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Entwicklung von Anforderungs- und Eignungskriterien zur Beurteilung der Dauerhaftigkeit von Oberflächenschutzsystemen für Beton unter Berücksichtigung von Wassereinwirkungen und Temperaturwechselbeanspruchungen
15.177
IDN 0
Forschungsstelle RWTH Aachen, Institut für Bauforschung (Prof. Dr.-Ing. H.R. Sasse)
Bearbeiter Schwamborn, B.
Fiebrich, M.
Auftraggeber Bundesministerium für Verkehr, Bonn
Stand Abschluss: Februar 1992

Nach den "Zusätzlichen Technischen Vertragsbedingungen und Richtlinien für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen" (ZTV- SIB 90) wird für die dort geregelten filmbildenden Oberflächenschutzsysteme ein hinreichender Frost- und Tausalz- Widerstand gefordert. Anwendungsfälle, in denen der Wassergehalt des Betons im Bereich der Wassersättigung liegt (rückseitige Durchfeuchtung), werden im Rahmen dieses Regelwerkes nicht abgedeckt. Daher findet sich dort auch der Hinweis, dass im Falle einer rückseitigen Durchfeuchtung der Betonunterlage durch gesonderte Untersuchungen festzustellen ist, ob der Einsatz eines Oberflächenschutzsystems schadensfrei möglich ist. Im Rahmen dieses Vorhabens wurde der Frage nachgegangen, ob und inwieweit das Verbundverhalten marktüblicher Oberflächenschutzsysteme der Klassen OS-B, -C,-DI, -DII und -E durch Temperaturwechsel- und Frost-Tauwechsel-Beanspruchungen bei hohen Feuchtegehalten im Betonuntergrund (bis zur Wassersättigung) beeinflusst wird. Dabei wurde dem Einfluss der Betonuntergrundeigenschaften (Betonfestigkeit, Art der Untergrundvorbereitung, Wassergehalt des Betons zum Beschichtungszeitpunkt), der Beschichtungsstoffeigenschaften (10 Oberflächenschutzsysteme der Klassen OS-B bis OS- E) sowie der Betriebsbeanspruchungen (Temperaturwechsel- und Frost-Tauwechsel- Beanspruchung) auf die Haftzugfestigkeit, Versagenshäufigkeit sowie auf Blasenbildungen nachgegangen. Die untersuchten Oberflächenschutzsysteme wurden aus 32 marktüblichen Beschichtungsstoffen mit Hilfe der Kriterien Bindemittelgehalt, Wasseraufnahme am Film, Diffusionswiderstand gegen Wasserdampf ausgewählt. Nach der Applikation der Beschichtungsstoffe auf Betonuntergründe mit unterschiedlichen Eigenschaften härteten die Verbundsysteme Beton/Beschichtung unter unterschiedlichen Klimabedingungen, bevor sie den Temperaturwechsel-Beanspruchungen (50 Gewitterregenzyklen) oder Frost- Tauwechsel-Beanspruchungen (50 Zyklen) ausgesetzt wurden. Während der Betriebsbeanspruchung wurden die Beschichtungen visuell bemustert, nach Abschluss wurde die Haftzugfestigkeit und zugehörige Versagenshäufigkeit bestimmt. Im einzelnen konnten folgende Zusammenhänge herausgestellt werden: 1) Visuell wahrnehmbare Schäden wie Abplatzungen bzw. Ablösungen der Beschichtung oder Blasenbildung wurden bei keinem der untersuchten marktüblichen Oberflächenschutzsysteme nach den durchgeführten Temperaturwechsel- und/oder Frost-Tauwechsel-Beanspruchungen festgestellt. 2) Die durchgeführte Temperaturwechsel-Beanspruchung in Form einer Gewitterregen-Simulation hat im Vergleich zu der Referenzlagerung (bei Raumtemperatur) bei den Systemen der Klassen OS-B, OS-C, OS-DI und OS-DII zu einer signifikanten bzw. moderaten Erhöhung der Haftzugfestigkeit geführt. Bei niedrigeren Haftzugfestigkeiten nach Referenzlagerung hat die Temperaturwechsel-Beanspruchung immer zu einer signifikanten Erhöhung beigetragen. Bei den Systemen der Klasse OS-E werden dagegen im Mittel die Haftzugfestigkeiten durch die Temperaturwechsel-Beanspruchung im Vergleich zur Referenzlagerung verringert. 3) Durch die Frost-Tauwechsel-Beanspruchung wird im Vergleich zur Referenzlagerung bei keinem der geprüften Systeme eine signifikante Erhöhung der Haftzugfestigkeit festgestellt. Die Veränderungen der Haftzugfestigkeit nach 50 Frost-Tauwechsel-Zyklen sind bei der Mehrzahl der Systeme nicht signifikant. Bei einigen Systemen zeigen sich deutliche Tendenzen zu einer Verringerung der Haftzugfestigkeit. 4) Die Wirkung von Temperaturwechsel- und Frost- Tauwechsel-Beanspruchung auf das Haftzugfestigkeitsverhalten von Oberflächenschutzsystemen auf geschalten Betonuntergründen unterscheidet sich signifikant von der auf abtragend vorbereiteten Untergründen. Bei den durchgeführten Tastuntersuchungen mit einer Acrylharzlösung der Klasse OS-B zeigten sich selbst bei der Sorptionsfeuchte 23/50 signifikante Einbußen der Haftzugfestigkeit sowohl durch Temperaturwechsel als auch durch Frost-Tauwechsel gegenüber den mechanisch abtragend vorbereiteten Untergründen.

Veröffentlichung