DE3706995A1 - Verfahren zur sanierung von stahlbewehrtem beton - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sanierung von stahlbewehrtem Beton, bei dem die freigelegten Bewehrungsstähle entrostet, danach mit einem Rostschutz­ mittel grundiert und nach der Grundierung mit einem Reparaturmörtel überdeckt werden.

An Stahlbetonbauwerken treten oftmals Betonschäden auf, die durch eine Korrosion des Bewehrungsstahles dieses Betons hervorgerufen werden. In zahlreichen Fällen ist ein Grund dafür, daß die vorgeschriebene Mindestüberdeckung des Bewehrungsstahles von 20 mm nicht eingehalten wurde.

Nach der Carbonatisierung der überdeckenden Betonschicht und unter dem Einfluß saurer Luftinhaltsstoffe korrodieren die Bewehrungsstähle. Die bei der Korrosion auftretende Volumenvergrößerung durch den entstehenden Rost führt zu einem Absprengen der Überdeckungsschicht; der gebildete Rost des Stahles kann auch ansonsten den Beton sprengen. Derartige Schäden müssen daher behoben werden, denn einerseits wird der Bewehrungsstahl als solcher geschwächt und andererseits werden durch die Sprengrisse im Beton die üblichen statischen Funktionen des Betons in Frage gestellt. Somit wird dann bei fortschreitender Korrosion die gesamte Statik des Bauwerkes in Frage gestellt, was nicht nur gefährlich, sondern bei Verlust eines Bauwerkes auch äußerst kostspielig ist.

Nach der EP-A-01 08 828 ist ein Verfahren zur Sanierung von stahlbewehrtem Beton bekannt, bei dem freigelegten Bewehrungsstähle metallisch blank entrostet, mit einem Rostschutzmittel grundiert und mit einem Reparaturmörtel überdeckt werden, wobei das Rostschutzmittel aus mindestens einem fließfähigen Silikat und mindestens einer Metall­ staubkomponente aus einem Metall oder mehreren Metallen, dessen bzw. deren Normalpotential negativer als desjenigen des Eisens ist, und gegebenenfalls anorganischen Füll­ stoffen, besteht, wobei nach Abbinden des Rostschutz­ mittels die Sanierungsstelle vorgenäßt und ein zementge­ bundener Reparaturmörtel auf die Sanierungsstelle gebracht wird. Dieses Sanierungsverfahren setzt voraus, daß die in dem zu sanierenden Beton freigelegten Bewehrungs­ stähle metallisch blank entrostet werden. Die grundsätz­ liche Forderung bei der Entrostung, den Entrostungsgrad SA 2½ zu erreichen, ist bei den von Beton umgebenen Bewehrungsstählen, insbesondere an den rückwärtigen Flächen, nur mit einem sehr erheblichen Zeit- und somit Kostenaufwand einzuhalten, wobei oftmals die rückwärtigen Flächen der zu behandelnden Bewehrungs­ stähle nur schwer zu entrosten sind. Dieses bekannte Verfahren beruht lediglich auf dem Prinzip des Kathoden­ schutzes durch metallisches Pigment- insbesondere Zinkpulver. Hierzu kommt, daß zwar Zinkstaubfarben sich als Rostschutzfarben für Eisen und Stahl, insbeson­ dere bei starker Feuchtigkeitsbelastung, wie z. B. im Fahrzeug- und Schiffsbau, bewährt haben, jedoch im Zusammenhang mit Beton und zementgebundenen Mörteln aus chemischer Sicht wegen der hohen und unterschiedlichen Alkalität von Betonen bzw. zementgebundenen Mörteln die Applikation von Zinkstabfarben bedenklich ist, da Zinkstaubfarben die Alkalität der Betone herabsetzen. Zink widersteht dem Angriff von Lösungen mit einem pH-Wert von 7 bis 11. Betone und zementgebundene Mörtel liegen in ihren pH-Werten üblicherweise zwischen 11,5 und 12,6, d. h., in einem Bereich, in dem Zink bzw. Zinkstaub, unter Wasserstoffbildung gelöst werden kann. Dies wiederum führt dazu, daß unter ungünstigen Bedingungen eine Korrosion zunächst des Zinks unter Bildung von Weißrost stattfindet und schließlich auch der Stahl selbst korrodieren kann. Bedingt durch die Wasserstoffentwicklung beim Lösen von Anteilen des bei dem bekannten Verfahren verwendeten Zinkstaubs durch die hohe Alkalität des umgebenden Betons und des aufzubringenden zementgebundenen Reparaturmörtels, kann es weiterhin zu einer Verringerung der Bindefestig­ keit zwischen dem mit der Zinkstaubfarbe behandelten Bewehrungseisen und dem neu aufgebrachten Reparatur­ mörtel kommen.

Es ist ferner bekannt, zur Bekämpfung von Korrosionsschä­ den die freigelegten Bewehrungsstähle metallisch blank zu entrosten, mit einer kunstharzgebundenen Rostschutz­ farbe zu grundieren und mit einem kunstharzvergüteten Reparaturmörtel zu überdecken. Dabei ist es jedoch schwierig, die kunstharzgebundenen Rostschutzmittel, d. h., Grundierung, vollflächig, d. h., auch an den rückwär­ tigen Flächen, aufzubringen und diese im Anschluß daran möglichst gleichmäßig abzusandeln, und zwar zur Haftverbesserung zum folgenden, üblicherweise kunstharzgebundenen bzw. -vergüteten aufgebrachten Reparaturmörtel. Hinzu kommt, daß das Kunstharzgebundene Rostschutzmittel nicht die umliegenden Betonflanken und -flächen überdeckt. Diese ausgehärteten Kunststoff­ filme führen nämlich zu erheblichen Haftminderungen zu dem aufzubringenden Reparaturmörtel. Hinzu kommt, daß Voraussetzung die völlige Trockenheit der zu behandeln­ den Bewehrungsstähle ist, um eine gute Haftung zu dem aufzubringenden neuen Reparaturmörtel zu erreichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Sanierung von stahlbewehrten Beton zu schaffen, das einen wirksamen und dauerhaften Schutz des Bewehrungsstahls bewirkt, das einfach anzuwenden und auch prophylaktisch wirksam ist und eine Sanierungs­ schicht ergibt, die bei guter Haftung sowohl auf dem Bewehrungsstahl als auch auf dem Beton in ihren übrigen Eigenschaften, z. B. Druck- und Biegezugfestigkeit, Elastizitätsmodul und Wärmeausdehnungskoeffizienten, dem zu sanierenden Beton möglichst nahe kommt. Außerdem soll das Verfahren auch für Konstruktionsbeton geeignet sein, denn gegenüber kunstharzgebundenen Systemen erfolgt keine erhöhte Kriechverformung, wobei darüber hinaus auch die Forderungen nach DIN 4102 (Feuerschutz) erfüllt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren gemäß der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, nach dem erfindungsgemäß die freigelegten Bewehrungsstähle nicht metallisch blank entrostet, sondern nur vom anhaftenden Blattrost befreit werden, hierauf auf die so vorbereiteten Bewehrungsstähle ein Rostschutz­ mittel aufgebracht wird, das aus einer wäßrigen oder alkoholischen, Phosphat enthaltenden Lösung mit einem Elastifizierungsmittel besteht, und in einem weiteren Arbeitsgang ein haftfestigkeitserhöhendes Rostschutzmittel, bestehend aus einem fließfähigen Silikat, aufgebracht werden und daß nach dem Ablüften der beiden Rostschutzmittel, ohne den Bewehrungsstahl abzusandeln, ein zementgebundener Reparaturmörtel auf die Sanierungsstelle aufgebracht wird.

Ein derartiges Verfahren ist in keiner Weise arbeits­ aufwendig und mit hohen Kosten verbunden, da die freige­ legten Bewehrungsstähle lediglich von lose anhaftendem Rost durch Handentrostung entrostet und mit dem Rost­ schutzmittel grundiert und mit einem zementgebundenen Reparaturmörtel überdeckt werden; bei diesem Sanierungs­ verfahren entfällt das metallisch blank Entrosten der freigelegten Bewehrungsstähle. Wesentlich ist dabei, daß das Rostschutzmittel aus einer flüssigen, insbesondere wäßrigen oder alkoholischen Phosphatlösung besteht und ein Eleastifizierungsmittel enthält, wobei eine Einstellung des Rostschutzmittels auf einen alkali­ schen pH-Wert von 12 erfolgt, d. h., auf einen alkalischen pH-Wert ähnlich wie ihn ein nicht geschädigter Beton aufweist, wodurch eine hohe Benetzungsfähigkeit erhalten wird. Bei dem Elastifizierungsmittel handelt es sich um einen Hilfsstoff, durch den ein schnelles Abwaschen am zuvor eingestrichenen Stahl verzögert wird, so daß auch eine Durchführung des Sanierungsverfahrens im Freien bei Regen oder hoher Feuchtigkeit vorgenommen werden kann. Wird ein fließfähiges Silikat, insbesondere eine Alkalisilikatlösung, aufgebracht, dann wird die Haftfähigkeit wesentlich verbessert.

Nach der Behandlung der Bewehrungsstähle bzw. Bewehrungseisen mit der erstgenannten Rostschutzmittel­ lösung wird in einem weiteren Arbeitsgang ein satter Anstrich mit einem Silikat, d. h., mit einer Silikatlösung, einer Alkalisilikat-Lösung, aufgebracht, die hochalkalisch reagiert bei einem pH-Wert von etwa 12,4. Diese Alkali­ silikatlösung ist dabei auf einen pH-Wert von vorzugs­ weise 12,2 bis 12,6 eingestellt.

Besonders vorteilhaft bei diesem Betonsanierungsver­ fahren ist, daß die zu behandelnden Bewehrungseisen nicht metallisch blank auf den Entrostungsgrad SA 2½ entrostet werden müssen und daß durch das hohe Penetrationsvermögen der beiden Lösungen neben der Phosphatierung der Stahloberfläche gleichzeitig eine Alkalisierung der angrenzenden Betonflächen bewirkt wird. Insbesondere die an den Grenzflächen bei bekannten kunstharzgebundenen Systemen auftreten­ de Korrosion, d. h., im Übergangsbereich konservierter Stahl/Beton, wird durch das Sanierungsverfahren durch den dadurch einsetzenden Alkalischub unterbunden. Von Vorteil ist ferner, daß der aufgetragene Reparatur­ mörtel zementgebunden ist und keine oder nur geringe Kunstharzzusätze enthält.

Des weiteren sieht die Erfindung ein Verfahren zur Sanierung von stahlbewehrtem Beton, bei dem die freige­ legten Bewehrungsstähle entrostet, danach mit einem Rostschutzmittel oder zwei Rostschutzmitteln grundiert und nach der Grundierung mit einem Reparaturmörtel überdeckt werden, vor, das darin besteht, daß die freigelegten Bewehrungsstähle nicht metallisch blank entrostet, sondern nur vom anhaftenden Blattrost befreit werden, hierauf auf die so vorbereiteten Bewehrungsstähle ein Rostschutzmittel aufgebracht wird, das aus einer wäßrigen oder alkoholischen Phosphat enthaltendenLösung mit einem Elastifizierungs­ mittel besteht und, wenn zwei Rostschutzmittel angewandt werden, ein weiteres Rostschutzmittel aufgebracht wird, das aus einem Silikat besteht und daß nach dem Ablüften des Rostschutzmittels oder der Rostschutz­ mittel auf die mit diesem oder diesen vorbehandelten Bewehrungsstähle ein Zementlein aufgebracht wird, der aus einer Mischung aus

• a) Wasser,
• b) einem Zusatzmittel mit verflüssigenden und fließ­ mittelähnlichen Eigenschaften aus einem alkalikon­ densationsfähigen Harz, z. B. Ketonharz, und einer eine hohe Verseifungsfestigkeit aufweisenden Kunst­ harzdispersion, wie z. B. einer Acrylharzdispersion oder Butadienstyroldispersion oder einem Gemisch hiervon und
• c) Zement, insbesondere der Güteklasse PZ 35, PZ 45, PZ 55, HOZ 35, EPZ 35 oder EPZ 45 od. dgl. und gegebenenfalls
• d) Zuschlagstoffen

besteht, wobei die Mischung durch Vermischen des Wasser- Zusatzmittelgemisches mit dem Zement bei einer niedri­ gen Mischgeschwindigkeit in der Anfangsphase und bei einer sich hieran anschließenden hohen Mischgeschwindig­ keit erhalten wird.

Es hat sich überraschend gezeigt, daß unter Verwendung eines derartigen Zementierens gemäß der angegebenen Zusammensetzung das Sanierungsverfahren dadurch verein­ facht und verbessert werden kann, als die zweite Kompo­ nente, nämlich das fließfähige Silikat, nicht mehr auf die vorbehandelten Bewehrungsstähle aufgebracht zu werden braucht, sondern daß anstelle des fließfähigen Silikates der Zementleim aufgetragen wird. Vor dem Aufbringen des Reparaturbetons werden die mit dem Rostschutzmittel behandelten Bewehrungsstähle mit diesem Zementlein grundiert, wobei besonders vorteilhaft ist, daß bei der Herstellung des Zementleims zunächst in einer ersten Phase Wasser und Zusatzmittel miteinander vermischt werden, worauf dann in diese Mischung kontinu­ ierlich der Zement eingerührt wird und das Vermischen dann bei einer hohen Umlaufgeschwindigkeit des Mischers erfolgt. Dadurch, daß das Zusatzmittel Ketonharze und/oder Kunststoffdispersionen, insbesondere als ein die Fließfähigkeit erhöhendes Mittel enthält, wird eine Fließfähigkeit des Zementleims erreicht, aufgrund der es möglich ist, den Zementleim in die zu sanierenden Betonbauwerke einzubringen, und zwar auch an allen schwer zugänglichen Stellen, so daß auch die Rückseite der zu behandelnden Bewehrungsstähle mit dem Zementleim versehen werden können. Dabei ist vorteilhaft, wenn der Zementleim z. B. im Airless- Verfahren aufgespritzt wird. Die Zuführung des Zementleims mittels entsprechender Einrichtungen in das zu sanierende Betonbauwerk erfolgt unter Anwendung der jeweils erforderlichen Drücke. Durch eine evtl. Zugabe von Carbonaten der Alkali- oder Erdalkaligruppen wird dem Zementlein eine Anfangs­ erhärtung verliehen, durch die die Fließfähigkeit des Zementleims nicht beeinträchtigt wird.

Dadurch, daß die im Zementleim enthaltenden Poren in geringer Menge Luft enthalten, beinhaltet der Zementleim eine Vielzahl von kleinsten Bläschen, die den Gleit- und Fließvorgang des Zementleims in dem zu sanierenden Bauwerk verbessern, wobei der Zementleim auch porenfrei angewandt werden kann.

Eine wesentliche Rolle spielen dabei die in dem Zement­ leim enthaltenen Kunststoffe, wie Ketonharze und/oder Kunstharzdisperionen, wodurch die Abbindezeit für den Zementleim bzw. für den in dem Zementleim enthaltenen Zement vorverlegt wird insofern, als bereits nach erfolgter Zufuhr des Zementleims in das zu sanierende Bauwerk der Zementleim mit dem Zement erhärtet, so daß keine langen Erhärtungszeiten erforderlich sind und ein fest an den mit dem Rostschutzmittel vorbehandelten Bewehrungsstählen anhaftender Aufstrich erhalten wird.

Wesentlich ist, daß der verwendete Zementleim eine Viskosität aufweist, die ein Fließen des Zementleims ermöglicht, wodurch erreicht wird, daß alle zu behandeln­ den Bewehrungsstähle mit einem Zementleimanstrich versehen werden können. Der Zementleim weist nämlich eine sahneartige Konsistenz auf, die dadurch erreicht wird, daß die vorgegebene Menge an Zement mit dem Wasser-Zusatzmittelgemisch zunächst langsam, und zwar mit niedriger Tourenzahl des eingesetzten Mischers vermischt wird und danach erst wird die Tourenzahl wesentlich erhöht, wobei der Zementleim wirksam und der Reifegrad des Zements vorverlegt wird, bis eine sahneartige Konsistenz entsteht, auch bei W/Z-Faktoren unter 0,35. Die in dem Zementleim enthaltenen Zusätze betragen etwa 1% bis 5% vom Zementgewicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der nachste­ henden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Zunächst wird der zu sanierende Beton über der korrodie­ renden Bewehrung so weit entfernt, bis auf gesunden Kernbeton gestoßen wird. Hiernach erfolgt im allgemeinen eine Handentrostung, z. B. mittels eines Schabers, Drahtbürste oder Spachtel, jedoch auch rotierende Drahtbürsten oder Nagelhämmer können zur Blattrostenent­ fernung zur Anwendung gelangen. Vermittels dieser Handentrostung werden die freigelegten Betonstähle vom Blattrost d. h., vom losen Rost, befreit; eine Entrostung bis die Bewehrungs­ stähle metallisch blank sind, erfolgt nicht. Verbleibender Flugrost kann unberücksichtigt bleiben; ebenso wie das aufwendige, völlige Freistemmen der Bewehrung, um die Hinterkante des Bewehrungsstahles zu konservieren, da das zur Sanierung eingesetzte Rostschutzmittel sich um die Bewehrungsstähle herumzieht.

Danach wird der entrostete Bewehrungsstahl in einem Arbeitsgang satt mit einer Phosphatlösung eingestrichen, wobei auch der angrenzende Beton gestrichen wird. Nach einer Standzeit von mindestens einer Stunde je nach Witterung wird auf den so vorbehandelten Bewehrungs­ stahl und Beton ein satter Anstrich mit einer Silikat-, insbesondere Alkalisilikat-Lösung aufgebracht, und zwar 1 : 1 mit Wasser verdünnt, wobei besonders darauf zu achten ist, daß insbesondere die Übergangszonen Stahl/Beton mitbehandelt werden. Nach Auftrocknen der Silikat-Lösung-Wartezeit von mindestens 2 Stunden kann die Betonausbruchstelle mit Zementmörtel bzw. Feinbeton unter Berücksichtigung verdichtungstechni­ scher Eigenschaften aufgefüttert werden.

Die so behandelten Bewehrungsstähle sind dann vor weiterer Korrosion geschützt, da dieser Schutz über viele Jahre hinaus anhält, zumal der Reparaturmörtel selbst zementgebunden ist und somit dem Beton in seinen physikalisch-mechanischen Eigenschaftswerten - Druck-, Biegezugfestigkeit, Elastizitätsmodul, Wärmeausdehnungs­ koeffizient - weitestgehend entspricht und im übrigen zu einer weiteren Realkalisierung des angrenzenden Altbetons beiträgt. Der Reparaturmörtel haftet einwandfrei auf den Bewehrungsstählen, ohne daß es notwendig ist, Maßnahmen für die Verbesserung dieser Haftung, wie z. B. das Absandeln mit Quarzsand bei den Kunststoffsystemen, auszuführen.

Als Phosphatlösung kommen insbesondere alkalische, phosphathaltige Lösungen zur Anwendung, die frei von potentiell veränderten Metallkomponenten sind, wobei diesen Phosphaten auch Beschleunigungsmittel hinzugefügt sein können.

Als Elastifizierungsmittel können alle bekannten Mittel eingesetzt werden, soweit sie hochalkalibestän­ dig sind. Wesentlich ist für das gesamte Sanierungs­ verfahren, daß der verwendete Reparaturmörtel wasser­ undurchlässig ist.

Beispiel 2

Zur labormäßigen Prüfung, ob das für die Durchführung des Sanierungsverfahrens verwendete Rostschutzmittel die Voraussetzung für einen Korrosionsschutz erfüllt, eine ausreichend hohe Alkalität, die Abwesenheit von agressiven Bestandteilen, die eine Störung der Passivität zur Folge haben könnte, besitzt, wurde eine Bestimmung des pH-Wertes vorgenommen und elektrochemische Messungen an unlegierten Stählen in dem Rostschutzmittel durchge­ führt. Die elektrochemischen Messungen umfaßten die Aufnahme potentiodynamischer, anodischer Stromdichte/ Potentialkurven und potentiostatische Halteversuche bei einem anodischen Potential von U = 500 mV bezogen auf die Normalwasserstoffelektrode gemäß BAM-Richtlinie. Die Meßergebnisse zeigten, daß das dem Sanierungsverfahren zugrunde liegende Material mit dem gemessenen pH-Wert von 12,4 ausreichend hoch zur Passivierung von unlegier­ tem Stahl ist. Die Stromdichtewerte der elektrochemischen Messungen haben gezeigt, daß die Passivität störungsfrei im gesamten untersuchten Potentialbereich gegeben ist, d. h., daß unlegierter Stahl in Kontakt mit den im Sanierungsverfahren angegebenen Mitteln frei von Korrosionserscheinungen bleibt.

Beispiel 3

Die freigelegten Bewehrungsstähle wurden vom anhaften­ den Blattrost befreit und auf die so vorbehandelten Bewehrungsstähle die Rostschutzmittel aufge­ bracht, die aus einer wäßrigen oder alkoholischen, Phosphat enthaltenden Lösung mit einem Elastifizierungs­ mittel und einem fließfähigen Silikat bestehen. Als Phos­ phatlösung kamen die im Beispiel 1 aufgeführten Mittel zur Anwendung. Die so auf den Bewehrungsstählen erhaltene Phosphatschicht bzw. der in Eisen umge­ wandelte Rost bietet für sich noch keinen absoluten Schutz gegen eine weitere Korrosion. Aus diesem Grunde sind die so vorbehandelten Bewehrungsstähle durch eine weitere Beschichtung zu schützen, näm­ lich durch die zuvor beschriebene Silikat-Lösung. Nach dem Abbinden des Rostschutzmittels wird daher auf die vorbehandelten Bewehrungsstähle ein Zementleim aufgebracht, der aus einer Mischung aus

• a) Wasser,
• b) einem Zusatzmittel mit verflüssigenden und fließ­ mittelähnlichen Eigenschaften aus einem alkalikonden­ sationsfähigen Harz, z. B. Ketonharz, und einer eine hohe Verseifungsfestigkeit aufweisenden Kunst­ harzdispersion, wie z. B. einer Acrylharzdispersion oder Butadienstyroldispersion oder einem Gemisch hiervon und
• c) Zement, insbesondere der Güteklasse PZ 35, PZ 45, PZ 55, HOZ 35, EPZ 35 oder EPZ 45 od. dgl. und gegebenenfalls
• d) Zuschlagstoffen

besteht, wobei die Mischung durch Vermischen des Wasser- Zusatzmittelgemisches mit dem Zement bei einer vorzugs­ weise niedrigen Mischgeschwindigkeit in der Anfangsphase und bei einer sich hieran anschließenden hohen Mischge­ schwindigkeit erhalten wird.

Beispiel 4

Das für die Herstellung des Zementleims erforderliche Zusatzmittel, das sowohl verflüssigende als auch fließmittelähnliche Eigenschaften aufweist, wird wie folgt hergestellt:

Wasser als Dispergiermittel in einer Menge von etwa 45% wird mit Glykoläther in einer unter 1% liegenden Menge vermischt. Diese Mischung wird mit einem Alkalisalz in einer unterhalb etwa 0,5% liegenden Menge hochalkalisch eingestellt.

Der so hergestellten Lösung wird ein alkalikondensa­ tionsfähiges Harz, insbesondere Ketonharz, in einer Menge von vorzugsweise um 33% und eine ver­ dickend wirkende Kunstharzdispersion mit der spe­ ziellen Eigenschaft der Gleitfähigkeitserhöhung zugegeben, wobei die zugegebene Menge an Kunst­ harzdispersion unter 1% liegen sollte. Als Ketonharze kommen unverseifbare, helle, säurefreie Harze zur Anwendung, die durch alkalische Kondensation von Ketonen, z. B. Cyclohexanon oder Methylcyclohexa­ non entstehen, jedoch auch Harze aus Ketonen, wie z. B. Acetophenon, können zur Anwendung gelangen. Als Glykoläther finden vorzugsweise Fettalkohole Verwendung.

Des weiteren wird der so erhaltenen Mischung eine weitere verseifungsfeste Kunstharzdispersion in einer über 20% liegenden Menge hinzugegeben. Die Kunstharzdispersion weist eine hohe Verseifungs­ festigkeit auf. Es handelt sich hierbei um Dispersionen von z. B. 20% bis 70% Kunstharzteilchen, wie z. B. Acrylharz, Polyacrylsäureester, Polystyrolbuta­ dienverbindungen u. dgl. von wechselnder Größe, meist 0,1 bis 2,5 µ, in Wasser, auch mit Zusätzen von organischen Lösungsmitteln, soweit diese zur Anwendung kommen können. Auch ein Gemisch aus einer Acrylharzdispersion mit einer Butadienstyroldispersion kann zur Anwendung kommen. Bei der Acrylharzdispersion handelt es sich um Polymere der Acrylsäure und der Methacrylsäure sowie der entsprechenden Nitrile u. dgl. So kann u. a. auch Polymethylmethacrylat Verwendung finden. Bei der Butadienstyroldispersion handelt es sich um Butadienpolymerisate und Copolyme­ risate, die durch Polymerisation aus Butadien u. U. mit anderen polymerisierbaren Verbindungen, wie Styrol, Acrylnitril u. dgl. erhalten werden.

Ob eine Acrylharzdispersion oder eine Butadienstyrol­ harzdispersion oder deren Mischungen zur Anwendung gelangt, hängt vom jeweils gewünschten Luftporengehalt ab, wobei bei der Anwendung von Butadienstyrol ein Entschäumer in sehr geringer Dosierung zugegeben werden muß. Als Entschäumer können natürliche Fette und Öle, jedoch auch künstliche Fette und Öle zur Anwendung gelangen, wie z. B. Fettalkohole, Siliconharz u. dgl.

Für die Herstellung von Zementleimen mit hohem Fließver­ halten und hohem Wasserrückhaltevermögen und schneller Anfangserhärtung ist der Auswahl eines geeigneten Zementes besondere Aufmerksamkeit zu schenken. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß sich Zemente der Güteklasse vor­ zugsweise PZ 55 mit einer Mahlfeinheit von mindestens 4800 Blain bewährt haben. Weiterhin soll die Siebkurve möglichst einen geringen Anteil über 60 µ aufweisen und der Kalkstandard vorzugsweise über 96 betragen.

Für die Herstellung des Zementleims gelangen hochtourige Turbomischer, vorzugsweise mit einer Mischgeschwindigkeit um 3000 U/min, zur Anwendung, soweit der Zementleim in kürzester Zeit verarbeitungsfähig sein soll.

Für die Herstellung von etwa 18 l fertigen Zementleims wird ein schmaler schlanker Behälter von mindestens 30 l Inhalt, z. B. aus Stahl, eingesetzt. In diesen Behälter werden zunächst etwa 8,1 l Wasser eingegeben, dem dann anschließend etwa 1,1 kg des voranstehend herge­ stellten Zusatzmittels hinzugegeben wird, wobei die Menge des Zusatzmittels etwa 4,5% entspricht.

Da das Zusatzmittel etwa 50% Wasser, also etwa 0,6 l enthält, ergibt sich eine Gesamtwassermenge von etwa 8,7 l. Daraus ergibt sich ein Wasser-Zement-Faktor von 0,35. Dieses Wasser-Zusatzmittelgemisch wird geringfügig homogenisiert, was auch ohne Maschineneinsatz durchgeführt werden kann.

Anschließend wird dem Wasser-Zusatzmittelgemisch kontinuier­ lich unter Einsatz des Rührgerätes, z. B. Metabo 1000 S mit Rührquirl - und bei geringer Tourenzahl der Zement in einer Menge von 25 kg zugegeben. Sobald der Zement hinzugegeben worden ist, wird das Rührgerät auf volle Leistung, etwa 2800 bis 3000 U/min gebracht.

Die sahneartige Konsistenz, d. h., der sahneartige Charakter, des Zementleims stellt sich bei dem zuvor beschriebenen Verfahren im allgemeinen binnen einer halben Minute ein. Die Konsistenz des Zementleims ist mit herkömmlich den deutschen Normen entsprechenden Geräten nicht prüfbar, da er die Ränder in Sekundenschnelle überfließt. Die Prüfung erfolgt zweckmäßigerweise visuell. Der Zementleim muß die Konsistenz einer fettreichen Milchsahne aufweisen, jedoch mit dem Unterschied hierzu, daß sich keine Tropfen­ bildung ergibt, sondern der Abfließvorgang fadenziehend ähnlich dem von Motoröl nahekommt. Je nach Umgebungstempe­ ratur und Zementart hält dieser Zustand etwa 20 bis 40 Minuten an.

Während dieser Zeit wird die so hergestellte und sogenannte "Zementsahne" mittels geeigneter Einrichtungen, wie Pumpen, vorzugsweise Kolbenpumpen, deren Teile nicht aus Aluminium bestehen sollen, vermittels entsprechender Einführmittel, wie Druckschläuche, Packer u. dgl. in die zu sanierenden Konstruktionsteile injiziert oder aufgetragen.

Wegen des frühen Reifegrades des Zementleims stellt sich sehr schnell, also in kürzester Zeit, ein pH-Wert von über 11,0 ein, was insbesondere an die Maschinenbauteile erhöhte Anforderungen stellt. Die aufzuwendenden Drücke liegen im allgemeinen über 10 bar.

Beispiel 5

Die Herstellung des Zementleims kann auch in der Weise vorgenommen werden, daß eine vorgegebene Menge an Zement, z. B. der Güteklasse PZ 45 oder PZ 55 mit der Menge anWasser, die der Zement zum Hydrati­ sieren benötigt, in tourenmäßig umschaltbaren Spezialmi­ schern aufbereitet wird, dem so erhaltenen, einen noch bröckeligen Zustand aufweisenden Zementleim vor seinem Erstarren 1% bis 5% Gewichtsteile des Zusatzmittels beigemischt wird, das auch aus einer Kunstharzdispersion, z. B. einem Polykondensat unter Beigabe einer Acrylharzdis­ persion bestehen kann, hierauf dann den so erhaltenen Zementleim bei einer niederen Mischgeschwindigkeit des Mischers in einer ersten Phase zwecks Erreichung einer homogenen Mischung der Einzelkomponenten vermischt und in einer zweiten Phase den Zementleim durch Erhöhung der Mischgeschwindigkeit durch die erhöhte Energiezufuhr chemisch aufgeschlossen wird, wobei der Zementleim zunächst in eine puddingartige Konsistenz übergeht, jedoch innerhalb sehr kurzer Zeit, z. B. 10 Sekunden Rührzeit, in einen sahneähnlichen Fließzustand übergeht. Der dann erhaltene Zementleim wird unter Ausschluß von Druck oder unter Anwendung von Druck in das zu verfestigende Betonbauwerk eingegeben.

Zur Beschleunigung des Erstarrungsverhaltens können dem Zusatzmittel weitere Zusätze, wie z. B. Natrium- und/oder Kalium- und/oder Calciumcarbonat beigefügt werden.

Der Zementleim ist auch auf feuchtem Untergrund an­ wendbar, weil hierdurch die Haftverbundeigenschaften optimiert werden.

Beispiel 6

Das Zusatzmittel für den Zementleim kann beispielsweise aus:
Wasser etwa 20%
Glykoläther etwa < 0,3%
Alkalisalz etwa < 0,2%
Melaminharz etwa 30%
Ketonharz etwa 10%
Acrylharz- oder Buta­ dienstyroldispersion etwa 40% bestehen.

Die Komponenten der Harzanteile können dabei variiert werden.

Hiernach ist das Zusatzmittel für den Zementleim angepaßt worden, um eine optimale Verarbeitung des Zementleims mit Zuschlagstoffen zu ermöglichen, falls dies erforder­ lich sein sollte. Dabei werden die Zementleimeigenschaf­ ten beibehalten, wobei auch das Zusatzmittel für den Zementleim die wie voranstehend beschriebenen Komponenten beinhalten kann, wobei als weitere Komponente sich als besonders vorteilhaft ein Methacrylsäureester in geringer Menge erwiesen hat.

Im Gegensatz zu dem im vorangegangenen Beispiel beschriebenen Zusatzmittel kann für die Herstellung des Zementleims vorzugsweise Zement der Güteklasse PZ 45 benutzt werden, wobei der wie zuvor hergestellte Zementleim in Ein- vorteilhafterweise Zwei-Phasen-Mischung Zuschlagstoffe aufnehmen kann. Der zu erreichende Wasser/Zement-Faktor hängt überwiegend von den Anforderungen - insbesondere Druckfestigkeiten - ab und liegt im allgemeinen zwischen 0,35 und 0,40. Ein Mischungsverhältnis des Zementleims zu den Zuschlagstoffen ist dabei den jeweiligen Gegeben­ heiten anpaßbar. Es ist auch möglich, mit diesem Zusatz­ mittel Leichtbetone mit Gewichten um etwa 1 kg/l herzustel­ len, ohne daß die Leichtzuschläge im Zementleim aufschwimmen. Auch der Leichtmörtel bleibt homogen und weist hohe Druck- und Biegezugfestigkeiten auf.

Die Herstellung des Zementleims ist auch mit Zementen der Güteklasse HOZ 35, EPZ 35 bzw. EPZ 45 und schlacken­ sandreichen HOZ der Klasse Z 35, z. B. das unter dem Handelsnamen Aquafirm eingetragene Produkt, mög­ lich, wobei sich bei den Zementen W/Z-Werte bis etwa 0,30 erreichen lassen.

Beispiel 7

Der Zementleim kann auch aus folgenden Komponenten bestehen:
Wasser etwa 85%
hochwirksames, nicht ionisiertes Netzmittel etwa 0,1%
mehrwertiger Alkohol etwa 1%
Alkalisalz etwa 1%
Glykoläther etwa 1%
Entschäumer etwa 0,1%
z. B. Ketonharz etwa 10%.

Als mehrwertige Alkohole können Glykole, andernfalls auch Diole und auch höherwertige Alkohole zur Anwendung gelangen. Neben aromatischen Alkoholen können auch aliphati­ sche Alkohole verwendet werden. Als Netzmittel kommen die an sich bekannten Netzmittel zur Anwendung, wie z. B. Saponine, Alkylsulfate, Alkylsulfonate od. dgl. zur Verwendung. Als Ketonharze finden die voranstehend beschriebenen Verbindungen Anwendung, wobei jedoch auch andere Kunststoffdis­ persionen zur Anwendung gelangen können.

Das Sanierungsverfahren ist kostengünstig und mit hoher Wirtschaftlichkeit einsetzbar. Die Rostschutzmittel sind auf einen alkalischen pH-Wert von etwa 12 bzw. 12,4 und zwar auf den pH-Wert eingestellt, wie ihn ein nicht geschädigter Beton aufweist.

Ein schnelles Abwaschen des auf die Bewehrungsstähle aufgebrachten Rostschutzmittels wird verzögert. Die anschließend aufzubringende Alkalisilikat-Lösung führt zu einer Verfestigung des phosphathaltigen ersten Korrosionsschutzanstriches (Rostschutzmittel) sowie zu einer weiteren pH-Wert-Erhöhung. Die Hafteigen­ schaften auf den Bewehrungsstählen und zu dem aufge­ brachten Reparaturbeton werden nicht verringert. Nach dem Abbinden des Rostschutzmittels braucht die Sanierungsstelle nicht mehr, wie sonst üblich, vorge­ näßt zu werden. Der Reparaturmörtel kann direkt aufgebracht werden, wobei als Reparaturmörtel auch ein auf der Basis des Zementleims hergestellter Mörtel verwendet werden kann. Wesentlich ist, daß der aufzu­ bringende Reparaturmörtel verdichtet wird und weitgehendst wasserundurchlässig ist.

Das Verfahren zur Sanierung von stahlbewehrtem Beton besteht hiernach darin, daß die freigelegten und nicht metallisch blank entrosteten Bewehrungsstähle nur vom anhaftenden Blattrost befreit und daß auf die so vorbehandelten Bewehrungsstähle nacheinander zwei Rostschutzmittel aufgebracht werden, von denen das erste Rostschutzmittel aus einer wäßrigen oder alko­ holischen, Phosphat enthaltenden Lösung und das zweite Rostschutzmittel aus einem die Haftfestigkeit erhöhenden, fließfähigen Silikat besteht, wobei nach dem Ablüften der beiden Rostschutzmittel ein zementgebundener Reparaturmörtel auf die Sanierungsstelle aufgebracht wird.

Claims (9)

1. Verfahren zur Sanierung von stahlbewehrtem Beton, bei dem die freigelegten Bewehrungsstähle entrostet, danach mit einem Rostschutzmittel grundiert und nach der Grundierung mit einem Reparaturmörtel überdeckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die freigelegten Bewehrungsstähle nicht metallisch blank entrostet, sondern nur vom anhaftenden Blatt­ rost befreit werden, hierauf auf die so vorbereite­ ten Bewehrungsstähle ein Rostschutzmittel, das aus einer wäßrigen oder alkoholischen, Phosphat enthaltenden Lösung mit einem Elastifizierungsmittel besteht, und in einem weiteren Arbeitsgang ein haftfestigkeitserhöhendes Rostschutzmittel, beste­ hend aus einem fließfähigen Silikat, aufgebracht werden und daß nach dem Ablüften der beiden Rost­ schutzmittel, ohne den Bewehrungsstahl abzusandeln, ein zementgebundener Reparaturmörtel auf die Sanierungs­ stelle aufgebracht wird.

2. Verfahren zur Sanierung von stahlbewehrtem Beton, bei dem die freigelegten Bewehrungsstähle entrostet, danach mit einem Rostschutzmittel grundiert und nach der Grundierung mit einem Reparaturmörtel überdeckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die freigelegten Bewehrungsstähle nicht metallisch blank entrostet, sondern nur vom anhaftenden Blatt­ rost befreit werden, hierauf auf die so vorbereiteten Bewehrungsstähle ein Rostschutzmittel, das aus einer wäßrigen oder alkoholischen, Phosphat enthal­ tenden Lösung mit einem Elastifizierungsmittel besteht, und daß nach dem Ablüften des Rostschutz­ mittels auf die so vorbehandelten Bewehrungs­ stähle ein Zementleim aufgebracht wird, der aus einer Mischung aus

• a) Wasser,
• b) einem Zusatzmittel mit verflüssigenden und fließmittelähnlichen Eigenschaften aus einem alkalikondensationsfähigen Harz, z. B. Keton­ harz, und einer eine hohe Versteifungsfestigkeit aufweisenden Kunstharzdispersion, wie z. B. einer Acrylharzdispersion oder Butadienstyroldisper­ sion oder einem Gemisch hiervon und
• c) Zement, insbesondere der Güteklasse PZ 35, PZ 45, PZ 55, HOZ 35, EPZ 35 oder EPZ 45 od. dgl. und gegebenenfalls
• d) Zuschlagstoffen

besteht, wobei die Mischung durch Vermischen des Wasser-Zusatzmittelgemisches mit dem Zement bei einer niedrigen Mischgeschwindigkeit in der Anfangs­ phase und bei einer sich hieran anschließenden hohen Mischgeschwindigkeit erhalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rostschutzmittel auf einen alkalischen pH-Wert von etwa 12 bzw. auf den pH-Wert eingestellt ist, wie ihn ein nicht geschädigter Beton auf­ weist,

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß als Elastifizierungsmittel ein vorzugsweise adhäsiv wirkender Hilfsstoff u. a. auf Kunststoffbasis verwendet wird, der ein schnelles Abwaschen des Rostschutzmittels ohne Beeinträchtigung der Haft­ eigenschaften an den zuvor mit dem Rostschutzmittel oder den Rostschutzmitteln eingestrichenen Beweh­ rungsstählen verzögert.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß nach dem Abtrocknen des ersten Rost­ schutzmittels eine Alkalisilikatlösung mit einem über 12 liegenden pH-Wert im Verhältnis 1 : 1 mit Wasser verdünnt als weiteres Rostschutzmittel auf den Stahl und den angrenzenden Beton aufge­ tragen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der nach der Behandlung der Bewehrungsstähle mit dem Rotzschutzmittel oder den Rostschutzmitteln aufgebrachte Reparaturmörtel bzw. Beton Kunstharz­ zusätze enthält oder kunstharzzusatzfrei ist.

7. Verfahren zur Sanierung von stahlbewehrtem Beton, bei dem die freigelegten Bewehrungsstähle entrostet, danach mit einem Rostschutzmittel grundiert und nach der Grundierung mit einem Reparaturmörtel überdeckt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die freigelegten Bewehrungsstähle nicht metallisch blank entrostet, sondern nur vom anhaftenden Blattrost befreit werden, hierauf auf die so vorbereiteten Bewehrungs­ stähle ein Rostschutzmittel, das aus einer wäßri­ gen oder alkoholischen, Phosphat enthaltenden Lösung mit einem Elastifizierungsmittel besteht, und in einem weiteren Arbeitsgang ein haftfestigkeits­ erhöhendes Rostschutzmittel, bestehend aus einem fließfähigen Silikat, aufgebracht werden und daß nach dem Ablüften der beiden Rostschutzmittel auf die mit diesem vorbehandelten Bewehrungsstähle ein Zementleim aufgebracht wird, der aus einer Mischung aus

• a) Wasser,
• b) einem Zusatzmittel mit verflüssigenden und fließmittelähnlichen Eigenschaften aus einem alkalikondensationsfähigen Harz, z. B. Ketonharz, und einer eine hohe Versteifungsfestigkeit aufweisenden Kunstharzdispersion, wie z. B. einer Acrylharzdispersion oder Butodienstyroldis­ persion oder einem Gemisch hiervon und
• c) Zement, insbesondere der Güteklasse PZ 35, PZ 45, PZ 55, HOZ 35, EPZ 35 oder EPZ 45 od. dgl. und gegebenenfalls
• d) Zuschlagstoffen

besteht, wobei die Mischung durch Vermischen des Wasser-Zusatzmittelgemisches mit dem Zement bei einer niedrigen Mischgeschwindigkeit in der Anfangs­ phase und bei einer sich hieran anschließenden hohen Mischgeschwindigkeit erhalten wird.