Betoninstandsetzung

Wir führen Betoninstandsetzungen nach SIVV (Schützen-Instandsetzen-Verbinden-Verstärken) und ZTV-SIB (Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für den Schutz und die Instandsetzung von Betonbauteilen) durch.

Hier einige Informationen zu den Ursachen von Betonschäden, den Methoden der Schadensermittlung und dem grundsätzlichen Vorgehen bei der Sanierung.

Schäden am Beton

Obwohl Beton ein sehr dauerhafter Baustoff ist, ist auch er gefährdet. Neben Kiesnestern, Kantenabbrüchen und Rissen ist die Carbonatisierung praktisch die häufigste Schadensursache an Stahlbetonbauteilen und -fassaden. Die Qualität des Betons spielt für die Dauerhaftigkeit eine ebenso große Rolle wie die Verarbeitung, Nachbehandlung und die Betonüberdeckung der Bewehrung. Bauteile werden in Expositionsklassen beschrieben, wonach sich Art und Zusammensetzung des Betons den jeweiligen Gegebenheiten anpassen, denen das Bauteil ausgesetzt ist. Die Bewehrung kann bei der Carbonatisierung korrodieren und Abplatzungen auslösen. Durch die Einwirkung von Kohlenstoffdioxid und Luftfeuchtigkeit wird Calciumhydroxid in Calciumcarbonat umgewandelt. Der Beton verliert daraufhin seine korrosionsschützende Wirkung, weil das basische Milieu des Zementsteins im Beton abgebaut wird, also der pH Wert sinkt. Der Stahl im Beton rostet, was mit einer Volumenzunahme um das zwei- bis sechsfache einhergeht. Die Folge: Die Betonüberdeckung platzt ab. Dieser chemische Vorgang wird durch höhere Luftfeuchtigkeit, erhöhte Kohlenstoffdioxidkonzentration und Temperatur beschleunigt. Unter 30 % Luftfeuchtigkeit ist die Carbonatisierung unbedeutend. Beton mit niedrigem w/z Wert (Verhältnis Wasser/Zement) hat eine geringere Porosität. Kohlenstoffdioxid kann nicht so leicht eindringen, der Beton ist geschützter. Eine hohe Betonüberdeckung verlangsamt den Effekt ebenfalls.

Sulfate, Chloride, Taumittel, Frost und chemische Angriffe setzen Beton ebenfalls zu. Sulfattreiben wird durch die Reaktion von Calciumaluminathydrat mit Sulfaten ausgelöst. Auch hier kommt es zu Volumenvergrößerungen, die zu Abplatzungen und einem landkartenartigen Rissbild führen. Um das Sulfattreiben zu verhindern, müssen Zemente mit hohem Sulfatwiderstand eingesetzt werden.

Quelle: wal_172619 – Pixabay

Schadenfeststellung und Betoninstandsetzung

Wenn Beton in seiner Funktion und Optik beeinträchtigt ist, muss er in Stand gesetzt werden. Auch hier ist die Schadensursache eindeutig festzustellen. Die Instandsetzung erfolgt je nach vorgefundenem Zustand und der Expositionsklasse, also der Lage und Beanspruchung des Bauteils. Neben der visuellen Überprüfung gibt es eine Reihe von Messmethoden, um den Istzustand einer Betonoberfläche zu ermitteln. Wichtig für die Sanierung sind dabei:

• die Ursache des Schadens
• der Grad der Schädigung
• der Umfang des Schadens

Durch diverse Methoden ist festzustellen, wie tief die Schädigung fortgeschritten ist und in welchem Maß die Standsicherheit und Funktion des Bauteils beeinträchtigt ist. Mittels eines magnetinduktiven Messsystems ist die Lage der Bewehrung im Beton zerstörungsfrei möglich. Ist der Durchmesser der Bewehrungsstäbe bekannt, ist auch die Messung der Betonüberdeckung möglich. Mit einem Rückprallhammer (Schmidt-Hammer) wird die Druckfestigkeit des Betons ermittelt. Die Korrosion der Bewehrung kann zerstörungsarm durch die Messung der Carbonatisierungstiefe mit einer Phenolphtaleinlösung festgestellt werden. Die Oberflächenzugfestigkeit (Abreissversuch) kann am Bauteil mit einer transportablen Prüfvorrichtung gemessen werden. Für weitergehende Untersuchungen der Betonqualität werden Bohrkerne entnommen. Rohdichte, Druckfestigkeit, Betongefüge und Sulfat- oder Chloridgehalte werden dann im Labor untersucht.

Je nach Schadensbild unterscheidet man verschiedene Maßnahmen zur Instandsetzung:

• Bei geringen Ausführungsmängeln der Betonoberfläche ohne Korrosionsschäden wird die Oberfläche gereinigt und ein vorbeugender Oberflächenschutz aufgebracht.
• Bei geringen Abplatzungen und Korrosionsschäden ist eine Untergrundvorbereitung und Instandsetzung der Oberfläche nötig.
• Ist die Betonoberfläche stark zerstört und die Bewehrung so stark korrodiert, dass sie verstärkt werden muss, wird eine Instandsetzung des gesamten Bauteils durchgeführt. Dabei wird bis zu einer bestimmten Tiefe abgetragen und das Bauteil neu aufgebaut.

Die Sanierung sollte eine mehrfache Sicherheit vor neuen Angriffen bieten. Dazu ist der Bewehrungsstahl wenn möglich ausreichend zu überdecken. Andernfalls muss ein Schutzanstrich aggressive Einflüsse von Beton und Stahl fernhalten. Reparaturmörtel müssen alkalisch sein. Die mechanischen Eigenschaften sollten denen des Betons ähnlich sein. Grundsätzlich kann man bei einer Betoninstandsetzung von folgenden Arbeitsschritten ausgehen:

• Freilegen der Schadensstellen bis zu einer Tiefe, bei der der Beton tragfähig ist.
• Entrosten der freigelegten Bewehrungsstäbe mit Wasser und Strahlgut und Reinigung der Reparaturflächen.
• Bewehrung mehrlagig mit Korrosionsschutzanstrich versehen.

Haftbrücke zwischen Altbeton und Reparaturmörtel aufbringen.

• Ausbessern der Schadensstelle mit Reparaturmörtel.
• Angleichung der Oberfläche mit dem Originalbauteil.
• Karbonatisierungsschutz, Rissüberbrückung und Farbgebung durch mehrschichtigen Anstrich.

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