Feuerverzinken im Stahl- und Verbundbrückenbau

Transkript

1 Feuerverzinken im Stahl- und Verbundbrückenbau Institut Feuerverzinken GmbH Regionalbüro Nordost Graf-Recke-Straße Düsseldorf Tel.: Mobil: Dipl.-Ing. (FH), SFM Gunnar Pöppe

2 Feuerverzinken: Bewährt in der Verkehrs- Infrastruktur

3 Feuerverzinkte Schutzplanken

4 Feuerverzinkte Lärmschutzkonstruktionen

5 Feuerverzinkte Lärmschutzwände

6 Feuerverzinkte Schilderbrücken und Maste

7 Feuerverzinkte Geländerkonstruktionen an Brücken

8 Feuerverzinkte Fußgängerbrücken

9 Feuerverzinkte Reparaturschiene für Betonschutzwände Foto: Straßen

10 Was ist mit dynamisch belasteten Stahlkonstruktionen?

11 Dynamisch belastete Konstruktionen wurden bisher zumeist beschichtet

12 Gute Praxiserfahrungen mit feuerverzinktem Stahl, aber bislang unbeantwortete technische Fragen..

13 Praxisbeispiel: Leaside-Brücke in Toronto

14 Korrosionsschutz durch Feuerverzinken

15 Feuerverzinken Stückverzinken Diskontinuierliches Feuerverzinkungsverfahren Diskontinuierliches Schutzverfahren, bei dem die zu verzinkenden Teile einzeln in schmelzflüssiges Zink getaucht werden (Stückverzinken nach DIN EN ISO 1461).

16 Typischer Schichtaufbau beim Stückverzinken Zinkschichtdicken liegen bauteilbedingt zwischen 60 und > 300 µm (Praxiswerte)

17 Eigenschaften einer Stückverzinkung Dauerhafter, extrem langlebiger Korrosionsschutz Mechanisch belastbar Optimaler Schutz an Kanten Rundumschutz - Innen und Außen Kathodische Schutzwirkung Chemische und thermische Beständigkeit Wirtschaftlich bereits bei den Erstkosten Feuerverzinken ist nachhaltig

18 Normen und Regelwerke Stückverzinken DIN EN ISO 1461: Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken) - Anforderungen und Prüfungen DIN EN ISO (Teil 1 und 2): Zinküberzüge Leitfäden und Empfehlungen zum Schutz von Eisen- und Stahlkonstruktionen vor Korrosion DIN EN ISO 10684: Verbindungselemente Feuerverzinkung DASt-Richtlinie 022: Feuerverzinken von tragenden Stahlbauteilen

19 Korrosionsschutz durch Duplex-Systeme

20 Korrosionsschutz durch Duplex-Systeme Duplex-System = Feuerverzinken + Nass- oder Pulverbeschichtung Synergie-Effekt: Schutzdauer ist länger ist als die Summe der Einzelschutz-dauer der Verzinkung und Beschichtung Duplex-System mit Nassbeschichtung: DIN EN ISO 12944, Teil 5 Duplex-System mit Pulverbeschichtung: DIN 55633

21 Feuerverzinkte Stahlkonstruktionen im Brückenbau

22 Abgeschlossenes FOSTA Forschungsprojekt P835 Feuerverzinkte Stahl- und Verbundbrücken

23 Ermüdungsversuche an feuerverzinkten Proben und Bauteilen

24 Korrosions-Schutzdauer der Feuerverzinkung Messungen aktueller Zinkabtragsraten und Korrosivitäten an 6 Brückenstandorten in Deutschland Davon 4 Standorte mit Vergleichsdaten aus dem Jahr 1983 Zur Untersuchung der aktuellen Korrosivität und zur Abschätzung der aktuellen Abtragsraten wurden Standard-Proben (=Wendeln) an repräsentativen Brückenbauwerken in Deutschland ausgelagert Ergebnis: Durch Feuerverzinken wird eine Korrosionsschutzdauer von 100 Jahre erreicht.

25 Wirtschaftlichkeit von feuerverzinkten Stahl- und Verbundbrücken Kosten für den Korrosionsschutz: Neubau Herstellung Errichtung Erhalt/Instandsetzung Wartung/Inspektion Entsorgung der Beschichtung Aufbringung neuer Korrosionsschutz Kosten für Verkehrsführung und Staus Rückbau/Entsorgung Entsorgung Altmaterial Trennen der Rohstoffe Recycling Foto: Deges Foto: Alexander Blum (

26 Studie der BASt (Bundesanstalt für Straßenwesen) Kostenersparnis einer feuerverzinkten Verbundbrücke im Vergleich zu einer beschichteten Brücke bei einer Nutzungsdauer von 100 Jahren. Ergebnisse der Studie Erstkosten: 0,5% Kostenersparnis Lebenzykluskosten: 10% Kostenersparnis Externe Kosten: 20% Kostenersparnis

27 Praxisbeispiele - Feuerverzinkte Stahlkonstruktionen im Brückenbau

28 Feuerverzinkt: Lydlinch-Brücke, England, Erbaut 1942 Überprüfung 2014 Alter: 72 Jahre Zinküberzug: µm

29 Feuerverzinkt: Ehzer-Brücke, NL, Erbaut 1945 Überprüfung 2014 Alter: 69 Jahre Zinküberzug: µm

30 Feuerverzinkt: Höllmecke-Brücke, Werdohl, Erbaut 1987 Überprüfung 2014 Alter: 27 Jahre Zinküberzug: 150 bis >500 µm

31 Feuerverzinkt: Lierbrücke, Belgien, Erbaut 1993 Überprüfung 2014 Alter: 21 Jahre Zinküberzug: > 300 µm

32 Feuerverzinkt: Jembatan Rumpiang Brücke, Borneo, BJ 2008 Spannweite 200 Meter

33 Feuerverzinkt: Stoneham-Brücke, Kanada, Erbaut 2011 Feuerverzinktes Stahltragwerk Brückenbogen aus Beton mit feuerverzinkter Bewehrung Fahrbahn mit feuerverzinkter Bewehrung

34 Feuerverzinkte Stahlkonstruktionen im Brückenbau Zusammenfassung Die Feuerverzinkung ist als Korrosionsschutz für dynamisch belastete Konstruktionen (Brücken) geeignet. Durch Feuerverzinken wird eine Korrosionsschutzdauer von 100 Jahren erreicht. Dies entspricht der üblichen Nutzungsdauer einer Brücke. Durch Feuerverzinken werden Kosteneinsparungen erreicht (Erstkosten, Lebenzykluskosten, externen Kosten) Arbeitshilfe für den Nachweis gegen Ermüdung

35 Feuerverzinkter Bewehrungsstahl im Brückenbau

36 Korrosion des Bewehrungsstahls

37 Feuerverzinkter Betonstahl Zinküberzüge sind beständig bei einem ph-wert zwischen 5-13! Schutzbereich der Feuerverzinkung Selbstschutz- Bereich des Betons durch Passivierung

38 Feuerverzinkter Betonstahl Bauaufsichtliche Zulassung Das Produkt unterliegt einer bauaufsichtlichen Zulassung und ist seit 1981 zugelassen Bauaufsichtliche Zulassung des DIBT (Zulassungsnummer Z ) Verwendung zur Bewehrung von Stahlbeton nach DIN EN : (Eurocode 2) in Verbindung mit dem nationalen Anhang DIN EN /NA. Zulassung regelt besondere Auflagen die zu beachten sind. Nur autorisierte und zugelassene Betriebe dürfen Betonstahl (zur Bewehrung von Stahlbeton nach Eurocode 2) verzinken. Mehr Informationen unter: Ü - Zeichen

39 Feuerverzinkter Betonstahl in der Praxis Boca Chica Brücke, Florida Baujahr 1972 Inspektion 1975 Chloridgehalt 0,3 % * Inspektion 1991 Chloridgehalt 0,26 0,4 % * Inspektion 1999 Chloridgehalt 0,38 0,74 % * *Chlorid-Gehalt in Massen-% vom Zement Bei den Inspektionen festgestellten Zinkschichtdicken: zwischen 102 und 170 µm 39

40 Feuerverzinkt: Bewehrung Fahrbahn Stoneham Brücke

41 Feuerverzinkt: Bewehrung Bogen Stoneham Brücke

42 Feuerverzinkter Betonstahl in der Praxis Autobahndirektion Südbayern: Feuerverzinkte Bewehrung von Brückenkappen an der A99 Betonkappe

43 Feuerverzinkte Stahl- und Verbundbrücken Ergebnisse des umfangreichen Forschungsprojektes Studien zur Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit Arbeitshilfe zur Planung und Ausführung von feuerverzinkten Stahlkonstruktionen im Straßenbrückenbau Einsatz feuerverzinkte Bewehrung im Brückenbau Informationen verfügbar unter:

44 Feuerverzinkte Stahl- und Verbundbrücken Stückverzinkte Überzüge sind: langlebig Widerstandsfähig wartungsfrei Zuverlässig wirtschaftlich nachhaltig

45 Feuerverzinken nach DIN EN ISO 1461 Korrosionsschutz mit Zukunft Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit