Erhaltung von Betonbauwerken

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1 Michael Raupach I Jeanette Orlowsky Erhaltung von Betonbauwerken Baustoffe und ihre Eigenschaften PRAXIS 11 VIEWEG+ TEUBNER

2 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung I 1.1 Schutz und Instandsetzung von Betonbauteiien - Entwicklung und Bedeutung Die europäische Normenreihe EN Übersicht über Schutz- und Instandsetzungsprinzipien Auswahl geeigneter Baustoffe für den Schutz und die Instandsetzung von Betonbauteilen Allgemeines Auswahl nach RL-SIB Auswahl nach der Normenreihe EN Vergleich der Planungskonzepte von EN 1504 und RL-SIB Restnormen und Zulassungen für die Verwendung der europäischen Produkte in Deutschland Quaiitätssicherung der Ausführung Rolle der Baustoffe für den Schutz und die Instandsetzung von Betonbauteilen Übersicht über verwendete Baustoffe sowie der Gliederung des Buches 18 2 Oberflächennaher Beton - Beurteilung der Eigenschaften Allgemeines Zusammensetzung des oberflächennahen Betons Oberflächenzugfestigkeit Bestimmung des Feuchtegehaltes in der Betonrandzone Allgemeines Klassifizierung der Betonfeuchte und Folientest nach RL-SIB Feuchtezustand von Rissen und Hohlräumen nach RL-SIB Der Darr-Versuch als direkte Methode zur Ermittlung des Wassergehaltes Der CM-Test Feuchtemessgeräte Wasseraufnahme Bestimmung der kapillaren Wasseraufnahme nach Karsten Bestimmung der Wasseraufnahme an am Bauwerk entnommenen Proben Benetzbarkeit der Oberfläche 35

3 VIII Inhaltsverzeichnis 2.7 Rissbildungen Allgemeines Bestimmung von Rissmerkmalen Oberflächenrauheit Karbonatisierungstiefe der Betonrandzone Chloridverteilung in der Betonrandzone Kiesnester, Hohlstellen und Abplatzungen 44 3 Adhäsion von Schutz- und Instandsetzungsmaterialien auf Beton Allgemeines Grundlagen der Adhäsionskunde Einführung Mechanische Adhäsion Spezifische Adhäsion Interaktion der Adhäsionsmechanismen Problematik der "osmotischen" Blasenbildung bei Beschichtungen auf Beton Einführung Ursachen für die zeitverzägerte Entstehung von Blasen Vermeidung der Blasenbildung von Beschichtungen auf Beton Konsequenzen für die Applikation der Materialien für Schutz- und Instandsetzung Allgemeines Anforderung an den Untergrund Untergrundvorbereitung Witterungsbedingungen bei der Ausführung der Materialapplikation 67 4 Werkstoffwissenschaftliche Grundlagen für Schutz- und Instandsetzungsstoffe Allgemeines Grundlagen der Polymerchemie Begriffsdefinition Bildungsreaktionen Strukturen Zusatzstoffe Harze aufkohlenstoffbasis Allgemeines Epoxidharze (EP) Polyurethane (PUR) Acrylharze (AY, MMA) Siliciumorganische Verbindungen - Silikone (SI) Grundlagen Hydrophobierungsmittel. 95

4 Inhaltsverzeichnis IX 4.5 Dispersionen Allgemeines - Begriffe Herstellung und Rohstoffe Charakterisierung von Dispersionen Filmbildung und Filmeigenschaften von Dispersionen Dispersionen im Bauwesen Verarbeitung Acrylatgele Allgemeines Eigenschaften und Einsatzbereiche Problematik der fehlenden Korrosionsschutzwirkung für Stahl Zementgebundene Schutz- und Instandsetzungsstoffe Grundlagen Spritzmörtel und -beton Kunststoffmodifizierte Mörtel (PCC) Ersatz geschädigten Betons Allgemeines Überblick Materialien eines Betonersatzsystems Generelle Anwendungsbereiche nach EN und RL-SlB Anforderungen nach EN und RL-SlB Beton und Spritzbeton Zusammensetzung Eigenschaften Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil Zementmörtel Kunststoffmodifizierte Mörtel PCC, SPCC Zusammensetzung Eigenschaften Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil Kunststoffmörtel PC Zusammensetzung Eigenschaften Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil Haftbrücke und Feinspachtel Korrosionsschutz der Bewehrung Allgemeines Anwendungsbereiche nach EN und RL-SlB 149

5 x Inhaltsverzeichnis Anforderungen nach EN und RL-SIB Epoxidharzsysteme Mineralische Korrosionsschutzsysteme Hinweise zur Schadensvermeidung Rissfüllstoffe Allgemeines Überblick Stoffe und Verfahren zum Füllen von Rissen, Hohlräumen und Fehlstellen Anwendungsbereiche nach EN und RL-SIB Anforderungen nach EN : Epoxidharze Allgemeines Zusammensetzung Eigenschaften Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil.. I Polyurethane Allgemeines Zusammensetzung Eigenschaften Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil Acrylatgele Allgemeines Zusammensetzung Eigenschaften Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil Zementleime und Zementsuspensionen Allgemeines Zusammensetzung Eigenschaften Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil Hinweise zur Schadensvermeidung Oberflächenschutzsysteme Allgemeines Überblick Typen und Aufbauten von Obert1ächenschutzsystemen 195

6 Inhaltsverzeichnis XI Anwendungsbereiche nach EN und RL-SIB Anforderungen nach EN :2004 in Kombination mit DIN V Hydrophobierungen (OS I) AutbaudesOS I/OSA Eigenschaften Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil Beschichtungen fur nicht begeh- und befahrbare Flächen ohne Rissüberbrückung (OS 2 und OS 4) Autbau Eigenschaften Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil Beschichtungen für nicht begeh- und befahrbare Flächen mit geringer Rissüberbrückungsfähigkeit (OS 5) Aufbau des OS 5a und OS 5b / OS DII und OS DI Eigenschaften Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil Beschichtungen unter Dichtungsschichten (OS 7) OS 8-Beschichtungen als starre Bodenbeschichtungen Aufbau des OS Eigenschaften Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil Beschichtungen für nicht begeh- und befahrbare Flächen mit erhöhter Rissüberbrückungsfahigkeit (OS 9) Aufbau des OS 9/ OS E Eigenschaften Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil Beschichtungen als Dichtungsschicht mit hoher Rissüberbrückung (OS 10) Beschichtungen für begeh- und befahrbare Flächen mit erhöhter Rissüberbrückungsfahigkeit (OS 11) Aufbau des OS Eigenschaften Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil Beschichtungen für begeh- und befahrbare Flächen mit geringer Rissüberbrückungsfahigkeit (OS 13) Aufbau des OS Eigenschaften 233

7 XII Inhal tsverzeichnis Anwendungsbereiche Verarbeitung und Einsatz am Bauteil Beschichtungen für Sonderanwendungen Allgemeines Trinkwasserbehälter Abwasseranlagen Beschichtungen mit Faserverstärkung für den Gewässerschutz LeiWihige Beschichtungen Anti-Graffiti Selbstreinigende Fassadenbeschichtungen Brückenabdichtungen Oberflächenschutzsysteme in Parkbauten Allgemeines Expositionsklassen Geeignete Oberflächenschutzsysteme Hinweise zur Schadensvermeidung Fugenabdichtungen, Kleber und Verankerungsmörtel Allgemeines - Baustoffe für Spezialanwendungen Materialien zur Abdichtung von Fugen Allgemeines Fugenbleche Fugenbänder Fugendichtstoffe und Fugenvergussmassen Fugenabdeckbänder - geklebt und geklemmt Fugenprofile QuelWihige Fugeneinlagen Fugen in besonderen Bauwerken Kleber für Verstärkung Verankerungsmörtel für Bewehrungsstäbe Allgemeines Anforderungen nach DIN EN Verbundmörtelsysteme und Installation Europäisch genormte Prüfverfahren für Schutz- und Instandsetzungsstoffe Allgemeines - Regelwerke Prüfverfahren für die Ausgangsstoffe Allgemeines Infrarotanalyse nach DIN EN 1767: Komgrößenverteilung der Trockenkomponente von Fertigmörtel DINEN : Thermogravimetrie (TG) von Polymeren DIN EN ISO :

8 Tnhaltsverzeichnis XIII Bestimmung des Epoxid-Äquivalents DIN EN : Bestimmung der Aminzahl anhand des Totalbasizitätsgrades DIN EN ]877-2: Bestimmung des Gehaltes an nichtflüchtigen Anteilen DIN EN ISO 3251: Bestimmung der Hydroxylzahl und/oder des Hydroxylgehaltes DIN EN 1240: Bestimmung des Isocyanatgehaltes DIN EN 1242: Bestimmung der Dichte DIN EN ISO : , 276 DIN EN ISO : Bestimmung der Asche DlN EN ISO Entwurf: Bestimmung der Auslaufzeit mit Auslaufbechem DIN EN ISO 2431: Prüfverfahren fiir angemischte Stoffe Allgemeines Bestimmung der Verarbeitbarkeitszeit DIN EN 13294: Bestimmung der Verarbeitbarkeit, Teil 1: Prüfung des Fließverhaltens von thixotropem Mörtel DIN EN : Bestimmung der Verarbeitbarkeit, Teil 2: Prüfung des Fließverhaltens von Vergussmörtel, Feinmörtel oder Mörtel DIN EN : Bestimmung der Verarbeitbarkeit, Teil 3: Prüfung des F]ießverhaltens von Instandsetzungsbeton DIN EN : Bestimmung der Verarbeitbarkeit, Teil 4: Überkopfanwendung von Instandsetzungsmörtel DIN EN : Bestimmung der Verarbeitungszeit von Mehrkomponenten- Beschichtungssystemen DIN EN ISO 95 ]4: PrüfVerfahren für Mörtel für Mauerwerk - Teil 17: Bestimmung des Gehalts an wasserlöslichem Chlorid von Frischmörtel DIN EN : Einpressmörtel für Spannglieder DlN EN 445: Chloridgehalt nach DIN EN 196-2: (Prüfverfahren für Zement) Bestimmung der Viskosität DIN EN ISO 3219: Bestimmung der Ausflusszeit von zementartigen Rissrullstoffen DINEN 141]7: Prüfverfahren rur Zement, Bestimmung der Erstarrungszeiten und der Raumbeständigkeit DIN EN 196-3: Bestimmung der Eindringstabilität DlN EN : Bestimmung der Injektionsfahigkeit durch Injektion in eine Sandsäule und Prüfung der Spaltzufestigkeit DIN EN 177] : Bestimmung des Ausdehnungsverhältnisses und der Ausdehnungsentwicklung DIN EN : Prüfverfahren ftir Mörtel rur Mauerwerk. Teil 4: Bestimmung der Konsistenz von Frischmörtel DIN EN : Bestimmung der Ablaufneigung von Produkten für den Schutz der Bewehrung DIN EN :

9 XIV Inhaltsverzeichnis Prüfung auf 0 berf1ächentrocknung - Glasperlen-Verfahren DINENISO 1517: Bestimmung der Konsistenz von Frischmörtel (mit Ausbreittisch) DIN EN : Bestimmung des Luftgehaltes von Frischmörtel DIN EN : Bestimmung der Rohdichte von Frischmörtel DIN EN : Prüfverfahren für ausgehärtete Stoffe Allgemeines Referenzbetone für Prüfungen nach DIN EN 1766: Bestimmung der Druckfestigkeit von Reparaturmörteln DIN EN : Messung der Haftzugfestigkeit im Abreißversuch DIN EN 1542: Bestimmung des Schwindens und Quellens DIN EN : Bestimmung des Karbonatisierungswiderstandes DIN EN : Bestimmung des Elastizitätsmoduls im Druckversuch DIN EN : Bestimmung der Temperaturwechselverträglichkeit. Teil 1: Frost-Tau Wechse1beanspruchung mit Tausalzangriff DIN EN : Bestimmung der Temperaturwechselverträglichkeit. Teil 2: Gewitterregenbeanspruchung (Temperaturschock) DIN EN : Bestimmung der Temperaturwechselverträglichkeit. Teil 4: Trockene Temperaturwechselbeanspruchung DIN EN : Oberflächeneigenschaften von Straßen und Flugplätzen. Teil 4: Messung der Griffigkeit von Oberflächen: Der Pendeltest DIN EN : Bestimmung des Wärmeausdehnungskoeffizienten DIN EN 1770: Bestimmung der kapillaren Wasseraufnahme DIN EN 13057: Messung des Eindringens von Ch1oridionen DIN EN : Bestimmung des Kriechens von Betonersatzsystemen im Druckversuch DIN EN : Widerstand gegen starken chemischen Angriff DIN EN : Bestimmung der Zugeigenschaften DIN EN ISO und 2: Bestimmung der Haftzugfestigkeit von Rissfüllstoffen mit oder ohne thermische Behandlung DIN EN : Bestimmung der Schrägscherfestigkeit von Rissfüllstoffen mit oder ohne thermische Behandlung DIN EN : Haftung und Dehnung flexibler Füllgüter für Risse DIN EN : Volumetrische Schrumpfung von polymeren Rissfüllstoffen DINEN :

10 Inhaltsverzeichnis XV Bestimmung der Glasübergangstemperatur von Polymeren DIN EN : Bestimmung der Zugfestigkeitsentwicklung von Polymeren DIN EN 1543: Bestimmung der Wasserdichtheit von injizierten Rissen ohne Bewegung in Beton DIN EN 14068: Verträglichkeit von Rissrullstoffen mit Beton DIN EN : Verträglichkeit von Rissrullstoffen. Einwirkung von Rissrullstoffen auf Kunststoff im Beton DIN EN : Änderungen von Volumen und Gewicht nach Wechsel-Beanspruchung durch Trocknung an der Luft und Lagerung in Wasser DIN EN : Bestimmung der Temperaturwechselverträglichkeit. Teil 3: Temperaturwechselbeanspruchung ohne TausalzangriffDIN EN : Bestimmung der Temperaturwechselverträglichkeit. Teil 5: Widerstand gegen Temperaturschock DIN EN : Bestimmung der Eindruckhärte mit einem Durometer (Shore-Härte) DIN EN ISO 868: Prüfung des Korrosionsschutzes DIN EN : Haftzugfestigkeit zwischen beschichtetem Stahl und Beton (Ausziehversuch) DIN EN : Bestimmung des linearen Schrumpfens von Polymeren und Oberflächenschutzsystemen DIN EN : Bestimmung des Abriebwiderstandes. Teil 1: Taber-Abriebprüfgerät DIN EN ISO : Beschichtungsstoffe - Gitterschnittprüfung DIN EN ISO 2409: Beschichtungsstoffe und Beschichtungssysteme rur mineralische Untergründe und Beton im Außenbereich. Teil 6: Bestimmung der Kohlenstoffdioxid-Diffusionsstromdichte DIN EN : Bestimmung der Wasserdampf-Diffusionsstromdichte DIN EN ISO : , DIN EN ISO : Beschichtungsstoffe und Beschichtungssysteme rur mineralische Substrate und Beton im Außenbereich. Teil 3: Bestimmung der Wasserdurchlässigkeit DIN EN ]062-3: (Entwurf) Beschichtungsstoffe und Beschichtungssysteme rur mineralische Untergründe und Beton im Außenbereich. Teil 11: Verfahren zur Konditionierung vor der Prüfung DIN EN : Beschichtungsstoffe - Bestimmung der Beständigkeit gegen Flüssigkeiten. Teil 1: Eintauchen in Flüssigkeiten außer Wasser, Teil 3: Verfahren mit saugfahigem Material DIN EN ISO : und DIN EN ISO : Beschichtungsstoffe und Beschichtungssysteme rur mineralische Substrate und Beton im Außenbereich. Teil 7: Bestimmung der rissüberbrückenden Eigenschaften DIN EN :

11 XVI Inhaltsverzei~hnis Beschichtungsstoffe - Prüfung der Widerstandsfähigkeit bei schlagartiger Verformung DIN EN ISO : Klassifizierung von Bauprodukten und Bauarten zu ihrem Brandverhalten. Teil 1: Klassifizierung mit den Ergebnissen aus den Prüfungen zum Brandverhalten von Bauprodukten DlN EN : Bestimmung des Masseverlustes von hydrophobiertem Beton nach der Beanspruchung durch Frost-Tausalz-Wechsel DlN EN : Trocknungsprüfung flir hydrophobierende Imprägnierungen DINEN : Eindringtiefe von Hydrophobierungen und Versiegelungen Bestimmung des elektrischen Widerstandes DIN EN 1081 : Verträglichkeit zwischen Beschichtung und wassergesättigtem, oberflächentrockenem Beton DlN EN : Wasseraufnahme und Alkalibeständigkeit für Hydrophobierungen DIN EN : Beurteilung von Beschichtungsschäden - Bewertung der Menge und der Größe von Schäden und der Intensität von gleichmäßigen Veränderungen im Aussehen Normcmeihe DIN EN ISO Beschichtungsstoffe - Bestimmung der Schichtdicke DIN EN ISO 2808: Ausblick Anhang Tabellen Ersatz geschädigten Betons Rissfüllstotle Oberflächenschutzsysteme : Begriffe und Abkürzungen, Normen Literatur 418 Sachwortverzeichnis 432