Innovativer Oberflächenschutz für Parkbauten Innovative surface protection system for park-buildings. Thorsten Schneider und Gerd Pleyers

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1 1 Zusammenfassung Innovativer Oberflächenschutz für Parkbauten Innovative surface protection system for park-buildings Thorsten Schneider und Gerd Pleyers Pleyers Bau Innovationen GmbH Bertha-von-Suttner-Straße Würselen Die Dauerhaftigkeit eines Tragwerkes steht heute aufgrund technischer und vor allem betriebswirtschaftlicher Gesichtspunkte im Vordergrund. In den aktuellen Normen wird dieser Anforderung Sorge getragen, da die Sicherstellung der Dauerhaftigkeit zur Gewährleistung einer Nutzungsdauer von 50 Jahren in der Planung zu berücksichtigen ist. Neben statischen, konstruktiven Maßnahmen werden auch Oberflächenschutzsysteme zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit in den durch äußere Belastungen stark beanspruchten Parkhäusern vorgeschlagen. Diese können jedoch den Anspruch einer 50-jährigen Lebensdauer nicht erfüllen, egal ob starres oder rissüberbrückendes System, werden Wartungsarbeiten durchzuführen sein. Da filmbildende Systeme immer wieder Schäden infolge Adhäsions- oder Kohäsionsversagen aufweisen stellt sich die Frage, ob im Parkhausbau nicht die in die DIN-EN 1504 aufgenommene Methode der porenfüllend versiegelnden Imprägnierung eingesetzt wird. Aufgrund der Penetration in den Beton können die zuvor genannten Schäden nicht auftreten. Die Matrix wird verfestigt und mehrere Millimeter tief abgedichtet. So ist die Abdichtung keiner mechanischen Belastung ausgesetzt. Die mechanischen Kräfte werden über das Korngerüst abgetragen. Dabei leisten die gängigen Systeme ebenso chemische Widerstandsfähigkeit, UV-Beständigkeit, Druckwasserdichtheit, elektrische Ableitfähigkeit etc.. 2 Einführung Zu Beginn der Planung von Neubauten oder einer ggf. durch äußere Einflüsse notwendig gewordenen Instandsetzung/Sanierung eines Bauwerkes sind vielseitige technische und betriebswirtschaftliche Gesichtspunkte zu berücksichtigen. Abbildung 1 soll sowohl die weitgreifend zusammenhängenden technischen und betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkte eines Parkbaus als auch die spezifischen Schnittstellen zwischen den Beteiligten und deren Anforderungen an den Bau bzw. die Instandsetzung verdeutlichen. Betreiber Kunde Gute Qualität Gute Optik Freundliches, helles Parkhaus Bauherr Gute Qualität Dauerhaftigkeit Reinigungsfähigkeit Hohe Belastbarkeit Hohe Funktionalität Parkbau Ausführendes Unternehmen Gute Qualität Dauerhaftigkeit Gute Qualität Dauerhaftigkeit Ingenieurbüro/ Planer/ Architekt Generalunternehmer Abbildung 1: Zusammenspiel der Beteiligten Selbstverständlich spielen die betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkte für alle Beteiligten eine große Rolle, wenn nicht sogar die Größte. Für die technischen Aspekte sollte dies entsprechend gelten. Für die Ausführenden (rechter Zweig der obigen Abbildung) sind sie maßgebend für die Verwirklichung des Bauvorhabens. Der folgende Abschnitt 2.1 soll zunächst die technischen, durch aktuelle Normen geregelten, Parameter des Parkhausbaus zusammenfassen. In Abschnitt 2.2 werden die betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkte näher erläutert. 2.1 Technische Gesichtspunkte Entscheidet sich ein Bauherr für den Neubau oder die Instandsetzung eines Bauwerkes, erwartet er einen technisch sinnvollen Entwurf, der eine möglichst lange, ausfallfreie Nutzungsdauer mit einer kostengünstigen Tragwerksplanung vereint. Gerade dem ersten Gesichtspunkt wird in der aktuellen DIN 1045, Juli 2001 Sorge getragen, da die Sicherstellung der Dauerhaftigkeit von Betonkonstruktionen in der neuen Normenreihe eine zentrale Stellung einnimmt. Die drei Teile der DIN 1045 enthalten die wesentlichen Anforderungen, um die Dauerhaftigkeit eines Tragwerkes sicherzustellen. Diese gelten als gewährleistet, wenn das Bauwerk während der vorgesehenen Nutzungsdauer seine Funktion hinsichtlich der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit ohne wesentlichen Verlust der Nutzungseigenschaften bei einem angemessenen Instandhaltungsaufwand erfüllt. Neben den entsprechenden Nachweisen in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit, Tragfähigkeit und weiteren konstruktiven Regeln sind zusätzlich Anforderungen sowohl an die Sicherstellung der Dauerhaftigkeit als auch an die Zusammensetzung und die Eigenschaften des Betons nach DIN EN und DIN und an die Bauausführung nach DIN zu stellen[1]. Die zentrale Bedeutung zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit kommt Teil 1 der DIN 1045 zur Bemessung und Konstruktion von Tragwerken aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton zu. Im dortigen Abschnitt 5 wird das Sicherheitskonzept erläutert. In der Definition und Beschreibung des Grenzzustandes der Gebrauchstauglichkeit wird in Abschnitt der

2 Begriff Anforderungsklassen eingeführt. Dort heißt es: Für die Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit sind für die einzelnen Teile des Tragwerks Anforderungsklassen in Abhängigkeit von den in Tabelle 3 klassifizierten Umgebungsbedingungen der Bauteile durch den Bauherrn oder die zuständige Bauaufsichtsbehörde festzulegen [1]. Aus dieser Definition der Anforderungsklasse ergeben sich alle Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit in Abschnitt 11 der DIN Die zuvor beschriebene Tabelle 3 findet sich im sechsten Abschnitt zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit. Anhand der statisch zunächst nicht Berücksichtigung findenden Umgebungsbedingungen, denen das Tragwerk bzw. einzelne Bauteile ausgesetzt sind, erfolgt die Einteilung in die Expositionsklassen. Diese bezeichnen die Einwirkung und den Grad der Einwirkung. Bei den Einwirkungen wird unterschieden in solche, die eine Bewehrungskorrosion (Klassen XC, XD und XS) und in solche, die eine Betonkorrosion verursachen können (Klassen XA, XF und XM) [5]. Neben der genauen Definition der umgebungsabhängigen Expositionsklasse enthält die Tabelle 3 Beispiele für die Zuordnung zur Expositionsklasse und die jeweils notwendige Mindestbetonfestigkeitsklasse. Für jedes Bauteil sind alle maßgebenden Expositionsklassen zu ermitteln und als Grundlage für die erforderliche Betonzusammensetzung in den Planungsunterlagen anzugeben. Werden Betonbauteile im Hinblick auf Ihre Verwendung den jeweiligen Expositionsklassen zugeordnet und der Beton entsprechend den genannten Anforderungen zusammengesetzt, kann nach heutigem Wissen davon ausgegangen werden, dass damit hergestellte Bauteile dauerhaft sind, wobei übliche Wartungsarbeiten vorausgesetzt werden [5]. Direkt befahrene Parkdecks bzw. Tiefgaragen sind nach Tabelle 3, DIN , in die Klassen XD3 (Bewehrungskorrosion, ausgelöst durch Chloride ausgenommen Meerwasser) und zusätzlich bei Frost in die Klasse XF4 (Betonangriff durch Frost mit und ohne Taumittel) einzustufen. Die Einstufung in die Klasse XD3 erfordert folglich nach Tabelle 4, DIN 1045 eine Mindestbetondeckung c min von 40 mm bei Betonstahl und 50 mm bei Spannstahl mit einem zu berücksichtigendem Vorhaltemaß c von 15 mm. Im Einzelfall können zusätzliche Maßnahmen zum Korrosionsschutz der Bewehrung nötig sein. Neben dieser Betondeckung und der geforderten Mindestbetonfestigkeitsklasse ist infolge der Fußnote b zu beachten, dass direkt befahrene Parkdecks nur mit zusätzlichem Oberflächenschutzsystem für den Beton auszuführen sind. Diese zusätzliche Anforderung gründet auf den auch in Abschnitt 11.2 der DIN zur Begrenzung der Rissbreiten und Nachweis der Dekompression aufgeführten Erfahrungen, dass die Rissbildung in Betonzugzonen nahezu unvermeidbar ist. Die Rissbreite ist so zu beschränken, dass die ordnungsgemäße Nutzung des Tragwerks sowie das Erscheinungsbild und die Dauerhaftigkeit als Folge von Rissen nicht beeinträchtigt werden. Diese zusätzliche Anforderung erfuhr in der Berichtigung zur DIN 1045 vom Juli 2002 folgende Abänderung: Tabelle 3, Fußnote b muss heißen: Ausführung nur mit zusätzlichen Maßnahmen (z. B. rissüberbrückende Beschichtung) [2]. Diese Änderung führt dazu, dass nun nicht mehr zwingend Oberflächenschutzsysteme zur Sicherung einer dauerhaften Konstruktion eingesetzt werden müssen. Dies kann nun auch durch einen Entwurf, der die Rissbreite minimiert oder Risse verhindert, erfolgen. Es stellt sich jedoch weiterhin die Frage, ob als Oberflächenschutzsystem nur ein wie oben genanntes rissüberbrückendes System in Betracht kommt oder ob nun in Kombination mit einer rissfreien Konstruktion ein starres Oberflächenschutzsystem zu Wahrung der Dauerhaftigkeit des Tragwerkes geeignet ist? Diese Fragen werden auch in den aktuellen im Jahr 2003 erschienenen Erläuterungen der DIN 1045 durch die Hefte 525 und 526 des DAfStb nicht eindeutig beantwortet. In Heft 525 findet sich im Abschnitt zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit eine ausgiebige Erläuterung der schon beschriebenen Fußnote b der Tabelle 3, DIN Beginnend bei der Beschreibung statisch bedingter Rissbildung wird darauf eingegangen, dass horizontale Bauteile mit Rissbildung und Chloridbeaufschlagung von oben als Bauteile mit den schärfsten Beanspruchungen hinsichtlich Bewehrungskorrosion einzustufen sind. Daher ist eine Ausführung direkt befahrener Parkdecks nur mit zusätzlichen Maßnahmen zulässig. Die genannte rissüberbrückende Beschichtung bei direkt befahrenen Parkdecks, mindestens OS11 nach [4], ist im Sinne einer Anwendungsregel als eine ausreichende zusätzliche Maßnahme zu verstehen, wenn die sich für die Expositionsklasse XD3 ergebende Mindestbetondeckungen und festigkeiten eingehalten und konstruktive Anforderungen an eine wirksame Entwässerung einschließlich der Stützen und Wandanschlüsse gestellt werden. Ob diese Art des Oberflächenschutzes die einzige Maßnahme ist, bleibt leider weiterhin offen. So heißt es: Die Formulierung der Fußnote b lässt außer der genannten Beschichtung auch andere Maßnahmen zu, deren Gleichwertigkeit hinsichtlich des dauerhaften Schutzes gegen Bewehrungskorrosion im Einzelfall nachzuweisen ist [3]. Als Beispiele werden zunächst nur konstruktive und betontechnologische Maßnahmen zur Vermeidung von Rissbildung genannt. Wird eine Rissbildung auf der Bauteiloberseite vermieden, sind zum einen zusätzlich hochdichte Betone zu verwenden und zum anderen ist das Eindringen von Chloriden in den Beton durch entsprechende Gefällegebung und regelmäßige Oberflächenreinigung zu reduzieren. Sind durch begleitende Überwachungs- und Kontrollmaßnahmen zukünftige Gefährdungen des Bauteils zu erkennen, ist zu einem späterem Zeitpunkt während der Nutzung eine Oberflächenbeschichtung, ohne genaue Nennung welche, aufzubringen [3]. Durch viele Schadensbilder bestätigt, stellt sich nun die Frage, warum die Sicherung der Dauerhaftigkeit eines Parkhauses oder einer Tiefgarage, ursprünglich

3 ausschließlich durch ein Oberflächenschutzsystem zu erreichen, durch weitere Maßnahmen aufgeweicht wurde. Auch durch vielseitige konstruktive Maßnahmen und durch intensive Überwachungs- und Kontrollmaßnahmen ist ein dauerhafter Schutz des Tragwerkes nur äußerst selten möglich. Wie sinnvoll und wirtschaftlich ist es also, zu einem späteren Zeitpunkt, während der Nutzung, ein Oberflächenschutzsystem nachträglich aufzubringen? Im Weiteren findet sich in den Erläuterungen zur Fußnote b der Passus, dass auch beschichtete Parkdecks in die Expositionsklasse XD3 eingestuft werden müssen, da Beschichtungen eine geringere Lebensdauer haben, als die geforderten 50 Jahre Nutzungsdauer des Tragwerkes. Dennoch ist es möglich, bei dauerhafter Sicherstellung der Schutzwirkung durch einen projektbezogenen Wartungsplan, um die Umwelteinflüsse dauerhaft vom Bauwerk fern zu halten, befahrene Parkdecks in die Klasse XD1 einzustufen [3]. Dadurch muss nicht nur eine geringere Mindestbetonfestigkeitsklasse von C35/45 bzw. LC35/38 auf C30/37 bzw. LC30/33 eingehalten werden. Es besteht die Möglichkeit, die Mindestbetondeckung um 10 mm zu verringern. Auch hier ist zu fragen, warum dieser Schritt nicht bis zur letzten Konsequenz weiter gedacht wird, um die Betondeckung wirklich auf ein Minimum zu reduzieren. Die geforderte Betonüberdeckung erschwert die konstruktive Rissbreitenbeschränkung, denn je weiter entfernt die Bewehrung von der Oberfläche, desto höher ist die Rissneigung. In Abhängigkeit vom Betonstahldurchmesser können die oberflächennahen Betonzugspannungen so besser eingeleitet werden. Daher ist es sehr wahrscheinlich, dass selbst rissüberbrückende Systeme, aufgrund der durch die große Betondeckung hervorgerufenen Risse, nicht funktionieren. Da der Beton die geforderte Dauerhaftigkeit anscheinend ohne einen Oberflächenschutz nicht erreichen kann bleibt zu diskutieren, ob das Schutzsystem nicht auf die Betondeckung angerechnet werden kann. So kann die Betondeckung reduziert, die Rissneigung minimiert und, wenn nötig in Verbindung mit einem Wartungsplan, der dauerhafte Schutz des Parkbaus mit einem mechanisch hoch belastbaren, starren Oberflächenschutzsystem ausgeführt werden. 2.2 Betriebswirtschaftliche Gesichtspunkte Wurde im vorigen Abschnitt vermehrt dem rechten, technisch orientierten Ast der Abbildung 1 Rechnung Betreiber Kunde Bauherr getragen, sollen nun die wesentlichen betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkte aufgeführt werden. Das sowohl Planer, Architekten, Ingenieure, Generalunternehmer und ausführende Unternehmen in den von Ihnen geforderten Leistungen wirtschaftlich und den Gewährleistungsansprüchen entsprechend arbeiten ist selbstverständlich und bleibt in dieser Ausführung unberücksichtigt. In diesem Abschnitt soll die wirtschaftliche Bedeutung des dauerhaften Betonschutzes beschrieben werden. Wie eng betriebswirtschaftliche und technische Aspekte miteinander verknüpft sind, zeigt die DIN Sie berücksichtigt durch die Forderung einer Nutzungsdauer von 50 Jahren gerade die Interessen von Bauherr, Nutzer und Kunde. Wie und durch welche Maßnahmen dies genau zu erreichen ist, wurde im vorigen Abschnitt ausreichend dargelegt. Ein negativ zu bewertender Gesichtspunkt ist der Vorschlag der Maßnahme, ein nicht geschütztes Tragwerk erst nach Erkennen einer Schädigung durch ein Oberflächenbeschichtung zu schützen. Durch den Verzicht, einen Oberflächenschutz sofort nach Erstellung des Bauwerkes aufzubringen, kann eine solch vorgeschlagene Sanierung zu vielen Unannehmlichkeiten bezüglich der Nutzung führen. Es liegt auf der Hand, dass die technisch orientierten Parteien im Parkhausbau alleine aus Gewährleistungsgründen an einer hohen Qualität und Dauerhaftigkeit interessiert sind. Planer, Ingenieur und Architekt messen aufgrund der Forderung nach einem technisch und wirtschaftlich sinnvollen Entwurf allen weiteren Faktoren ebenso einen hohen Stellenwert bei. Abbildung 2 führt die wesentlichen Anforderungen auf, die ein Oberflächenschutzsystem zu leisten hat. Anhand der Ausrichtung der Pfeilspitze wird der Stellenwert der Anforderung von hoch bis nicht entscheidend eingestuft. Gründend auf einer hohen Qualität und Dauerhaftigkeit spielen die optischen und ästhetischen Anforderungen an das Schutzsystem die entscheidende Rolle für Bauherr und Betreiber. Der Kunde empfindet eine gute, helle Optik als entscheidend für die Wahl des zu benutzenden Parkhauses. Qualität und Dauerhaftigkeit sind für ihn ebenso als wichtig einzustufen, da so ein geringeres Ausfallrisiko infolge Instandsetzung o.ä. besteht. Welche Oberflächenschutzsysteme bisher in Parkhäusern zum Einsatz kommen und welche diese Eigenschaften besitzen bzw. diese Anforderungen erfüllen, wird im kommenden Abschnitt erläutert. Planer/Ingenieur/ Architekt Generalunternehmer/ Generalübernehmer Ausführendes Unternehmen Hohe Qualität Dauerhaftigket Gute Optik/ helles feundliches Parkhaus Leicht zu reinigende Oberfläche mechanisch hoch belastbar chemisch hoch belastbar hohe Funktionalität Stellenwert der Anforderung: : hoch : nicht entscheidend Abbildung 2: Wirtschaftlichen Anforderungen an den Oberflächenschutz vom Bauherren bis zum Kunden

4 3 Stand der Technik State of the art 3.1 Anforderungen an den Oberflächenschutz Das Ziel von Schutzmaßnahmen ist die Erhöhung der Widerstandsfähigkeit von Betonbauteilen gegen das Eindringen von betonangreifenden oder korrosionsfördernden Stoffen oder gegen mechanische Einwirkungen auf oberflächennahe Bereiche[1]. Als vorbereitende Maßnahme vor jeder Oberflächenbeschichtung sind, selbstverständlich nach Beurteilung und Sicherstellung der Standsicherheit, Festigkeitsprüfungen durchzuführen. Diese können vorzugsweise durch Prüfung der Oberflächenzug- und Haftzugfestigkeit erfolgen. Der Umfang der Prüfungen ist so zu wählen, dass Lage und Ausdehnung der Bereiche mit den geringsten Festigkeiten erkennbar werden[4]. Für den anschließenden Schutz, und im gegebenen Fall die Instandsetzung des Betons, kommen nach ausreichender Vorbereitung des Betonuntergrundes grundsätzlich neben den rissfüllenden und reprofilierenden Maßnahmen der Auftrag von Hydrophobierungen, Imprägnierungen und/oder Beschichtungen in Betracht. In der DIN 1045 und den ergänzenden Heften des DAfStb wird, wie schon erwähnt, nicht eindeutig geklärt, welches Oberflächenschutzsystem zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit des Tragwerkes eingesetzt werden kann. Zunächst hat es den Anschein, dass lediglich rissüberbrückend Systeme, egal ob durch ein geeignetes statisches System Rissbildung infolge statischer Unbestimmtheit weitestgehend ausgeschlossen werden kann, im Parkhaus zu applizieren sind. Im selben Kontext wird jedoch auch bei rissüberbrückenden System ein Wartungsplan gefordert, da die Systeme nicht die gleiche geplante und durch die DIN geforderte Nutzungsdauer von 50 Jahren erreichen können. So liegt es nahe, weiterhin starre Systeme in Verbindung mit einer laufenden, eng an einen Wartungsplan gekoppelten Überwachung in Parkhäusern oder Tiefgaragen zu verwenden. Aufgrund der hohen mechanischen Belastung durch den Verkehr werden gerade diese, zu nennen sind OS8 und OS13, durch anerkannte Gutachter und Fachkundige empfohlen. Alle Bauteile im Parkhaus erfordern vor allem einen hohen mechanischen und chemischen Widerstand, eine leicht zu reinigende Oberfläche und, in Verbindung mit der Beleuchtung, eine helle und freundliche Optik. Hinzu kommen die speziellen Anforderungen bezüglich der unterschiedlichen Bauteile. So besteht bei der Bodenplatte vor allem die Gefahr rückseitiger Durchfeuchtung, was auch bei wasserundurchlässigem Beton der Fall sein kann. In Rampenbereichen wird von der Oberflächenbeschichtung infolge der Anfahr- und Bremskräfte der Fahrzeuge eine erhöhte mechanische Verschleißfestigkeit verlangt. Bei frei bewitterten Fahr- und Parkflächen wird die Rissüberbrückung und die UV- Beständigkeit als zusätzliche Eigenschaft gefordert. Im folgenden Abschnitt werden alle herkömmlichen Oberflächenschutzsysteme nach der Richtlinie für Schutz und Instandsetzung von Beton von Oktober 2001 des DAfStb aufgeführt. Zusätzlich dazu werden die noch in der alten RiLi-SIB von August 1990 enthaltenen und im Parkhausbau weiterhin Einsatz findenden OS3 und OS8 (in Verbindung mit ABP und Aufnahme in die Bauregelliste weiter anwendbar) in die Auflistung der gängigen OS-Systeme aufgenommen. 3.2 Oberflächenschutzsysteme nach RiLi-SIB Anschließend an die zuvor erwähnte hohe mechanische Belastung in Parkhäusern oder Tiefgaragen wird in der Beschreibung der herkömmlichen OS-Systeme ersichtlich, dass aufgrund dieser Anforderung fast ausschließlich die Systeme OS8, OS11 oder OS13 zum Einsatz kommen. Dabei ist dem starren System OS 8 die größte mechanische Belastbarkeit zuzuordnen. Das OS 13 stellt das Bindeglied zwischen hoher mechanischer Belastung und geringer Rissüberbrückungsfähigkeit dar. Es ist mechanisch beanspruchbar und weist eine Rissüberbrückung von 0,1 mm auf. Das nicht ganz so hoch mechanisch belastbare OS 11 besitzt eine dynamische Rissüberbrückung von 0,3 mm und ist aufgrund seiner UV-Beständigkeit für den Einsatz der frei bewitterten Fahrflächen prädestiniert OS 1: Hydrophobierung Meist kommen Silane oder Siloxane als bedingter Feuchtigkeitsschutz bei vertikalen und geneigten freibewitterten Betonbauteilen, z.b.: Brückenkappen, Stützwände, zum Einsatz. Hydrophobierungen gelten als nicht wirksam bei drückendem Wasser. Die hauptsächlich geforderten Eigenschaften sind die zeitlich begrenzte Reduzierung der kapillaren Wasseraufnahme und die zeitlich begrenzte Verbesserung des Frost-Tausalz-Widerstandes[4;7] OS 3: Versiegelung für befahrbare Flächen Diese auf dem ein bis mehrmaligen Auftrag von Reaktionsharz basierenden Systeme können als Oberflächenschutz für überwiegend nicht frei bewitterte Fußböden und Fahrbahnen mit geringer mechanischer Belastung eingesetzt werden. Sie zeichnen sich durch die Steigerung des Verschleißwiderstandes, die Verfestigung des Betonuntergrundes, die Reduzierung der Wasseraufnahme und der Aufnahme von in Wasser gelösten Stoffen, eine Verminderung der Staubbindung, und sowohl eine Reduzierung der Kohlendioxiddiffusion als auch der Wasserdampfdiffusion aus [7] OS 7 (TL/TP-BEL-EP): Beschichtung unter Dichtungsschichten für begeh- und befahrbare Flächen Epoxydharzsystem als Grundierung, Versiegelung und ggf. Kratzspachtelung als Teil der Abdichtung von Brücken oder ähnlichen Bauteilen zum Porenverschluss der Beton- bzw. Betonersatzoberfläche [4;7] OS 8: Chemisch widerstandsfähige Beschichtung für befahrbare, mechanisch stark belastete Flächen Empfohlenes Oberflächenschutzsystem für alle mechanisch und chemisch beanspruchten Betonflächen wie z.b. Fahrbahnen, Industrieböden, Behälter- und Rohrinnenwandungen. Als geforderte Eigenschaften gelten die Verhinderung der Aufnahme von in Wasser gelösten Schadstoffen, Verbesserung der Chemikalienbeständigkeit, Verbesserung des Verschleiß-

5 widerstandes, Verhinderung der Wasseraufnahme, der Kohlendioxiddiffusion und der Wasserdampfdiffusion. Der Regelaufbau besteht aus Grundierung, Abstreuung und Deckschicht [7] OS 11: Beschichtung mit erhöhter dynamischer Rissüberbrückungsfähigkeit (Klasse II T-V ) für begeh- und befahrbare Flächen (PU, mod. EP) PU- oder modifizierte EP-Systeme für freibewitterte Betonbauteile mit oberflächennahen Rissen und/oder Trennrissen und planmäßiger mechanischer Beanspruchung auch im Sprüh- oder Spritzbereich von Auftausalzen z.b. Parkhaus-Freidecks. Als geforderte und nachzuweisende Eigenschaften gelten: Verhinderung der Wasseraufnahme, Verhinderung des Eindringens beton- und stahlangreifender Stoffe, dauerhafte Rissüberbrückung vorhandener und neu entstehender Trennrisse unter temperatur- und lastabhängigen Bewegungen, Verbesserung des Frosttausalzwiderstandes, Verbesserung der Griffigkeit und Verbesserung des Frostwiderstandes [4;7] OS 13: Beschichtung mit nicht dynamischer Rissüberbrückungsfähigkeit für begeh- und befahrbare, mechanisch belastbare Flächen Für mechanisch und chemisch beanspruchte, überdachte Betonbauteile mit oberflächennahen Rissen auch im Einwirkungsbereich von Auftausalzen in z.b. Park- und Tiefgaragen geeignete PU- oder modifizierte EP- Systeme. Die Eigenschaften erstrecken sich von der Verhinderung der Wasseraufnahme und des Eindringens beton- und stahlangreifender Stoffe über die dauerhafte Rissüberbrückung vorhandener und neu entstehender Trennrisse unter temperatur- und lastabhängigen Bewegungen bis hin zur Verbesserung des Frosttausalzwiderstandes, der Griffigkeit und der Chemikalienbeständigkeit. Ebenso sind die Verminderung des Verschleißes, ein verbessertes Schlagverhalten (impact resistance) und je nach Anforderung die Eignung bei rückseitiger Durchfeuchtung zu nennen [7]. 3.3 Schäden und ihre Ursachen In diesem Abschnitt sollen beispielhaft an einem Oberflächenschutzsystem der Klasse OS11 häufig vorkommende Schäden gezeigt werden. Auf die bildhafte Darstellung von Schäden an Systemen der Klasse OS8 und OS13 soll an dieser Stelle verzichtet werden. Wie in der RiLi-SIB empfohlen, ist bei freibewitterten Park- bzw. Fahrflächen ein Oberflächenschutzsystem der Klasse OS11 einzusetzen. Die Rissüberbrückungsfähigkeit und die UV- Beständigkeit sind hier die entscheidenden Anforderungen. Die Planer des hier gezeigte Aachener Parkhauses haben diesen Gedanken aufgrund der freien Bewitterung fast aller Parkdecks aufgenommen und das gesamte Parkhaus durch ein Oberflächenschutzsystem der Klasse OS11 schützen lassen. Abbildung 3 zeigt die Schwächen des Systems bei hoher mechanischer Belastung gerade im Rampenbereich. Die Ablösung der Beschichtung vom Betonuntergrund ist zum einen auf ein Adhäsions- und zum anderen Kohäsionsversagen zurückzuführen. Die hohen Schubkräfte infolge der mechanischen Anfahr- und Bremskräfte lösen die einzelnen Schichten untereinander und die Grundierung vom Untergrund. Abbildung 3: Rampe ausgeführt als OS11 Daher werden gerade in den Rampenbereichen starre, mechanisch viel belastbarere Systeme empfohlen. Doch auch diese zeigen ihre Schwächen, da im Laufe der Zeit Abstreukörner aus der Beschichtung gefahren werden. Abbildung 4 und Abbildung 5 zeigen das Freideck des Parkhauses. Auch hier sind extreme Ablösung der Beschichtung vom Betonuntergrund festzustellen. Abbildung 4: Ablösung eines auf Freideck ausgeführten OS11 Abbildung 5: Vergrößerung der Ablösung von Abbildung 4 Durch welche Faktoren dieser Schadensfall verursacht wurde, ist nicht direkt zu sagen. Aufgrund der ausgeprägten Blasenbildung und der Erfahrungen mehrere Grundprüfungen ist auf schon eben genannte

6 Adhäsionsprobleme zu schließen. Es zeigt sich, dass die nötigen Haftzugwerte zwischen Grundierung und Schwimmschicht oft nur knapp erreicht werden und zwischen diesen Schichten das System meist versagt. Es bleibt festzuhalten, dass Schäden bei den im Parkhausbau üblichen Oberflächenschutzsystemen häufig und kaum zu vermeiden sind. Sie gründen meist auf den Problemen hoher mechanischer Belastung und mangelnder Adhäsion zum Untergrund. Es zeigt sich weiterhin, dass eine mechanisch hohe Widerstandsfähigkeit nicht mit einer wirksamen Rissüberbrückungsfähigkeit zu vereinbaren ist. Weiterhin ist aus rein wirtschaftlichen und ästhetischen Gesichtspunkten die schlechte Reinigungsfähigkeit aller abgestreuten Oberflächenschutzsysteme zu beanstanden. Aufgrund der scharfen Abstreukörner können Verunreinigungen nur schwer aus den Überschneidungen der Abstreukörner entfernt werden. 4 Innovation Nach der Zusammenfassung der Anforderungen an einen dauerhaften Oberflächenschutz und der Auflistung aller gängigen, in Parkhäusern und Tiefgaragen eingesetzten Systeme, wird in diesem Abschnitt die in Tabelle 1 der neuen DIN-ENV :1997, Ausgabe März 2001 erstmals definierte versiegelnden Imprägnierung vorgestellt. Anschließend werden nach der Beschreibung der unterschiedlichen Anwendungsbereiche schon durchgeführte Referenzen mit einem am Mark befindlichen Produkt vorgestellt. 4.1 Versiegelnde Imprägnierung nach DIN EN 1504 Die DIN pren Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken vom Juni 2000 beschreibt Oberflächenschutzsysteme als Methoden, die für unterschiedliche Prinzipien verwendet werden können. Anhand der Beurteilung und Klassifizierung von Fehlern werden die verschiedenen Prinzipien festgelegt. Tabelle 1 im Anhang dieses Texte stellt ausgewählte, entscheidende Prinzipien für Schäden im Beton (Prinzip 1-6) und Tabelle 2 analog für Bewehrungskorrosion (Prinzip 7-11) zusammen. Anhand dieser ist die geeignete Methode auszuwählen. Als Methoden werden Hydrophobierungen (H), Imprägnierungen (I) und Beschichtungen (C) aufgeführt. Anhand einer Diagnose der Schäden sind weitere Merkmale für die Produkte und Systeme festzulegen, wenn sie für den bestimmten vorgesehenen Verwendungszweck gerechtfertigt sind. Die Anforderungen sind den entsprechenden Tabellen zu entnehmen[6]. Der Vergleich der Definitionen der drei Methoden in der RiLi-SIB und der DIN weisen bei Hydrophobierungen und Beschichtungen keine wesentlichen Unterschiede auf. Unter einer Hydrophobierung wird eine imprägnierende Behandlung des Betons zur Herstellung einer wasserabweisenden Oberfläche verstanden. Die Poren und Kapillaren sind dabei nicht gefüllt, sondern nur ausgekleidet. Es bildet sich kein Film, wonach sich die Betonoberfläche optisch nur unwesentlich verändert[4,6]. Da Hydrophobierungen lösemittelhaltig oder wässrig sind, somit deren Wirkstoffgehalt weit unter 100 Prozent liegt, bieten sie meist keinen vollständigen und nicht dauerhaften Schutz. Eine Beschichtung gilt als Behandlung des Betons zur Herstellung einer geschlossenen Schutzschicht auf der Betonoberfläche. Diese Schicht ist üblicherweise 0,1mm bis 5,0mm dick [6]. Diese Maßnahme verhindert das Eindringen gasförmiger Stoffe in den Beton. Sie kann die Betonoberfläche vor mechanischen und chemischen Beanspruchungen schützen und ggf. Risse überbrücken [4]. Da der Oberflächenschutz den mechanischen Belastungen direkt ausgesetzt ist und/oder Adhäsionsprobleme zum Untergrund bestehen können, stellt sich auch hier die des dauerhaften Schutzes. In den Definitionen zur Imprägnierung unterscheiden sich jedoch die RiLi-SIB und die DIN EN Nach der RiLi-SIB dient eine Imprägnierung dazu, das Eindringen flüssiger oder gasförmiger Stoffe in den Beton weitgehend zu verhindern. Sie kann als Grundierung dienen, z.b. mit dem Ziel, die Festigkeit des Untergrundes oder die Haftung zur nächsten Schicht zu verbessern [4]. In der DIN EN 1504 wird unter einer Imprägnierung eine Behandlung des Betons zur Reduzierung der Oberflächenporosität verstanden. Die Poren und Kapillaren sind gefüllt. In der Regel entsteht an der Oberfläche ein ungleichmäßiger, dünner Film von 10µm bis 100µm Dicke [6]. Diese Definition entspricht weitestgehend der des OS3 der RiLi-SIB des DAfStb von August 1990, welches in der aktuellen RiLi-SIB nicht mehr geführt wird. In Tabelle 1 der DIN EN wird der Begriff Imprägnierung zudem in zwei Gruppen eingeteilt: In eine hydrophobierende und eine versiegelnde Imprägnierung. Letztere wird als das Auftragen flüssiger Produkte definiert, welche oberflächennah in den Beton eindringen und das Porensystem verschließen. Worin liegen jetzt genau die Vorteile der versiegelnden Imprägnierung gegenüber Hydrophobierungen und Beschichtungen? Diese sollen anhand einer am Markt erhältlichen porenfüllend versiegelnden Imprägnierung diskutiert und durch später folgenden Anwendungsgebiete näher erläutert werden. Ein wesentlicher Vorteil von Beschichtungen liegt im Wortlaut selbst verborgen. Durch die geforderten Schichtdicken können Unebenheiten im Betonuntergrund in bestimmten Grenzen egalisiert und wenn gefordert, Rissüberbrückung gewährleistet werden. Bei Überschreitung dieser Werte ist eine Reprofilierung mit Kratzspachtel oder Mörtel notwendig. Leider zeigt sich im Bereich von Beschichtungen aufgrund des momentanen stark umkämpften Marktes eine Entwicklung, die diesen Vorteil in den Hintergrund rücken lässt. Aktuelle Beobachtungen von Oberflächenschutzsystemen der Klasse OS8 zeigen, dass die Materialmengen auf ein solches Maß reduziert werden, dass selbst bei einer sogenannten Beschichtung die Spuren der Oberflächenvorbereitung (z.b. Kugelstrahlen) sichtbar sind. Eine Rissüberbrückung ist mit keinen anderen Systemen als OS11 und OS13, die Abdichtung nach ZTV BEL-B

7 Teile 1 bis 3 außer Acht gelassen, zu gewährleisten. Welche Probleme damit einher gehen und dass auch ein starres System diesen Anforderungen bei Einhaltung der gleichen Randbedingungen wie Wartungsplan etc. gerecht werden kann, wurde zuvor beschrieben. Der größte Nachteil von Beschichtungen aller Art liegt darin, dass sie, bis auf wenige µm, auf dem Beton aufliegen. So sind sie allen äußeren Belastungen ohne jeden Schutz direkt ausgesetzt. Ebenso besteht die große Gefahr mangelnder Adhäsion zum Untergrund infolge Feuchtigkeit, Osmose etc.. Abbildung 6 verdeutlicht nochmals die Funktionsweise der einzelnen Methoden und stellt deren Vor- und Nachteile vor der Erläuterung der Anwendungsgebiete der versiegelnden Imprägnierung zusammen. 4.2 Die Anwendungsgebiete Wie schon erwähnt sollen die Möglichkeiten und die Vorteile der versiegelnden Imprägnierung anhand eines am Markt befindlichen Systems herausgearbeitet werden. Die Funktionsweise ist schnell zu beschreiben. Die Imprägnierung dringt mehrere Millimeter tief in den durch die Hydratation entstandenen Porenraum der Matrix ein und dichtet diesen vollständig ab. In einer Art Symbiose arbeiten danach Matrix und Zuschlag zusammen. Der Zuschlag schützt die Matrix und dementsprechend auch die Abdichtung vor mechanischer Belastung. Die dichte Matrix schützt den Zuschlag und respektive das Tragwerk vor den äußeren Einflüssen. Alle Eigenschaften, die diese Art des Oberflächenschutzes mit sich bringt sollen anhand der unterschiedlichen Anwendungsgebiete erläutert werden Nachbehandlungsmittel Die Dauerhaftigkeit des Betons wird nicht nur von seiner Druckfestigkeit garantiert. Er muss auch dicht sein. Denn der Widerstand gegen äußere Einflüsse ist umso höher, je dichter der Beton und je geringer seine Porosität ist. Neu hergestellte Betonoberflächen sind daher nach dem Betonieren vor direkter Sonneneinstrahlung, Windsog und weiteren schädlichen Einwirkungen zu schützen. So wird verhindert, dass das zur Hydratation des Zementes nötige Anmachwasser verdunstet. Ebenso werden oberflächennahe Rissbildungen infolge Trocknungsschwinden und Plattenverformungen minimiert [9]. Die gängigsten Maßnahmen gegen vorzeitiges Austrocknen sind Belassen in der Schalung, Abdecken mit Folien, Feuchthalten etc.. Die Dauer der Nachbehandlung hängt vor allem von der Festigkeitsentwicklung des Betons ab, d.h. von den Abmessungen des Bauteils, den Umgebungsbedingungen, der Zusammensetzung des Betons und der Temperatur des Frischbetons. Daher werden auch Beschichtungen als Nachbehandlungsmittel eingesetzt, denn sie sind dauerhaft. Jedoch ist dieses Einsatzgebiet als schwierig einzustufen. Sowohl der Applikationszeitpunkt als auch der davon abhängige Feuchtigkeitsgehalt sind entscheidend für die Funktionsfähigkeit der Nachbehandlung. Wird der Zeitpunkt der Applikation zu früh gewählt, ist der Feuchtigkeitsgehalt zu hoch. Ein zu später Zeitpunkt führt zu den gleichen Adhäsionsproblemen, da der Hydratationssog nicht mehr ausreicht. Das mögliche Zeitfenster beschränkt sich demnach auf wenige Stunden nach Herstellung der Betonoberfläche. Kommen als Nachbehandlungsmittel abgestreute Systeme zum Einsatz stellt sich zudem die Frage, ob sie als Grundierung oder Versiegelung ausgeführt werden? Reine Grundierungen gelten als nicht dicht. Das Abstreukorn muss durch eine Kopfversiegelung eingebunden werden, da ansonsten die Beschichtung infolge der Abstreuung Fehlstellen entlang der Körner aufweist. Dies entspricht der ZTV BEL-B Teil 1, in der nur Versiegelungen als Oberflächeschutz unter Bitumenschweißbahnen als geprüfte Systeme zugelassen sind [10]. Kommen dennoch solche abgestreuten Grundierungen oder Versiegelungen als Nachbehandlung zum Einsatz, können diese nicht als vorbereitende Maßnahme zur weiteren Überarbeitung genutzt werden. Es muss nochmals der gesamte, geforderte Systemaufbau erfolgen. Bei einer porenfüllend versiegelnde Imprägnierung Hydrophobierung Beschichtung versiegelnde/hydrophobierendee Imprägnierung Vorteile + leichte, schnelle Verarbeitung + günstiger Schutz Nachteile - Nicht dauerhaft - Unzureichender Schutz, da der Porenraum nur ausgekleidet wird Abbildung 6: Vergleich Hydrophobierung, Beschichtung und Imprägnierung + Rauhigkeitsausgleich bei ausreichender Materialmenge + evtl. Rissüberbrückungsfähigkeit + evtl. bei rückseitiger Durchfeuchtung geeignet - Adhäsionsprobleme - mechanischer Belastung ausgesetzt - hohe Materialmengen - Abstreuung erforderlich + keine Adhäsionsprobleme + keiner mechanische Belastung ausgesetzt + hohe Verschleißfestigkeit + Druckwasserdicht + Ableitfähig + Geeignet bei rückseitiger Durchfeuchtung - kein Rauhigkeitsausgleich möglich

8 treten solche Probleme nicht auf. Da sie in den Beton eindringt und ihn von Innen her abdichtet sind systembedingt keine Adhäsions- oder Kohäsionsversagen zu erwarten. Das System kann nicht aus den Poren des Betons gelöst werden und die Zugfestigkeit des Beton ist zu hoch für die zuvor genannten Versagensfälle. Der Zeitpunkt der Applikation stellt ebenso keine so großen Schwierigkeiten dar, da dieser mit den eben erläuterten Adhäsionsproblemen einhergeht. Für die beschriebene porenfüllend versiegelnde Imprägnierung ist es lediglich erforderlich, dass die Betonoberfläche mattfeucht abgetrocknet und der oberflächennahe Porenraum zugänglich ist. Aufgrund der niedrigen Viskosität ist der Hydratationssog nicht zwingend, um ausreichend in den Beton einzudringen. Es muss nur der beschriebene oberflächennahe Porenraum zugänglich sein. Um im Anschluss daran eine ausreichende Griffigkeit zu gewährleisten, muss die porenfüllende Imprägnierung nicht abgestreut werden. Da sie nicht Filmbildend ist, könnte eine Abstreukorn ohnehin nicht fixiert werden. Die Oberfläche wird durch geeignete Verfahren so vorbereitet, dass die geforderte Rauhigkeit schon vor Aufbringen des Schutzes erreicht ist. Da die porenfüllend versiegelnde Imprägnierung eine dauerhafte Nachbehandlung ist, kann sie gleichzeitig als Grundierung eingesetzt werden. Eine für den weiteren Systemaufbau eventuell notwendige Grundierung kann so entfallen Grundierung Fast alle Oberflächenschutzsysteme werden auf einer Grundierung aufgebracht. Dies ist notwendig, um eine ausreichende Adhäsion zum Betonuntergrund zu gewährleisten und den weiteren Aufbau vor Einflüssen aus dem Untergrund zu schützen. Wie schon im Abschnitt zur Nachbehandlung beschrieben, besteht bei Grundierungen die Gefahr, dass sie nicht dicht sind und ihre Schutzfunktion nur unzureichend erfüllen. Da die porenfüllend versiegelnde Imprägnierung nicht Filmbildend und somit von Adhäsionsproblemen frei ist, ist sie ideal als Grundierung geeignet. Durch den Porenverschluss im Beton ist weiterhin eine Wasserundurchlässigkeit erreichbar. So kann sie vor allem unter feuchtigkeitsempfindlichen Oberflächenschutzsystemen z.b. bei erdberührten Bauteilen zum Einsatz kommen. Siehe dazu auch den Forschungsbericht des Polymer Institutes: Haftfestigkeit und Blasenbildung von Reaktionsharzbeschichtungen bei rückseitiger Feuchteeinwirkung [11]. Durch die Verarbeitbarkeit bei Temperaturen bis 0 C können Flächen in der kalten Jahreszeit grundiert werden, um sie dann bei wärmeren Temperaturen zu überschichten. Wie schon in den vorhergehenden Abschnitten diskutiert liegt es auf der Hand, ein solch mechanisch hoch belastbares, starres und aufgrund der fehlenden Abstreuung gut zu reinigendes System auch als alleinigen Oberflächenschutz einzusetzen. Gerade bei niedrigen Temperaturen. Ein an das Instandhaltungskonzept angepasster Wartungsplan ggf. vorausgesetzt Oberflächenschutz Die meist eingesetzten Oberflächenschutzsysteme im Parkhausbau sind OS 8, OS 11 und OS 13. Das erstgenannte zeichnet sich gerade durch seine hohe mechanische Wiederstandfähigkeit und die geringsten Kosten aus. Das OS 11 bietet als besondere Eigenschaft die Rissüberbrückung von 0,3 mm und die UV- Beständigkeit. Das OS 13 verbindet einer relativ hohe mechanische Belastbarkeit mit einer geringen Rissüberbrückungsfähigkeit von 0,1 mm. Problematisch bleiben weiterhin bei allen Systemen die in Verbindung mit der Filmschichtdicke bekannten Schäden, wie auch in Abschnitt 4.3 beispielhaft beschrieben. Da rissüberbrückende Systeme zur Sicherung der Dauerhaftigkeit des Tragwerke nicht zwingend vorgeschrieben sind und selbst bei diesen ein Wartungsplan vorzusehen ist, kann auch ein nichtfilmbildendes System als Oberflächenschutzsystem angewendet werden. Wie Abbildung 6 und nachhaltige Untersuchungen an einer Vielzahl von Probekörpern zeigen, ist die porenfüllend versiegelnde Imprägnierung als eine Art Beschichtung im Beton zu verstehen. Anschaulich kann man es qualitativ mit einem nicht abgestreuten und mit zusätzlichen Eigenschaften versehenen, im Beton liegenden OS 13 vergleichen. Der erste augenscheinliche Vorteil besteht darin, dass dieser Schutz mechanisch nicht belastet wird. Jegliche mechanische Belastung wird vom Zuschlag des Betons abgefangen. Um also die Abdichtung zu beschädigen muss der Beton bzw. der Zuschlag zerstört werden. Zudem kommt es zu einer Erhöhung der mechanischen Kennwerte, da die Matrix verfestigt wird. Die Chemikalien- und UV-Beständigkeit sind weitere Eigenschaften des in dieser Arbeit betrachteten Produktes. Ein weiterer Vorteil, begründet durch die Technik des in den Beton penetrierenden Oberflächenschutzes ist, dass die Ableitfähigkeit des bloßen Betons annähernd erhalten bleibt. Die Anforderungen im Verbund mit Beton "C25" nach DIN IEC 61340, DIN , DIN EN und ASTM F von 10 7 Ohm werden erfüllt. Sind nach der Oberflächenvorbereitung Reprofilierungsarbeiten durchzuführen, wurden diese bisher meist mit einer Kratzspachtelung oder kunststoffmodifizierten Mörteln durchgeführt. Nach diesen Arbeiten sind die geforderten Wartezeiten bis zur Erhärtung bzw. bis zum Erreichen bestimmter Feuchtigkeitsgehalte einzuhalten. In Verbindung mit der versiegelnden Imprägnierung kann diese Wartezeit auf ein Minimum reduziert werden. Alle Reprofilierungsarbeiten werden nur noch auf Basis zementgebundener Mörtel durchgeführt. Diese müssen, entsprechend dem Anwendungsgebiet der Nachbehandlung, soweit abgetrocknet sein, dass der oberflächennahe Porenraum zugänglich ist. Dies ist meist schon innerhalb der ersten Stunden der Fall, wenn der Beton mattfeucht erscheint. So ist es auch möglich, den Oberflächenschutz sofort mit der Nachbehandlung in einem Arbeitsgang zu vereinen. Ist bei der Neuplanung die Betonoberfläche mit einem feinen Besenstrich, wie er in Brückenkappen ausgeführt wird, ausgeschrieben, kann auf die nachträgliche Oberflächenvorbereitung verzichtet werden.

9 Vorausgesetzt, die Oberfläche weist keine Schlämmeanreicherungen auf. Ist dies der Fall, kann schon nach einem Tag das nachbehandelnde Oberflächenschutzsystem als porenfüllend versiegelnde Imprägnierung aufgebracht werden. 4.3 Anwendungsbeispiele Zu den zuvor beschriebenen Anwendungsgebieten sollen in diesem Abschnitt drei mit einer porenfüllend versiegelnden Imprägnierung geschützte Oberflächen vorgestellt werden. Unabhängig von den einzeln beschriebenen Anwendungsgebieten soll gezeigt werden, dass ein großer Vorteil des Systems in der Kombination derer liegt. Das erste Beispiel ist der Oberflächenschutz einer Tiefgarage einer großen, renommierten Hotelkette. Die außerordentlichen Anforderungen dieser Tiefgarage lagen darin, da das gesamte Bauwerk stellenweise aufgrund des tonhaltigen Baugrundes im Grundwasser steht und die Tragkonstruktion nicht als weiße Wanne ausgeführt wurde. Die Bauteilfugen, Stützen- und Wandanschlüsse wurden mit Acrylatgelen druckwasserdicht verpresst, um den dortigen Wassereintritt zu verhindern. Als Oberflächenschutz konnte demnach nur noch eine druckwasserdichte Lösung in Betracht kommen. Dies wurde durch den Einsatz einer grau-pigmentierten porenfüllend versiegelnden Imprägnierung erfüllt. Die Abbildung 7 zeigt die beschriebene Tiefgarage zwei Jahre nach Inbetriebnahme. Sowohl Abdichtung als auch die Optik der Tiefgarage sind in einwandfreiem Zustand. Moosbefall blieb aufgrund der Porenfüllung bis dato aus. Abbildung 8: LKW-Laderampe Das letzte Beispiel stellt die leichte und auch unter extremen Bedingungen mögliche Applikation des Systems unter Beweis. Es handelt sich hierbei um die Dächer eines Waschcenters. Die einzelnen Waschboxen wurden als Fertigteile geliefert und sollten vor Ort vor den äußeren Einflüssen geschützt werden. Aufgrund der schlechten Witterung blieb die Möglichkeit der Beschichtung mit einem UV-Beständigen OS11 aus. Diese Lösung wäre zudem auch zu kostenaufwendig gewesen. Eine technisch sinnvolle und bei diesen Bedingungen zu applizierende Lösung stellte die Imprägnierung dar. Aufgrund dauernd anhaltenden Regens konnte die Baumaßnahme nur in einem kurzen, trockenen Zeitfenster durchgeführt werden. Zu Beginn wurde das verbleibende Wasser mit einem Gummiwischer entfernt. Dann wurde die Oberfläche mit einem Flächenbrenner leicht angetrocknet. In diesen freien Porenraum wurde die versiegelnde Imprägnierung eingebracht. Drei Stunden nach der Applikation begann es wieder zu regnen. Zwei Jahre ist dieser Schutz nun alt und bestätigt die Dauerhaftigkeit des Systems, zu nennen sind beispielsweise die UV- Beständigkeit oder die Wasserdichtheit, trotz dieser widrigen Arbeitsbedingungen. 5 Fazit Abbildung 7: Tiefgarage im Grundwasser Als zweites Beispiel soll eine LKW-Laderampe dienen. Es zeigt die extreme Verschleißfestigkeit des Systems. Es handelt sich um eine Laderampe, die nur von mehrachsigen schweren LKWs befahren wird. Während des Rangierens an diese Rampe heran drehen die Achsen fast vollständig auf der Stelle. Die punktuelle Belastung auf den Oberflächenschutz ist um ein Vielfaches höher als in den Rampenbereichen eines Parkhauses. Abbildung 8 zeigt die LKW-Laderampe. Zusätzlich zur Bodenfläche wurden die Seitenwände mit der gleichen porenfüllenden Imprägnierung versehen. Sowohl der Oberflächenschutz am Boden als auch an der Wand haben nach mehr als zweijähriger Belastung weder optischen noch technische Beeinträchtigungen. Der zuvor an den Wandflächen zu beklagende Die Dauerhaftigkeit eines Tragwerkes sollte aufgrund technischer und betriebswirtschaftlicher Gesichtspunkte im Vordergrund liegen. In den aktuellen Normen wird dieser Anforderung Sorge getragen, in dem die Sicherstellung der Dauerhaftigkeit zur Gewährleistung einer Nutzungsdauer von 50 Jahren schon in der Planung zu berücksichtigen ist. Gerade in Parkhäusern und Tiefgaragen sind die Anforderungen zur Erreichung der geforderten Dauerhaftigkeit infolge der äußeren Belastungen hoch. Neben statischen, konstruktiven Maßnahmen werden auch Oberflächenschutzsysteme zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit vorgeschlagen. Neben den gängigen, in der RiLi-SIB aufgeführten, Systeme OS8, OS11 und OS13 wurde in dieser Ausführung die in die DIN EN 1504 aufgenommene Methode der porenfüllend versiegelnde Imprägnierung vorgestellt.

10 Viele Untersuchungen und Gutachten zeigen, dass es bei filmbildenden Systemen, egal ob starr oder rissüberbrückend, immer wieder zu Schäden kommen kann. Diese können infolge Adhäsionsversagen zum Untergrund und/oder Kohäsionsversagen innerhalb des Beschichtungssystems entstehen. Bei der in den Beton penetrierenden, porenfüllend versiegelnden Imprägnierung können solche Schäden aufgrund der technischen Eigenschaften nicht auftreten. Sie dichtet die Matrix ab und verfestigen sie in einem Arbeitsgang. Die mechanischen Kennwerte werden so extrem erhöht. Der große Vorteil an diesem nichtfilmbildenden System liegt daran, dass die Abdichtung je nach Betonqualität einige Millimeter tief im Beton liegt und daher keiner mechanischen Belastung ausgesetzt ist. Die mechanischen Kräfte werden über das Korngerüst abgetragen. Dabei leisten die gängigen Systeme ebenso chemische Widerstandsfähigkeit, UV- Beständigkeit, Druckwasserdichtheit und elektrische Ableitfähigkeit. In der DIN werden trotz aller konstruktiven Maßnahmen und der Aussage, dass Oberflächenschutzsystem die geforderte Nutzungsdauer von 50Jahre nicht erreichen können, im Rahmen der Sicherung der Dauerhaftigkeit Wartungsarbeiten, egal ob starres oder rissüberbrückendes System, durchzuführen sein. Stellt sich die Frage, warum dann nicht ein sich selbst schützendes, nichtfilmbildendes System im Parkhausbau eingesetzt wird?! 6 Literatur [1] DIN : Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton (2001) [2] Berichtigungen zur DIN : Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton ( ) [3] Heft 525 des Deutschen Ausschuss für Stahlbeton: Erläuterungen zu DIN : Berlin, Beuth Verlag (2003) [4] Richtlinie zum Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen des DAfStb: Teil 2, Bauplanung und Bauausführung, Beuth Verlag ( ) [5] Heft 526 des DAfStb: Erläuterungen zu den Normen DIN-EN 206-1, DIN bis 4 und DIN 4226, Beitrag 1-1, Berlin, Beuth Verlag (2003), S [6] DIN pren : Definitionen, Anforderungen, Güteüberwachung und Beurteilung der Konformität, Teil 2 Oberflächenschutz, (2000) [7] Richtlinie zum Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen des DAfStb: Teil 2, Bauplanung und Bauausführung,( ) [8] DIN ENV : Definitionen, Anforderungen, Güteüberwachung und Beurteilung der Konformität, Teil 9 - Allgemeine Prinzipien für die Anwendung von Produkten, ( ) [9] Schneider, Th.: Über den Einfluss von Imprägnierungen und Versiegelungen auf das Verformungsverhalten schwimmender Zementestriche, Aachen (2000) [10] ZTV-BEL-B Teil 1: Zusätzliche technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für das Herstellen von Brückenbelägen auf Beton, (1990) [11] Stenner, R; Machill, N.: Forschungsbericht P 2033 Haftfestigkeit und Blasenbildung von Reaktionshatzbeschichtungen bei rückseitiger Feuchteeinwirkung, (2001) weitere Informationen unter

11 Prinzip Nr. Prinzip und seine Definition Auf diesem Prinzip basierende Verfahren Prinzip 1 [IP] (englisch: Protection Ingress) Prinzip 2 [MC] (englisch: Moisture Control) Prinzip 5 [PR] (englisch: Physical Resistance) Prinzip 6 [RC] (englisch: Resistance to Chemicals) Schutz gegen das Eindringen von Stoffen Verhinderung des Eindringens von korrosionsfördernden Stoffen (z. B. Wasser, sonstige Flüssigkeiten, Dampf, Gas, Chemikalien) und biologischen Lebensformen Regulierung des Wasserhaushaltes des Betons Einstellen und Aufrechterhalten der Betonfeuchte innerhalb eines festgelegten Wertebereiches Physikalische Widerstandsfähigkeit Erhöhen des Widerstandes gegen physikalischen oder mechanischen Angriff Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien Erhöhung der Beständigkeit der Betonoberfläche gegen Zerstörungen durch chemische Substanzen 1.1 Versiegelnde Imprägnierung Auftragen flüssiger Produkte, die oberflächennah in den Beton eindringen und das Porensystem verschließen. 1.2 Oberflächenbeschichtung mit und ohne rissüberbrückende Eigenschaften. 1.3 örtlich abgedeckte Risse a 1.4 Rissversiegelung 1.5 Umwandlung von Rissen in Dehnungsfugen a 1.6 Montage von Vorsatzplatten ab 1.7 Aufbringen von Membranen a 2.1 Hydrophobierende Imprägnierung 2.2 Oberflächenbeschichtung 2.3 Schutzdächer oder Verkleidung a b 2.4 Elektrochemische Behandlung a b 5.1 Überzüge oder Beschichtungen 5.2 Imprägnierung (versiegelnd oder hydrophobierend) 6.1 Überzüge oder Beschichtungen 6.2 Imprägnierung (versiegelnd oder hydrophobierend) a Bei diesen Verfahren dürfen Produkte und Systeme verwendet werden, die in der Normenreihe EN 1504 nicht erfasst sind. b Die Einbeziehung von Verfahren in diese Vornorm bedeutet nicht deren bauaufsichtliche Zulassung. Tabelle 1: Prinzipien und Verfahren bei Schäden im Beton[8] Prinzip Nr. Prinzip und seine Definition Auf diesem Prinzip basierende Verfahren Prinzip 8 [IR] (englisch: Increasing Resistivity) Erhöhung des elektrischen Widerstands Erhöhung der elektrischen 8.1 Begrenzung des Feuchtegehaltes durch Imprägnierungen, Beschichtungen oder durch Schutzdächer a Prinzip 9 [CC] (englisch: Cathodic Control) Widerstandsfähigkeit des Betons Kontrolle kathodischer Bereiche Schaffung von Bedingungen, unter denen potentiell kathodische Bereiche der Bewehrung keine anodische Reaktion herbeiführen können. 9.1 Begrenzung des Sauerstoffgehaltes (an der Kathode) durch versiegelnde Imprägnierung oder Oberflächenbeschichtung b Prinzip 11 [CA] (englisch: Control of Anodic Areas) Kontrolle anodischer Bereiche Schaffung von Bedingungen, unter denen potentiell anodische Bereiche der Bewehrung daran gehindert werden, an der Korrosionsreaktion teilzunehmen Anstrich der Bewehrung durch aktiv pigmentierte Beschichtungen 11.2 Anstrich der Bewehrung mit Beschichtungen nach dem Barriere-Prinzip 11.3 Aufbringen von Inhibitoren auf den Beton und Transport auf die Stahloberfläche durch Imprägnierung oder Diffusion ab a Bei diesen Verfahren dürfen Produkte und Systeme verwendet werden, die in der Normenreihe EN 1504 nicht erfasst sind. b Die Einbeziehung von Verfahren in diese Vornorm bedeutet nicht deren bauaufsichtliche Zulassung. Tabelle 2: Prinzipien und Verfahren bei Korrosion der Bewehrung [8]