Korrosionsinhibitoren sind chemische Zusatzstoffe, die die Korrosion der Bewehrung in Stahlbeton verzögern oder verhindern. Sie kommen sowohl bei der Instandsetzung geschädigter Bauwerke als auch vorbeugend im Neubau zum Einsatz. Ihr Wirkprinzip basiert auf der gezielten Beeinflussung elektrochemischer Prozesse.
Ein Korrosionsinhibitor ist ein Stoff, der die Korrosion von Metallen – insbesondere der Stahlbewehrung in Beton – verringert. Korrosion ist ein elektrochemischer Prozess: Eisen wird an anodischen Bereichen zu Eisenionen oxidiert, während an kathodischen Bereichen Sauerstoff oder Wasser reduziert wird. Inhibitoren greifen in diese Teilreaktionen ein und bilden eine Schutzschicht auf der Stahloberfläche oder blockieren die Diffusion korrosiver Ionen wie Chloride.
Das Porenwasser im Beton bildet normalerweise eine Passivschicht auf dem Stahl – eine dünne Oxidschicht, die vor weiterem Abbau schützt. Diese Passivität kann jedoch durch Chloride oder Carbonatisierung zerstört werden. Inhibitoren sollen diese Schutzschicht wiederherstellen oder ihre Zerstörung verhindern.
Inhibitoren lassen sich nach ihrem Wirkmechanismus in drei Gruppen einteilen: Anodische Inhibitoren blockieren die anodische Teilreaktion, also die Oxidation des Eisens. Sie wirken oft durch Bildung einer dichten Oxidschicht. Anodische Inhibitoren müssen in ausreichender Konzentration dosiert werden, da Unterdosierungen lokale Schäden fördern können.
Kathodische Inhibitoren verlangsamen die kathodische Teilreaktion – typischerweise die Reduktion von Sauerstoff an der Kathode. Sie senken die Korrosionsrate flächig und sind weniger anfällig für lokale Schäden bei Unterdosierung.
Gemischte Inhibitoren beeinflussen beide Teilreaktionen gleichzeitig und kombinieren die Vorteile beider Mechanismen.
In der Instandsetzung werden Inhibitoren typischerweise als Mörtel-Zusatz oder als Beschichtung aufgebracht. Bei Chloridintrusion wird die Bewehrung freigelegt, gereinigt und mit einem inhibitorhaltigen Reparaturmörtel überbaut. Die Inhibitoren diffundieren in den umgebenden Altbeton und schützen auch Bereiche, die nicht freigelegt wurden.
Die Diffusion der Inhibitoren im Beton hängt von Porengröße, Feuchte und Temperatur ab – trockener oder dichter Beton kann die Wirkung verzögern.
Im Neubau können Inhibitoren dem Frischbeton direkt zugemischt werden. Sie verzögern den Beginn der Korrosion, wenn Chloride oder CO₂ später eindringen.
Inhibitoren für Stahlbeton müssen mehrere Bedingungen erfüllen: Sie dürfen die Betonfestigkeiten und das Erstarrungsverhalten nicht negativ beeinflussen. Sie müssen in der Zementmatrix mobil genug sein, um die Bewehrung zu erreichen. Sie sollten über die gesamte Nutzungsdauer wirksam bleiben – einige Inhibitoren werden durch Carbonatisierung oder Chloride verbraucht.
