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 2014 2 Małgorzata Schröder 1
Inhalt Regelwerke Prüfung Erfahrung Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 3 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
Korrosionsschutz; Auswahlgrundlage korrosive Belastung geplant Schutzdauer Atmosphärische Korrosion DIN EN ISO 9223: 1992 DIN EN ISO 12944-2: 1998 DIN EN 12500: 2000 (inzwischen zurückgezogen) DIN EN ISO 9223: 2012 DIN EN ISO 12944-2: ab 2013 in Überarbeitung Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 5 Korrosionsschutz; Auswahlgrundlage korrosive Belastung Korrosivitätskategorien DIN EN ISO 9223: DIN EN ISO 12944-2: DIN EN 12500: DIN EN ISO 9223: DIN EN ISO 12944-2: 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 2014 6 Małgorzata Schröder 3
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 12944-2 nur Standardproben aus unlegiertem Stahl und Zink Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 7 Abschätzung der korrosive Belastung Beispiele für typische Umgebung DIN EN ISO 12944-2: 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 12944-2: 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 2014 8 Małgorzata Schröder 4
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 2014 9 Schutzdauer Erwartete Standzeit bis zur ersten Teilerneuerung (DIN EN ISO 12944-1: 1998) Die erste Instandsetzungsmaßnahme normalerweise notwendig, wenn das Beschichtungssystem den Rostgrad Ri 3 erreicht hat. (DIN EN ISO 12944-5). Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 10 Małgorzata Schröder 5
Zeitspannen DIN EN ISO 12944-1: 1998 kurz (K) mittel (M) lang (L) 2-5 Jahre 5 bis 15 Jahre über 15 Jahre künftig DIN EN ISO 12944-1 (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 2014 11 Regelwerke Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 12 Małgorzata Schröder 6
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 2014 14 Małgorzata Schröder 7
Prüfverfahren in DIN EN ISO 12944-6 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 2014 15 Prüfverfahren in DIN EN ISO 12944-6 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 2014 16 Małgorzata Schröder 8
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 2014 17 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 2014 18 Małgorzata Schröder 9
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 2014 19 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 2014 20 Małgorzata Schröder 10
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 6720-1 720 h DIN EN ISO 9227 1440 h DIN EN ISO 6720-1 1200 h DIN EN ISO 9227 2160 h DIN EN ISO 6720-2, AHT 720 h DIN EN ISO 6720-2, AHT 720 h Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 21 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 97 97 97 94 94/ 89 89 89/ 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 97 97 97 97 94 94/ 1 GB 1K PUR-Zn 1 ZB 1K-PUR EG 1 DB 1K-PUR oder 2K-PUR 70 µm 89 89 89/ Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 22 Małgorzata Schröder 11
Inhalt Regelwerke Prüfung Erfahrung Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 23 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 2014 24 Małgorzata Schröder 12
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 2014 25 Rostgrad Rostgrad nach DIN EN ISO 4628-3 %-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 2014 26 Małgorzata Schröder 13
Durchrostung Ri 1 Ri 2 Ri 4 Ri 5 Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 27 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
Rutenbeckbrücke, Baujahr 1968 Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 29 AD Köln-Porz, Baujahr 1980 Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 30 Małgorzata Schröder 15
[1] M. SCHRÖDER, Instandhaltung des Korrosionsschutzes durch Teilerneuerung Bewährung, Berichte der BASt, Brücken und Ingenieurbau, Heft B60 Małgorzata Schröder 29. Oktober 2014 31 Małgorzata Schröder 16