Sichere Betonprüfung

Ein neuer pH-Indikator sorgt für mehr Arbeitssicherheit bei Betonprüfungen. Er ist das Ergebnis eines gemeinsamen Forschungsprojekts zwischen dem ACR-Institut VÖZ, der Smart Minerals GmbH und der AUVA.

Viele kennen es noch aus dem Chemieunterricht: Phenolphthalein. Der altehrwürdige pH-Indikator mit seinem auffälligen rosa Farbton im alkalischen Bereich wurde und wird in großem Umfang für die Untersuchung der Karbonatisierungstiefe von Beton verwendet. In jüngster Zeit steht Phenolphthalein aufgrund seiner Risiken für die menschliche Gesundheit jedoch immer öfter in der Kritik. Auf der Suche nach einer Alternative haben sich die Vereinigung der Österreichischen Zementindustrie (VÖZ) sowie die Smart Minerals GmbH mit der Allgemeinen Unfallsversicherungsanstalt (AUVA) zusammengeschlossen und eine vielversprechende Lösung gefunden.

Die Dauerhaftigkeit von Bauwerken ist gerade in Zeiten der Klimakrise ein wichtiger Hebel, um nachhaltig mit dem Baustoff Beton umzugehen. Um Fragen rund um die optimale Betonrezeptur und die sichere Bauwerksnutzung beantworten zu können, kommt die Karbonatisierungstiefe ins Spiel. Mit pH-Werten von 11,5 und darüber ist das chemische Milieu von Beton alkalisch, wodurch die metallische Bewehrung, also Verstärkungen zur Erhöhung der Tragfähigkeit, vor chemischen Angriffen, insbesondere durch Luftsauerstoff, geschützt ist. Über die Lebensdauer von Bauwerken dringt CO2 aus der Umgebungsluft in den Beton ein – ein Prozess, der als Karbonatisierung bezeichnet wird und zur Änderung des pH-Werts führt. Der Bewehrungsstahl im Beton ist dann nicht mehr vor Korrosion geschützt und beginnt zu rosten. Umso entscheidender ist die Bestimmung der Karbonatisierungstiefe.

Rosa verfärbtes Gestein
Rosa verfärbtes Gestein

Während dafür seit Jahrzehnten Phenolphthalein im Einsatz war und auch Einzug in geltende Normen und Regelwerke gehalten hat, steht der pH-Indikator inzwischen unter Verdacht, genetische Defekte zu verursachen und die Fruchtbarkeit zu beeinträchtigen. Um Abhilfe zu schaffen, haben die Smart Minerals GmbH und die AUVA im Labor und auf der Baustelle verschiedene Indikatoren an unterschiedlichen Betonsorten erprobt. Als vielversprechende Alternativen stellten sich vor allem Thymolphthalein und o-Kresolphthalein heraus. Insbesondere letzteres zeigt einen ähnlich markanten Farbwechsel bei sinkendem pH-Wert, wodurch sich eine hohe Messgenauigkeit erzielen lässt.

Durch das Forschungsvorhaben konnte die Gleichwertig zum potenziell gesundheitsschädlichen Phenolphthalein eindeutig nachgewiesen werden. o-Kresolphthalein ist damit das Mittel der Wahl, um Bauwerks- und Arbeitssicherheit in Einklang zu bringen.