Obwohl der bei Sichtbeton übliche planerische, ausführungstechnische und nicht zuletzt finanzielle Aufwand sehr hoch ist, treten immer wieder unerwünschte Dunkelverfärbungen auf. Derartige Verfärbungen waren bislang weder vorhersagbar noch zielsicher vermeidbar. Aus der Baupraxis ist jedoch bekannt, dass Dunkelverfärbungen verstärkt bei der Herstellung von Sichtbetonflächen in den Wintermonaten auftreten. Gänzlich unbekannt war bisher, bei welchen Bedingungen im Winter die Entstehung dieser Verfärbungen begünstigt ist und bei welchen Bedingungen auch bei winterlichen Verhältnissen ein optisch gleichmäßiges Erscheinungsbild der Sichtbetonflächen erreicht werden kann. Daher wurden am Centrum Baustoffe und Materialprüfung (cbm) der TU München umfangreiche Forschungsarbeiten zu dieser Thematik durchgeführt. Die Bereiche unterschiedlicher Farbgebung wurden anhand von Proben aus bestehenden Bauwerken, an denen Dunkelverfärbungen aufgetreten sind, analysiert und charakterisiert. Bei der Probenahme aus insgesamt vier Bauwerken wurden sowohl unverfärbte Bereiche als auch fleckig verfärbte Bereiche berücksichtigt. Das Alter der Bauwerke betrug zum Zeitpunkt der Probenahme zwischen vier Monaten und vier Jahren. Die mineralogische Zusammensetzung der Bereiche unterschiedlicher Farbwirkung unterschied sich in den Untersuchungen signifikant. Bei identischer Betonzusammensetzung lag das Ca/Si-Verhältnis in den verfärbten Bereichen deutlich über dem in den unverfärbten Bereichen. REM-Aufnahmen an Bruchstücken zeigen, dass die Oberfläche der dunkel verfärbten Bereiche eine im Vergleich zu den unverfärbten Bereichen dichtere und ebenere Struktur aufwies. Während die Oberfläche des unverfärbten Bereichs in der 1000-fachen Vergrößerung offenporig erschien und die Kapillarporenausgänge deutlich erkennbar waren, war die Oberfläche des dunkel verfärbten Bereichs in sich geschlossen. Die dunkel verfärbten Bereiche der Sichtbetonflächen waren durch eine ebenere Oberflächenstruktur, ein dichteres oberflächennahes Gefüge sowie ein erhöhtes Vorkommen von Calciumhydroxid charakterisiert. Bei hohen Umgebungsfeuchten und geringen Temperaturen, wie sie im Winter vorherrschen, sind die kleinen Kapillarporen in den Bereichen der verfärbten Oberflächen bereits wassergefüllt, während die Porengröße der Kapillarporen im unverfärbten Bereich größtenteils schon über dem Grenzradius für Kapillarkondensation liegt. Dadurch treten im oberflächennahen Bereich, abhängig von der Ausbildung des Gefüges, unterschiedliche Sorptionswassergehalte auf. Dieser Wassergehalt des oberflächennahen Gefüges beeinflusst wiederum direkt die Farbgebung des betrachteten Mediums: An Oberflächen, die mit einer dünnen Wasserschicht überzogen sind, ist der Betrag des reflektierten Lichts geringer als an trockenen Oberflächen. Zudem wird der durch die Wasserschicht transmittierte Anteil des Lichts an der Oberfläche des Betons reflektiert und anschließend am Übergang des optisch dichteren Mediums Wasser zum optisch dünneren Medium Luft – abhängig vom Einfallwinkel – totalreflektiert. Dadurch kann nur ein Teil des gesamten einfallenden Lichts vom Auge des Betrachters wahrgenommen werden. Bereiche mit einer dichteren oberflächennahen Zementsteinmatrix weisen somit höhere Sorptionswassergehalte auf und erscheinen aufgrund eines geringeren Reflexionsgrads und aufgrund der Gesetzmäßigkeiten der Totalreflexion dunkler als porösere und damit trockeneren Oberflächen. Das Auftreten von lokal geringeren und höheren Sorptionswassergehalten an der Oberfläche bei normalen winterlichen Bedingungen (r.F. > 85 %) bietet auch einen Erklärungsansatz für die Aufhellung fleckig verfärbter Sichtbetonflächen im Sommer. In den Sommermonaten sinkt die durchschnittliche relative Feuchte der Außenluft und damit auch der Grenzradius für Kapillarkondensation deutlich. Zusätzlich sind die Betonoberflächen einer erhöhten Sonneneinstrahlung ausgesetzt. Aus diesem Grund wird der Intensitätsunterschied zwischen Bereichen heller und dunkler Farbwirkung im Sommer lediglich durch unterschiedliche Oberflächenstrukturen, nicht jedoch durch unterschiedliche Sorptionswassergehalte an der Oberfläche der unverfärbten bzw. verfärbten Bereiche verursacht. – Dark patchy discolouration of fair-faced concrete surfaces – The design, implementation and, not least, financial input that is normal for fair-faced concrete is very extensive, but this does not avoid the repeated occurrence of undesirable dark discolouration. So far this discolouration has been neither predictable nor reliably avoidable. However, it is known from building practice that dark discolouration occurs to an increased extent during the production of fair-faced concrete surfaces in the winter months. Until now there has been absolutely no understanding of the conditions that promote the occurrence of this discolouration in winter or of the conditions under which it is possible to achieve a visually uniform appearance of fair-faced concrete surfaces under wintery conditions. Extensive research work on this subject has therefore been carried out at the cbm (Centre for Building Materials and Materials Testing) at Munich Technical University. The areas with different colours were analysed and characterized with the aid of samples from existing structures on which dark discolouration had occurred. Non-discoloured areas as well as the patchy discoloured areas were included when the samples were taken from a total of four structures. The ages of the structures at the time when the samples were taken ranged from four months to four years. The investigations showed that there were significant differences in the mineralogical compositions of the areas with different colour effects. With identical concrete composition the Ca/Si ratio in the discoloured areas was significantly higher than in the non-discoloured areas. SEM photomicrographs of fragments showed that the surfaces of the dark discoloured areas had denser and more uniform structures than the non-discoloured areas. At 1000x magnification the surfaces of the non-discoloured areas appeared open-pored and the openings of the capillary pores were clearly visible, while the dark discoloured areas had closed surfaces. The dark discoloured areas of the fair-faced concrete surfaces were characterized by a more uniform surface structure, a denser microstructure close to the surface and increased occurrence of calcium hydroxide. The small capillary pores in the discoloured areas of the surface are already filled with water at the high ambient moisture levels and low temperatures that prevail in winter, while the pore sizes of the capillary pores in the non-discoloured areas are mainly above the limiting radius for capillary condensation. This means that the area close to the surface can contain differing levels of sorption water that depend on the formation of the microstructure. This water content of the microstructure close to the surface has, in turn, a direct influence on the colour effect of the medium under consideration. On surfaces covered with a thin layer of water the amount of reflected light is less than on dry surfaces. The fraction of the light transmitted through the water layer is reflected at the surface of the concrete and is then – depending on the angle of incidence – totally internally reflected at the transition from the optically denser medium water to the optically less dense medium air. This means that only part of the total incident light can be perceived by the eye of observer. Areas with a denser hardened cement paste matrix close to the surface therefore contain higher levels of sorption water and, because of the lower degree of reflection and the laws of total internal reflection, appear darker than more porous, and therefore drier, surfaces. The occurrence of locally lower and higher levels of sorption water on the surface under normal winter conditions (r.h. > 85 %) also offer an explanation for the lightening of patchy discoloured fair-faced concrete surfaces in summer. In the summer months the average relative humidity of the ambient air drops and so, therefore, does the limiting radius for capillary condensation. The concrete surfaces are also exposed to increase solar irradiation. For this reason the intensity difference between areas of light and dark colour effect is caused solely by the different surface structures but not by different levels of sorption water on the surfaces of the non-discoloured and discoloured areas.