Betoninstandsetzungssysteme nach 20-jähriger freier Bewitterung
Informationen über das Langzeitverhalten
Breitenbücher, Rolf / Siebert, Björn
In den 1980er Jahren wurden 27 verschiedene Instandsetzungssysteme auf Basis kunststoffmodifizierter Zementmörtel (PCC), Epoxidharzmörtel (EC), Zementmörtel (CC) sowie Spritzmörtel auf eigens entwickelte Probeplatten appliziert und seitdem im Freien ausgelagert. Nach nunmehr 20 Jahren wurden diese Systeme hinsichtlich ihres Langzeitverhaltens untersucht. Die dabei gewonnenen Ergebnisse haben die Vorgaben der derzeitigen Regelungen für die Instandsetzung von Betonbauwerken weitgehend bestätigt. Insbesondere ließen die Untersuchungen erkennen, dass mechanisch nicht beanspruchte Oberflächenbeschichtungen auf Acrylatbasis bei sachgemäßer Applikation den darunter liegenden Betonersatz auch bei reduzierter Betondeckung über mindestens 20 Jahre dauerhaft schützen können. Anhand der Untersuchungen lassen sich sowohl für Materialien als auch für Ausführungsdetails gewisse Schlussfolgerungen hinsichtlich des Langzeitverhaltens der Instandsetzungsmaßnahmen ableiten. Für einen ausreichenden Verbund zwischen Instandsetzungsmörtel und Untergrund haben sich folgende Parameter als vorteilhaft erwiesen: – Werden die Begrenzungsränder der instand zu setzenden Bereiche unter einer Neigung (rd. 45 Grad) ausgebildet, lässt sich der Instandsetzungsmörtel mit deutlich weniger Fehlstellen und besserem Verbund einbauen als bei rechtwinkliger Ausführung. – Eine Haftbrücke, in die der Mörtel „frisch-in-frisch“ eingebracht wird, verbessert das Verbundverhalten merklich. – Günstig wirkt sich aus, wenn Haftbrücke, Mörtel und Feinspachtel auf gleicher Wirkstoffbasis (z.B. kunststoffmodifizierte Zementmörtel PCC) aufgebaut sind. – Hinsichtlich des Korrosionsschutzes der Bewehrung zeigten sich folgende Parameter als günstig: – Ein Korrosionsschutz auf Basis Epoxidharz mit alkalischem (mineralischem) Zusatz (EP/AZ) haftet deutlich besser auf der Bewehrung als reine Epoxidharze oder Bleimennige; damit wird die Gefahr einer Unterrostung deutlich vermindert. – Oberflächenschutzsysteme, insbesondere auf Acrylatbasis, waren auch nach 20 Jahren so dicht, dass die Carbonatisierung unter 1 mm blieb. Das weitgehend positive Verhalten der gesamten Instandsetzungsmaßnahmen nach 20 Jahren beruht maßgeblich auf der bis dahin funktionsfähigen Wirkung der Oberflächenschutzsysteme. Daher sollte insbesondere bei nur geringer Betondeckung stets ein Oberflächenschutzsystem appliziert werden. – Selbst im Bereich schmaler Risse (bis max. 0,15 mm) konnte mit solchen OS-Systemen die Carbonatisierung auf wenige mm beschränkt werden. – Concrete repair systems after 20 years’ exposure to the weather – information about long-term behaviour – 27 different repair systems based on synthetically modified cement mortar (PCC), epoxy resin mortar (EC), cement mortar (CC) and spray mortar were applied in the 1980s to test slabs that had been developed in-house. Since then they have been stored out of doors. Now, 20 years later, these systems have been examined to determine their long-term behaviour. The results obtained have very largely confirmed the guidelines in the current regulations for repairing concrete structures. In particular, the investigations have shown that, when applied correctly, acrylate-based surface coatings that are not mechanically stressed can protect the underlying concrete replacement for at least 20 years, even where there is reduced concrete cover. Certain conclusions about the long-term behaviour of the repair measures can be drawn from the investigations, both for materials and for design details. The following parameters have proved advantageous for achieving an adequate bond between the repair mortar and the substrate: – If the boundary edges of the areas to be repaired are slanted (about 45 degrees) then the repair mortar can be installed with significantly fewer defects and better bonding than with a right-angled design. – A bond coat, in which the mortar is applied fresh-on-fresh, gives a significant improvement in the bonding behaviour. – It is an advantage if the bond coat, mortar and fine filler are all based on the same active substance (e.g. PCC synthetically modified cement mortar). – The following parameters proved advantageous for corrosion protection of the reinforcement: – Corrosion protection based on epoxy resin with alkaline (mineral) additive (AP/AZ) adheres significantly better to the reinforcement than pure epoxy resins or lead primer and significantly reduces the risk of underfilm rusting. – Surface protection systems, especially acrylate-based ones, were so impervious, even after 20 years, that the carbonation remained less than 1 mm. The largely positive behaviour of all the repair measures after 20 years is based to a great extent on the action of the surface protection systems that had remained effective for that time. A surface protection system should therefore always be applied, especially where there is only a thin concrete cover. – These surface protection systems were able to restrict the carbonation to a few mm even in areas with narrow cracks (up to max. 0.15 mm).
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beton 1.2/2007 ab Seite 28
Herausgeber des Artikels:
beton
bis beton 4/2022: Verlag Bau+Technik GmbH
ab beton 5/2022: Concrete Content UG
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