetisches Problem und verrät keine Schwäche oder schlechte Verarbeitung.
Um die primäre Ausblühung zu kontrollieren, werden zu Beginn des Verfahrens Formulierungen, die ölige und saure flüssige Gemische ( hauptsächlich Ölsäure und Lininsäure ) enthalten, in das Gemisch eingebraut, wobei die Sandkörner vor dem Einbringen eines Wassergemisches bedeckt werden, so dass das Additiv entsteht wird gleichmäßig über die Betoncharge verteilt.
Die sekundäre Ausblühung als solche tritt beim Abbinden des Zements oder mit seinen feuchtigkeitsspendenden Zusätzen auf. In diesem Fall ist es auf das Vorhandensein von für Beton schädlichen Verbindungen wie Chloriden zurückzuführen . Eines der häufigsten Beispiele ist Stahl- und Stahlbeton, der sowohl für Brücken als auch für Parkplätze bestimmt ist. Die Salzlösungen, die die Ursache für dieses Phänomen sind, stammen aus dem restlichen Schneeräumungssalz auf der Fahrbahn. Vom Beton absorbiert, beginnen sie, die Zementbasis aufzulösen, die für die mechanische Leistung und Qualität von vorrangiger struktureller Bedeutung ist.
In einigen Fällen können sich durch das Auflösen von Zement Stalaktiten bilden, und es können Risse in Betonkonstruktionen auftreten. Daher ist die strukturelle Integrität des Betonelements gefährdet. Es ist eine bekannte Plage der gemeinsamen Straßeninfrastruktur und ein Problem bei der Instandhaltung von Gebäuden. Die sekundäre Ausblühung ähnelt der Osteoporose von Beton.
Um die Auswirkungen der sekundären Ausblühung zu kontrollieren, werden Additive, die Calciumstearate in flüssiger Form enthalten (CSD, Englisch : Calciumstearatdispersion auf [wässriger Basis] ), in die Betonmischung aufgenommen, wenn Wasser hinzugefügt wird. Bei einem typischen Dosierungsprozess wird der Sand zuerst in den Mischer geladen, dann wird das Anti-Ausblühungs-Adjuvans auf Ölbasis damit gerührt, damit das Öl den Sand beschichten kann. Dann werden das grobe Aggregat, die Farbstoffe und der Zement zugegeben, gefolgt von Wasser. CSD wird normalerweise an dieser Stelle während oder nach der Zugabe von Wasser eingeführt. CSD ist eine wässrige Dispersion, in der feine feste Calciumstearatpartikel gleichmäßig in Wasser suspendiert sind. Es ist im Handel mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 1 bis 10 Mikrometer erhältlich. Die gleichmäßige Verteilung der CSDs in der Mischung kann es ermöglichen, das Betonelement wasserdicht zu machen , da die Partikel dieser Beimischung, die gut in den Poren des Objekts verteilt sind, die kapillare Verschiebung des Wassers stören oder sogar verhindern .
Der Calthémit ist eine weitere sekundäre Ablagerung aus Beton, Mörtel und Kalkstein, die fälschlicherweise mit Ausblühungen verwechselt werden kann. Es wird im Allgemeinen in Form von Calcit abgeschieden , der stabilsten polymorphen Form von Calciumcarbonat (CaCO 3 ).
Die einzige Möglichkeit, ein Ausblühen (primär und sekundär) in zementbasierten Materialien zu verhindern, besteht darin, spezielle Zusatzmittel zu verwenden, die chemisch mit den im Beton vorhandenen Verunreinigungen auf Salzbasis reagieren und diese , falls vorhanden, mit dem Wasserstoff (H) binden . Die chemische Reaktion in diesen speziellen Additiven schmilzt Natriumchlorid auf nanomolekularer Ebene und wandelt es in Nicht-Natrium-Chemikalien und andere harmlose Stoffe um, die an der Oberfläche haften und nicht wandern. Tatsächlich kann die nanotechnologische Größe dieser Additive bis zu 100.000-mal kleiner sein als die kleinsten Zementpartikel, sodass ihre Moleküle buchstäblich durch Zementmineralien oder Sandpartikel gelangen und Teil des Zements oder des Sandes werden, mit dem sie reagieren. Und weil sie die Anwesenheit von Wasserstoff benötigen, reagieren sie nicht mehr, wenn der Beton austrocknet (und reagieren erneut, wenn der Beton Feuchtigkeit ausgesetzt ist).
Es ist auch möglich, poröse Baumaterialien wie Ziegel, Fliesen, Beton und Pflaster vor Ausblühungen zu schützen, indem das Material mit einem imprägnierenden Versiegelungsmittel behandelt wird, das Wasser abweist (hydrophob) und tief genug in das Material eindringt. Das Material hält Wasser und gelöste Salze von der Oberfläche weg. In kalten Klimazonen, in denen das Einfrieren ein Problem darstellt, kann eine solche Versiegelung jedoch zu Schäden durch Einfrieren / Auftauen führen. Diese Methode bietet zwar einen gewissen Schutz gegen Ausblühungen, kann das Problem jedoch nicht dauerhaft verhindern.
Ausblühungen können häufig mit Phosphorsäure aus Beton entfernt werden . Nach dem Auftragen wird die saure Verdünnung mit einem milden verdünnten Detergens neutralisiert und dann gut mit Wasser gespült. Wenn jedoch die Quelle des Eindringens von Wasser nicht gefunden und behandelt wird, kann es wieder zu Ausblühungen kommen.
Zu den üblichen Maßnahmen zum Schutz der Bewehrung gehören die Verwendung einer Epoxidbeschichtung sowie die Verwendung einer leichten elektrischen Ladung, die das Rosten verhindert. Es können auch Edelstahlbewehrungen verwendet werden.
Einige Zementsorten sind chloridbeständiger als andere. Die Wahl des Zements kann daher einen erheblichen Einfluss auf die Reaktion von Beton zu Chloriden haben.
Die heute verwendeten wasserabweisenden Mittel bilden eine dampfdurchlässige Barriere. Flüssiges Wasser, insbesondere von windgetriebenen Regenfällen, bleibt aus Ziegeln und Mauerwerk heraus. Wasserdampf aus dem Inneren des Gebäudes oder unter Pflastersteinen kann entweichen. Dies reduziert Ausblühungen, Abplatzungen und Kalkbildung, die auftreten können, wenn Wasser im Ziegelsubstrat eingeschlossen wird und bei kaltem Wetter gefriert. Vor Jahren haben wasserabweisende Mittel Feuchtigkeit in der Mauer eingeschlossen und mehr Probleme verursacht als gelöst, wobei die Kondensation in gemäßigten und warmen Klimazonen ein viel größeres Problem darstellt.
Obwohl sich die Mehrheit der Chemiker nicht an diese Verwendung hält, können wir von Salpeterausblühungen hören .
Viele Gemeinsamkeiten bringen sie zusammen: Salpeter ist ein hygroskopisches Salz wie NaCl-Salz, das sich in Wasser löst, sich durch Kapillarität ausbreitet, beim Trocknen kristallisiert und daher an der Luft (manchmal beeindruckende weißliche "haarige" Strukturen bildet). Die Bildung von Salpeter oder Kaliumnitrat (KNO 3) scheint sich von der Bedeutung der Ausblühung zu unterscheiden, die allgemein dadurch verstanden wird, dass diese Nitrate nicht mineralischen Ursprungs, sondern biologischen und mikrobiologischen (Urin, Fermentation, nitrifizierende Bakterien) und menschlichen (chemischer Dünger) Ursprungs sind. Die Ursache für das Auftreten von Salpeter liegt nicht in der Struktur, sondern in der Umwelt.