Stahlbetonkorrosion wird künftig vorgebeugt
Systemlösung sichert Parkhaus dauerhaft vor Feuchtigkeitseintrag ab
Mit den Maßnahmen wurde 2019 begonnen. Die 2 500 m² große Fläche des obersten, fünften Parkdecks verfügte über eine ausreichende Abdichtung gegen Feuchtigkeitseintrag unter dem Asphalt der Fahrbahndecke und war nicht so stark geschädigt. Sie konnte problemlos mit Nafufill KM 130 klassisch instandgesetzt und die Betondeckung erhöht werden. Anschließend wurde eine neue Abdichtungslage sowie eine Nutzschicht aus Gussasphalt wieder aufgebaut. Vor Verlegung der Schweißbahn war ebenfalls die Expertise der MC-Bauchemie gefragt: Um eine normgerechte und dem aktuellen Stand der Technik entsprechende, dauerhafte Abdichtung sicherzustellen, entschied sich der Planer für einen Aufbau, der den strengen Vorgaben der ZTV-Ing für Brückenbauwerke entsprach.
Bei diesem ist der sach- und fachgerecht vorbehandelte Untergrund, der hier mit dem PCC-Betonersatz für die Instandsetzung horizontaler Flächen Nafufill KM 130 erfolgte, mit einem sogenannten Brückenharz zu behandeln. Üblicherweise kommen hierbei Produkte auf Epoxidharzbasis zum Einsatz. Da diese jedoch nur bei trockenem Untergrund und längerer trockener Witterung verarbeitet werden können, entschied sich der Planer für das Brückenharz des Typs MC-DUR LF 680 der MC-Bauchemie. Dieses Spezialharz auf Basis der KineticBoost-Technologie ist eine Innovation im Bereich der Brücken- und Parkdeckabdichtung, da es als einziges derzeit auf dem Markt verfügbares Brückenharz unabhängig vom Taupunkt appliziert werden kann. Selbst leicht feuchte Untergründe stellen kein Problem dar.
Zudem reagiert das Produkt mit "Topspeed" innerhalb kurzer Zeit aus. Grundierung, Kratzspachtelung und Brennen der Schweißbahn lassen sich an einem Tag realisieren. Und das selbst wenn die Außen- und Bauteiltemperatur nur 2 °C beträgt. Durch die Auswahl von MC-DUR LF 680 war somit trotz widriger Witterungsverhältnisse ein schneller und sicherer Baufortschritt gesichert.
ABZ-Stellenmarkt
Als deutlich problematischer erwies sich die Sanierung der unteren, ebenfalls jeweils 2 500 m² umfassenden vier Etagen. Hier waren bereits Chloride durch eine fehlende Abdichtung unter dem Asphalt in die Stahlbetonkonstruktion eingedrungen. Die Chloride und die Karbonatisierung hatten nach kurzer Zeit bereits Schäden am Stahlbeton und der Bewehrung angerichtet, sodass eine Sanierung zwangsweise notwendig war. Wenn eine hohe Chloridkonzentration schon bis zur Bewehrung vorgedrungen ist und dort über längere Zeit Schäden an der Bewehrung verursacht, bleibt in vielen Fällen meist nur der Abriss einer solchen Konstruktion. Um dieses Szenario zu verhindern, entschied sich der Planer, die SiB Ingenieurgesellschaft mbH, Sanierung im Bauwesen aus Ober-Mörlen in der Nähe von Frankfurt am Main, für eine Sanierung mit der weltweit einzigartigen, patentierten Systemlösung MC-KKS/B der MC-Bauchemie und der Grillo-Werke AG. Gerd Bott, Fachberater aus dem Service-Center Mitte der MC-Bauchemie, stand dem Planer mit seiner umfassenden Expertise im Bereich des MC-KKS/B-Systems dabei jederzeit beratend zur Seite.
Starke Schädigung verhindern
Chloride und Karbonatisierung lösen aggressive Schädigungsprozesse aus. Wenn eine kritische Menge an Chlorid-Ionen überschritten wird, setzt die Korrosion des Stahls ein. Die Chlorid-Ionen wirken als Katalysator und beschleunigen lokal den Korrosionsprozess – man spricht dann auch vom Lochfraß, der von außen nicht erkennbar ist. Doch genau diese nicht erkannten Schäden oder auch unterschätzte Schadensbilder können kostenintensive Sanierungsmaßnahmen und manchmal sogar den Abriss der Immobilie nach sich ziehen. Umso wichtiger ist es, Schadensprozesse frühzeitig zu erkennen und zu stoppen, bevor es zu spät ist. Eine schnell wirksame sowie zeit- und kostengünstige Methode zur Instandsetzung chloridbelasteter Bauwerke ist der kathodische Korrosionsschutz (KKS) der MC-Bauchemie und der Grillo-Werke AG. Er basiert auf den Erfahrungen einer fast 20-jährigen Entwicklung. Das MC-KKS/B-System bietet die Möglichkeit, bereits geschädigten, aber noch funktionsfähigen Stahlbeton kostengünstiger und schneller als mit konventionellen Methoden instand zu setzen. Denn bei konventionellen Instandsetzungsverfahren muss der chloridbelastete Beton oftmals sehr tief bis hinter die Bewehrung abgetragen werden.
Das ist nicht nur ein erheblicher Eingriff in die Bausubstanz des Gebäudes, sondern auch mit großem Zeitaufwand und hohen Kosten verbunden. In solchen Fällen sichert die Systemlösung MC-KKS/B eine weitestgehend zerstörungsfreie Instandsetzungsmethode.
Der kathodische Korrosionsschutz (KKS) basiert - ebenso wie die Korrosion selbst - auf elektrochemischen Prozessen. Bei der Systemlösung MC-KKS/B findet das unedlere Metall Zink als Opferanode im elektrochemischen Prozess der Korrosion Verwendung und wird als etwa 150 µm dicke Schicht auf den Beton aufgebracht. Diese Schicht ist durch eine Kontaktplatte mit dem Bewehrungsstahl verbunden. Durch das Betonporenwasser wird der elektrische Stromkreis geschlossen und die Eisenauflösung verhindert. Abschließend wird im Normalfall ein organisches Deckschichtsystem auf die Zinkschicht aufgebracht, das für die mechanische Widerstandsfähigkeit sorgt und vor dem weiteren Eindringen von Chloriden sowie Feuchtigkeit schützt. Damit ist dann die Zinkschicht nach oben versiegelt und es können verschiedene Regelaufbauten folgen.
In Melsungen begann 2019 der ausführende Betrieb, die Wiedemann Beton- und Mauerwerksanierung GmbH aus Altenmünster, damit, den Asphalt auf der rund 2 500 m² umfassenden Ebene 4 des Parkhauses rückzubauen. Zur Vorbereitung des Untergrundes für den kathodischen Korrosionsschutz wurde nur der partiell lose Beton entfernt, um diese Bereiche sowie Hohlstellen und Ausbrüche mit einem speziellen Reparaturmörtel zu reprofilieren. Der Chlorid-kontaminierte Beton konnte vollständig verbleiben. Parallel zur Reparatur des Betons wurden die Kontaktierungen gesetzt, die später Zinkschicht und Bewehrung elektrisch leitend verbinden sollten.
Nach Abschluss der klassischen Untergrundvorbereitung durch Kugelstrahlen erfolgte die Applikation des MC-KKS/B Systems. Dabei wurde die Zinkschicht durch thermisches Lichtbogenspritzen auf die Betonoberfläche aufgebracht. Das Verfahren ist nicht nur auf Boden- sondern auch auf Wand- und Deckenflächen anwendbar. Weil in Melsungen das KKS-System erstmalig verdeckt unter einer Schweißbahn und Asphalt eingebaut werden sollte, kam das speziell entwickelte, temperaturbeständige 2k-Epoxidharz der Bezeichnung MC-DUR LF KKS zum Einsatz. Damit wurde die aufgebrachte Zinkschicht versiegelt und Poren und Lunker wurden im Untergrund geschlossen, bevor die Firma Wiedemann eine abdichtende Schweißbahn aufbrannte.
Um dieses Verfahren nachhaltig abzusichern, waren im Vorfeld umfangreiche Versuche durchgeführt werden. Dabei konnte MC-KKS/B seine Beständigkeit gegen erhebliche Hitzeeinwirkung erfolgreich unter Beweis stellen und somit planmäßig eingebaut werden. Als Fahrbahnbelag wurde abschließend wieder eine Asphaltschicht aufgebracht. Dabei wurde zugleich die zuvor fehlende Abdichtung unter dem Asphalt mit vorgesehen, sodass in Zukunft keine weiteren Chloride eindringen können und die Stahlbetonkonstruktion für die Zukunft erhalten bleibt.
Zeit- und Kostenvorteile
Die Kostenvorteile des Systems liegen vor allem im Wegfall des finanziell aufwändigen Entfernens des kontaminierten Betons. Dazu kommt die große Zeitersparnis bei der Ausführung des Systems, da auf jegliche Aushärtezeiten, wie sie bei einem Neuaufbau mit Beton und Mörtel zu berücksichtigen wären, verzichtet werden kann. Das System ist vergleichsweise schnell aufgebracht und das sanierte Objekt entsprechend rascher wieder einsatzbereit. Im Falle einer Parkhaussanierung ist dadurch mit geringeren Ausfallzeiten zu rechnen. Darüber hinaus werden die Durchfahrtshöhe und die Traglast nicht reduziert, da lediglich eine im Mittel 150 µm dünne Zinkschicht aufgebracht wird. Nach den guten Erfahrungen bei der Sanierung der vierten Parkhausebene wurden 2020 die Arbeiten an der Ebene 3 nach gleichem Muster ausgeführt, ab Mitte Juni 2021 auch an der Ebene 2 und 1. Dank des MC-KKS/B-Systems mussten die chloridbelasteten Bereiche des Gebäudes in Melsungen nicht abgerissen werden, sondern konnten beibehalten und mit einem neuen Verschleißbelag versehen werden. Damit wurde der Zustand des Altbaus nachhaltig instand gesetzt, sodass die bislang sehr ungleichen Brüder nun nebeneinander alt werden können.
