Innovation in der Instandhaltung Aachener Baustofftag November 2015 RWTH Aachen

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Innovation in der Instandhaltung Aachener Baustofftag November 2015 RWTH Aachen"

Julia Brahms
vor 6 Jahren
Abrufe

Innovation in der Instandhaltung + 50. Aachener Baustofftag 19. - 20.

1 Innovation in der Instandhaltung Aachener Baustofftag November 2015 RWTH Aachen 1 Thema: KKS-Textilbeton der direkt befahrbare KKS-Parkhausbelag allgemein anerkannte Regeln der Technik, Forschung und Ausblick (D. Koch, M. Mahjoori) Dipl.- Chem. Detlef Koch, MSc. Bauchemie Majid Mahjoori Koch GmbH Hagener Str. 87 D Kreuztal koch@betonbeschichtung.net mahjoori@betonbeschichtung.net In Kooperation mit:

Historischer Hintergrund der Anoden 2 Jahr Anodentyp Beschreibung 1824 Eisen Opferanode HMS Samarang Royal Navy 1840 Zink Opferanode Edmund Davy 1902 KKS mit Fremdstrom Edison und k.

Guldager 1926 Künstliche Graphitanoden Nippon Carbon Co 1956 platinierte Titananoden Fremdstrom England und Holland Mitte 1970 KKS für Beton/ MMO-Ti Fremdstrom 1990 Aluminium Opferanode 1998

2 Historischer Hintergrund der Anoden 2 Jahr Anodentyp Beschreibung 1824 Eisen Opferanode HMS Samarang Royal Navy 1840 Zink Opferanode Edmund Davy 1902 KKS mit Fremdstrom Edison und k. Cohen 1924 Aluminium Fremdstrom H. Guldager 1926 Künstliche Graphitanoden Nippon Carbon Co 1956 platinierte Titananoden Fremdstrom England und Holland Mitte 1970 KKS für Beton/ MMO-Ti Fremdstrom 1990 Aluminium Opferanode 1998 Leitfähige Beschichtung Fremdstrom Protector 2001 Cassette Fremdstrom Protector 2003 Carbon-Netz Fremdstrom Maxit-Carbocath 2014 Klebbare Anodensysteme Koch GmbH 2015 Textilbeton - Anoden Koch GmbH 2015 Multifilament - Anoden Koch GmbH Einsturz der Silver-Brücke Ohio (1967) durch Korrosion und Materialermüdung Korrodierte Stahlbewehrung in einem Parkhaus in Siegen

3 Rolle und Eigenschaften des Anodensystems beim kathodischen Korrosionsschutz von Stahl in Beton (KKSB) 3 Ø Ø Ø Ø Ø Das Anodensystem im KKSB muss: die benötigte Schutzstromdichte dauerhaft liefern können, den kathodischen Schutzstrom zu den zu schützenden Bauteilen transportieren, die Umwandlung von elektronischem Strom zu ionischem Strom an der Betonkontaktfläche ermöglichen die Stromverteilung zur Oberfläche des eingebetteten Stahls gewährleisten zusammengefasst: Strom verlustarm transportieren und in Leiter anderer Ordnung einleiten

Textilbeton als Anodensystem für KKSB - Zielsetzung 4 dauerhaft monolithisch schnell verarbeitbar / Fließbeschichtung rissüberbrückend/ vielfache Rissverteilung Schutz vor Korrosion statische

4 Textilbeton als Anodensystem für KKSB - Zielsetzung 4 dauerhaft monolithisch schnell verarbeitbar / Fließbeschichtung rissüberbrückend/ vielfache Rissverteilung Schutz vor Korrosion statische Verstärkung direktbefahrbar / hohe Abrasionsfestigkeit rutschhemmend möglichst dünnschichtig Anwendbarkeit bei Neubauten und geschädigten Bauwerken ökologischer als herkömmliche Systeme KKS-Textilbeton - die eierlegende Wollmilchsau?

Verwirklichung des Vorhabens - Mörtelentwicklung 5 Entwicklung eines neuartigen Mörtels für den Einsatz im KKSB- Textilbeton: Nach Auswahl einer geeigneten Standartmörtelmischung wurde diese zur

5 Verwirklichung des Vorhabens - Mörtelentwicklung 5 Entwicklung eines neuartigen Mörtels für den Einsatz im KKSB- Textilbeton: Nach Auswahl einer geeigneten Standartmörtelmischung wurde diese zur Verbesserung der elektrischen und mechanischen Kenngrößen sowie der Frischmörteleigenschaften durch Variation folgender Komponenten und Methoden modifiziert und weiterentwickelt: w/z Wert Gesteinskörnungen unterschiedliche Zusatzmittel wie Fließmittel, Erstarrungsbeschleuniger, Schwindreduzierer, Verzögerer, Quellmittel klimatische Bedingungen und Nachbehandlungsarten Mischenergie

6 Labortests - KKS-Textilbeton 6 Untersuchung der möglichen Systeme für den Einsatz als Einspeisepunkt Schwindverhalten Biegezugtest Polarisationsverhalten

cm) 1000 900 800 700 600 500 400 300 904,10 516,37 276,37 757,77 Vergussmörtel 1-0,13 Vergussmörtel 2-0,16 PCC Mörtel 1-0,14 PCC Mörtel

7 Labortests - KKS-Textilbeton 7 Untersuchung der möglichen Systeme für die mechanische Fixierung von zwei Gewebelagen miteinander und auf dem Untergrund Messung des Gewichts und des spezifischen Widerstands der verschiedenen Mörtelmischungen spezifische Widerstand (kω.cm) ,10 516,37 276,37 757,77 Vergussmörtel 1-0,13 Vergussmörtel 2-0,16 PCC Mörtel 1-0,14 PCC Mörtel 2-0,08 PCC Mörtel 3-0,12 PCC Mörtel 4-0,15 PCC Mörtel 5-0,17 PCC I- 0, ,00% -10,00% -20,00% -30,00% Wasserverlust -40,00% -50,00% -60,00%

cm) 300 250 200 150 100 143,67 150,60 155,80 V2: Vergussmörtel 2 V2HS1:

8 Untersuchung der verschiedenen Parameter auf die elektrischen Eigenschaften ,80 spezifische Widerstand (kω.cm) ,67 150,60 155,80 V2: Vergussmörtel 2 V2HS1: Vergussmörtel 2+ Hartstoff1 ZM5: nitrathaltige Erstarrungsbeschleuniger ZM6: Quellmittel ZM7: Verzögerer ZM8: Fließmittel 50 0

9 Untersuchung der mechanischen Eigenschaften ,4 Biegezugfestigkeit- 28 Tage [N/mm²] ,9 9,3 10,3 8,22 Druckfestigkeit- 28 Tage[N/mm²] Druck- und Biegezugfestigkeit V2: Vergussmörtel 2 V2HS1: Vergussmörtel 2+ Hartstoff1 ZM5: nitrathaltige Erstarrungsbeschleuniger ZM6: Quellmittel ZM7: Verzögerer ZM8: Fließmittel Verschleiß-widerstand in [g/cm²] 0,900 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000 Schwindverhalten bei verschiedenen Quellmittelmengen Verschleißwiderstand

10 Rissmessung- Rissverteilung Rissnummer Breite (µm) Länge (cm) 1 37,82 1, ,85 3, ,51 4,7 4 44,28 4,2 5 54,42 1, ,97 1, ,39 2, ,41 2,2 9 30,34 3, ,2 3, ,62 3, ,8 3, ,5 3, ,68 3, ,51 3, ,18 6, ,87 4, ,14 3, ,42 2,98 *es wurde mittels ImageJ und Axiovision ausgewertet.

11 Ausschaltpotential; Verhalten der Probekörper 11

mechanische und elektrische Kontaktierung mehrerer Gewebelagen

12 Verwirklichung des Vorhabens elektrische und mechanische Fixierung 12 Die vollständige Benetzung der Gewebelagen sowie die mechanische und elektrische Kontaktierung mehrerer Gewebelagen miteinander und auf dem Untergrund sind essentiell für den KKS-Textilbeton.

der Gewebefläche hinsichtlich der Einspeiseart und - richtung für

13 Verwirklichung des Vorhabens - Gewebeauswahl 13 Untersuchung der Stromverteilung innerhalb des Gewebes Abhängigkeit der Stromverteilung auf der Gewebefläche hinsichtlich der Einspeiseart und - richtung für unterschiedliche Gewebestrukturen Simulation der Stromverteilung Messung der Stromverteilung

Kontaktwiderstand Beton/Mörtel Kontaktwiderstand Beton/Mörtel Spezifischer

14 Simulation der Stromverteilung für den KKS-Textilbeton auf Beton 14 Spezifischer Widerstand des Betons Kontaktwiderstand Gewebe/Mörtel Kontaktwiderstand Beton/Mörtel Kontaktwiderstand Beton/Mörtel Spezifischer Widerstand der Mörtel Spannung 1000 kohm.cm 100 ohm.m² 100 ohm.m² 100 ohm.m² 600 kohm.cm 2 V

Ist der entwickelte Textilbeton geeignet für den Einsatz im KKSB?

! Die Kombination aus entwickeltem Mörtel und Gewebe kann als Anodensystem für den KKSB eingesetzt werden,

Eigenschaften des Mörtels, Schwindverhalten und Verarbeitbarkeit in ausreichenden bis guten Bereichen

15 Ist der entwickelte Textilbeton geeignet für den Einsatz im KKSB? Ist der direkt befahrbare KKS- Parkhausbelag machbar? 15 JA!! Die Kombination aus entwickeltem Mörtel und Gewebe kann als Anodensystem für den KKSB eingesetzt werden, weil Mörtel, Gewebe und Kontaktierungen ausreichend Strom liefern können die Summe der mechanischen Eigenschaften des Mörtels, Schwindverhalten und Verarbeitbarkeit in ausreichenden bis guten Bereichen liegen das Rissverhalten des Textilbetons bei sorgfältiger Nachbehandlung akzeptabel ist die Langzeitmessergebnisse (Labor und Baustelle) für den KKS-Textilbetons als Anodensystem bis jetzt sehr gute Werte liefern

16 KKS-Textilbeton als Anodensystem- zweilagiger Gewebeaufbau 16

17 17

18 18

Ähnliche Dokumente

Thema: Kathodischer Korrosionsschutz mit Textilbeton: Anspruch, Entwicklung, Performance und Langzeiterfahrung

1 Parkbauten Kolloquium TAE 26. - 27. Januar 2016- Ostfildern Thema: Kathodischer Korrosionsschutz mit Textilbeton: Anspruch, Entwicklung, Performance und Langzeiterfahrung (D. Koch, M. Mahjoori) Dipl.-