Małgorzata Schröder 1

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1 HTG Hamburg, 29. Oktober 2014 Regelwerke, Prüfung und Erfahrung mit Beschichtungsstoffen für C5-I und C5-M Dipl. Math.-techn. (PL) Małgorzata Schröder Bundesanstalt für Straßenwesen Inhalt Regelwerke Prüfung Erfahrung Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 1

2 Inhalt Regelwerke Prüfung Erfahrung Małgorzata Schröder 29. Oktober Auswahl des Beschichtungssystems geplante Nutzungsdauer korrosive + + Belastung Auswahl an Systemen für diese korrosive Belastung, die Anforderungen für Schutzdauer K, M oder H erfüllen Gibt es ein Beschichtungssystem, bei dem Schutzdauer größer gleich Nutzungsdauer? ja nein Das Beschichtungssystem auswählen Instandhaltungsintervalle IM VORFELD einplanen. Aus dem Schutzdauer der Erstbeschichtung und Schutzdauer der nachfolgenden Instandsetzungen ergibt sich die Nutzungsdauer. Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 Folie Nr. 4 Małgorzata Schröder 2

3 Korrosionsschutz; Auswahlgrundlage korrosive Belastung geplant Schutzdauer Atmosphärische Korrosion DIN EN ISO 9223: 1992 DIN EN ISO : 1998 DIN EN 12500: 2000 (inzwischen zurückgezogen) DIN EN ISO 9223: 2012 DIN EN ISO : ab 2013 in Überarbeitung Małgorzata Schröder 29. Oktober Korrosionsschutz; Auswahlgrundlage korrosive Belastung Korrosivitätskategorien DIN EN ISO 9223: DIN EN ISO : DIN EN 12500: DIN EN ISO 9223: DIN EN ISO : C1, C2, C3, C4, C5 C1, C2, C3, C4, C5-I, C5-M C1, C2, C3, C4, C5-I, C5-M C1, C2, C3, C4, C5, CX C1, C2, C3, C4, C5, CX Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 3

4 Bestimmung der korrosiven Belastung Bestimmung durch Standardproben (DIN EN ISO 9226) nur Probeplatten als Standardproben keine Wendeln mehr Zn Fe Cu Al Dickenabnahme bzw. flächenbezogener Massenverlust nach dem ersten Jahr der Auslagerung Korrosionsrate, Korrosionsgeschwindigkeit weil missverständlich nur Standardproben aus unlegiertem Stahl und Zink Małgorzata Schröder 29. Oktober Abschätzung der korrosive Belastung Beispiele für typische Umgebung DIN EN ISO : 1998 C5-I industrielle Bereiche mit hoher Feuchte und aggressiver Atmosphäre C5-M Küsten- und Offshorebereiche mit hoher Salzbelastung DIN EN ISO 9223: 2012 und DIN EN ISO : künftig C5 CX industrielle Bereiche mit hoher Feuchte und aggressiver Atmosphäre, Küsten- und Offshorebereichemit hoher Salzbelastung Subtropische und tropische Klimazone, atmosphärische Umgebung mit einer sehr hohen Luftverunreinigung durch SO 2 einschließlich Verunreinigungen und/oder stark beeinflusst durch Chloride Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 4

5 Berechnung der korrosive Belastung Dosis-Wirkung-Funktionen, mit Hilfe deren die Schichtdickenabnahmen des unlegierten Stahls, Kupfer, Zink und Aluminium aus dem klimatischen Daten und den Daten über die Verunreinigungen abgeschätzt werden können. (DIN EN ISO 9223: 2012) Daten: T RH P d S d das Jahresmittel der Temperatur das Jahresmittel der relativen Luftfeuchte das Jahresmittel der SO 2 -Ablagerung das Jahresmittel der Cl -Ablagerung Małgorzata Schröder 29. Oktober Schutzdauer Erwartete Standzeit bis zur ersten Teilerneuerung (DIN EN ISO : 1998) Die erste Instandsetzungsmaßnahme normalerweise notwendig, wenn das Beschichtungssystem den Rostgrad Ri 3 erreicht hat. (DIN EN ISO ). Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 5

6 Zeitspannen DIN EN ISO : 1998 kurz (K) mittel (M) lang (L) 2-5 Jahre 5 bis 15 Jahre über 15 Jahre künftig DIN EN ISO (ohne Gewähr) kurz (K) mittel (M) hoch (H) sehr hoch mindestens 2 Jahre mindestens 7 Jahre mindestens 15 Jahre mindestens 25 Jahre Małgorzata Schröder 29. Oktober Regelwerke Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 6

7 Regelwerke zum Korrosionsschutz ZTV-ING Teil 4: Stahlbau, Stahlverbundbau Abschnitt 3: Korrosionsschutz verwendbare Beschichtungsstoffe und -systeme Anforderungen Einzelfallnachweis (AUSNAHME) BASt- Zusammenstellung der zertifizierten Beschichtungsstoffe TL/TP-KOR- Stahlbauten 2002 Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 Folie Nr. 13 Inhalt Regelwerke Prüfung Erfahrung Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 7

8 Prüfverfahren in DIN EN ISO korrosive Belastung C5-I, C5-M Schutzdauer hoch Beschichtungssysteme auf Stahl C5-I C5-M Zusammensetzung Eigenschaften im Anlieferungszustand Eigenschaften im Verarbeitungszustand Einwirken von Chemikalien 168 h Kondensieren von Wasserdampf 720 h 720 h Salzsprühnebelprüfung 1440 h 1440 h Schwefeldioxidatmosphäre(Kesternich) Verbund nach Bewitterung Farbbeständigkeit von Deckbeschichtungen Langzeitbewitterung Małgorzata Schröder 29. Oktober Prüfverfahren in DIN EN ISO korrosive Belastung C5-I, C5-M Schutzdauer hoch Beschichtungssysteme auf verzinktem Stahl C5-I C5-M Zusammensetzung Eigenschaften im Anlieferungszustand Eigenschaften im Verarbeitungszustand Einwirken von Chemikalien Kondensieren von Wasserdampf 720 h 720 h Salzsprühnebelprüfung Schwefeldioxidatmosphäre(Kesternich) Verbund nach Bewitterung Farbbeständigkeit von Deckbeschichtungen Langzeitbewitterung Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 8

9 Prüfverfahren in TL/TP-KOR-Stahlbauten korrosive Belastung C5-I, C5-M Schutzdauer lang Beschichtungssysteme auf Stahl C5-I C5-M Zusammensetzung + Eigenschaften im Anlieferungszustand + Eigenschaften im Verarbeitungszustand + Einwirken von Chemikalien Kondensieren von Wasserdampf 720 h Salzsprühnebelprüfung mit Ritz 1440 h Schwefeldioxidatmosphäre(Kesternich) + Verbund nach Bewitterung + Farbbeständigkeit von Deckbeschichtungen + Langzeitbewitterung 1 Jahr Małgorzata Schröder 29. Oktober Prüfverfahren in TL/TP-KOR-Stahlbauten korrosive Belastung C5-I, C5-M Schutzdauer >lang Beschichtungssysteme auf Stahl C5-I C5-M Zusammensetzung + Eigenschaften im Anlieferungszustand + Eigenschaften im Verarbeitungszustand + Einwirken von Chemikalien Kondensieren von Wasserdampf 1200 h Salzsprühnebelprüfung mit Ritz 2100 h Schwefeldioxidatmosphäre(Kesternich) 30 Zyklen Verbund nach Bewitterung + Farbbeständigkeit von Deckbeschichtungen + Langzeitbewitterung 1 Jahr Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 9

10 Prüfverfahren in TL/TP-KOR-Stahlbauten korrosive Belastung C5-I, C5-M Schutzdauer >lang Beschichtungssysteme auf verzinktem Stahl C5-I C5-M Zusammensetzung + Eigenschaften im Anlieferungszustand + Eigenschaften im Verarbeitungszustand + Einwirken von Chemikalien - Kondensieren von Wasserdampf 1200 h Salzsprühnebelprüfung ohne Ritz 2100 h Schwefeldioxidatmosphäre(Kesternich) 30 Zyklen Verbund nach Bewitterung + Farbbeständigkeit von Deckbeschichtungen + Langzeitbewitterung 1 Jahr Małgorzata Schröder 29. Oktober TL Blätter 13 TL-Blätter Anforderungen an die Beschichtungsstoffe betreffend Zusammensetzung, Eigenschaften im Anlieferungszustand, Eigenschaften im Verarbeitungszustand Anforderungen an die Beschichtungssysteme betreffend Eigenschaften im Trockenfilmzustand Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 10

11 jetzige Prüfung Blatt PUR PUR RAL Schichtaufbau PUR PUR 5 Tage UVA + Wasser 5 Tage UVA + Wasser EP EP EP EP Zinkphosphat Zinkstaub Zinkstaub Zinkstaub Prüfungen DIN EN ISO h DIN EN ISO h DIN EN ISO h DIN EN ISO h DIN EN ISO , AHT 720 h DIN EN ISO , AHT 720 h Małgorzata Schröder 29. Oktober Systeme für C5-I, C5-M, > lang geprüft nach TL/TP-KOR-Stahlbauten meist verwendete Systeme 1 GB 2K-EP-Zn 1 ZB 2K-EP-EG 1 DB 2K-PUR 1 GB 2K-EP-Zn 1 ZB 2K-EP-EG 1 DB 2K-PUR 1 GB 2K-EP-Zn 1 ZB 2K-EP HS 1 DB 2K-PUR oder HS/2K-PUR 1 GB 1K PUR-Zn 1 ZB 1K-PUR EG 1 DB 1K-PUR oder 2K-PUR 70 µm 70 µm 70 µm 150 µm 70 µm / / 1 GB 2K-EP-Zn 1. ZB 2K-EP-EG 2. ZB 2K-EP-EG 1 DB 2K-PUR 1 GB 2K-EP-Zn 1 ZB 2K-EP-EG 2. ZB 2K-EP-EG 1 DB 2K-PUR 1 GB 2K-EP-Zn 1 ZB 2K-EP HS 1 DB 2K-PUR oder HS/2K-PUR 70 µm 70 µm 80µm 70 µm 150 µm / 1 GB 1K PUR-Zn 1 ZB 1K-PUR EG 1 DB 1K-PUR oder 2K-PUR 70 µm / Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 11

12 Inhalt Regelwerke Prüfung Erfahrung Małgorzata Schröder 29. Oktober Zustand quantifizieren? Hauptprüfungen nach DIN 1072 Zustandsnoten nach den Kriterien Standsicherheit (S), Verkehrssicherheit (V) und Dauerhaftigkeit (D) Zustandsnote Z K gemäß ASB-ING ermitteln, die sich ausschließlich auf den Korrosionsschutz (K) bezieht. -> Z K Dringlichkeit einer Instandsetzung Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 12

13 Ausmaß der Schäden [1] Z U = Σ (S j + V j + D j ) * k j j=1 F n Z U = Kennzahl für das Ausmaß der Schäden, n = Anzahl der unterschiedlichen Zustandsnoten nach den Kriterien Standsicherheit (S), Verkehrssicherheit (V) und Dauerhaftigkeit (D), k j = Anzahl der Schäden mit der gleichen Zustandsnote S=S j, V = V j, D = D j, F = Beschichtungsfläche [100 m²]. Einteilung des Ausmaßes der Schäden Z U : geringes Ausmaß bei Z U 1, mäßiges Ausmaß bei 1 < Z U < 3 und hohes Ausmaß bei Z U 3. Małgorzata Schröder 29. Oktober Rostgrad Rostgrad nach DIN EN ISO %-Anteil Durchrostung der Beschichtung Ri 0 0 Ri 1 0,05 Ri 2 0,5 Ri 3 1 Ri 4 8 Ri 5 40 bis 50 Ri 3 Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 13

14 Durchrostung Ri 1 Ri 2 Ri 4 Ri 5 Małgorzata Schröder 29. Oktober Vergleich Leinöl- oder Alkydharz-Beschichtungen ab etwa 15 Jahren schlechter Zustand am Stahluntergrund trotz eines teilweise noch guten äußeren Erscheinungsbildes EP/PUR-Beschichtungen nach 20 Jahren guter Verbund zwischen den Schichten, kaum Rost, Kaum Unterrostung Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 Folie Nr. 28 Małgorzata Schröder 14

15 Rutenbeckbrücke, Baujahr 1968 Małgorzata Schröder 29. Oktober AD Köln-Porz, Baujahr 1980 Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 15

16 [1] M. SCHRÖDER, Instandhaltung des Korrosionsschutzes durch Teilerneuerung Bewährung, Berichte der BASt, Brücken und Ingenieurbau, Heft B60 Małgorzata Schröder 29. Oktober Małgorzata Schröder 16