DE3811417A1 - Verfahren zum aufbringen von beschichtungsbetonen mit hoher verbundwirkung auf altbetonoberflaechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen von Beschichtungsbeton mit einer hohen Verbundwirkung auf Altbetonoberflächen, welches u. a. bei der Sanierung von Flugbetriebs-, Straßenverkehrs- und Parkflächen Anwendung finden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, die Funktionstüchtigkeit qualitätsgeminderter bzw. geschädigter Altbetonoberflächen wesentlich material-, energie- und kostengünstiger als bisher wieder herzustellen und die Verbundwirkung zwischen Altbeton und Beschichtungsbeton dauerhaft zu erhöhen.

Bisher wurden nicht mehr den Nutzensanforderungen gerecht werdende Verkehrsflächen durch Abtragen der gesamten Altbetondeckschicht und Einbringen einer neuen Betondecke (Tiefeinbau) oder durch Überbauung der vorhandenen Altbetonfläche mit einer neuen Betondeckschicht 180 bzw. 210 mm Dicke (Hocheinbau) rekonstruiert. Diese Verfahren sind sehr material-, energie- und kostenaufwendig. Für Kleinflächen ist bekannt, daß partielle Sanierungen durch relativ dünne Betonschichten manuell ausgeführt werden, wobei die Betonvorbereitung durch Sandstrahlen und die Nachbehandlung durch ständige Wasserzuführung erfolgt. Eine industrielle Fertigung zusammenhängender Flächen ist mit dieser Technologie nicht möglich (Sommer, H.: "Be­ schichtungen auf Zementbeton"; Zement und Beton, Wien 28 (1983) 2, Sonderdruck).

Weiterhin sind Verfahren bekannt, wo oberflächenzerstörte Betonbauwerke durch Beschichten mit Kunstharzen oder Zementbetonen unter Anwendung verschiedenster Aufbringungsverfahren (z. B. Spritzverfahren) saniert werden. Bei Anwendung von Kunstharzen werden wasserdampfundurchlässige Sperrschichten erzeugt, die sich bei großflächiger Anwendung in vielen Fällen durch Dampfdruckentstehung im Grenzbereich Altbeton/Kunstharz wieder ablösen.

Bei Beschichtungen mit Zementbeton treten derartige Ablösungen infolge dieser Ursachen nicht auf. Die Dauerbeständigkeit derartiger Sanierungen hängt weitestgehend von der Ausbildung der Kontaktfläche zwischen Alt- und Beschichtungsbeton ab. Die Verbindung zwischen Alt- und Beschichtungsbeton wird über die sogenannte Kontaktzone hergestellt. Der Haftverbund und die Dauerbeständigkeit dieser Kontaktzone ist ein Ergebnis der mechanischen Verzahnung und des Kristallwachstums in diesem Bereich. Dieses Kristallwachstum bzw. die Kristallverdichtung im Kontaktbereich wird bei den bisher bekannten Beschichtungsverfahren Beton/Beton bzw. silikatische Oberfläche/Zementbeton nur ungenügend ausgebildet, so daß die Haftverbundfestigkeit und vor allem die Dauerbeständigkeit des Haftverbundes nur unzureichend gesichert wird (Sommer, H.: "Beschichtungen auf Zementbeton"; Zement und Beton, Wien 28 (1983) 2, Sonderdruck).

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das die maschinelle Herstellung dünner großflächiger Zement­ betonbeschichtungen mit einer dauerhaften Verbindung zwischen Altbeton (Zementbeton) und Beschichtungsbeton (Zementbeton) ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß nach einer Oberflächenzustands- und Kennwertanalyse des Altbetons, seiner Vorbehandlung, dem maschinellen Auftragen einer wäßrigen anorganischen Salzlösung und dem Aufbringen einer Haftbrücke der Beschichtungsbeton mittels höhen- und richtungsgeführter Gleitschalungsfertiger oder Oberflächenverdichtungsgeräte aufgebracht und zweimal innerhalb einer Stunde durch gleichmäßiges Aufsprühen eines hochwirksamen filmbildenden Betonnachbehandlungsmittels nachbehandelt wird.

Die Analyse des Altbetons umfaßt die Feststellung der Verschmutzung und Struktur, der Haftzugfestigkeit, des E-Modules, der Druckfestigkeit und der Porencharakteristik. Die Vorbehandlung der Altbetonoberfläche schließt ein ihr Abfräsen mit Fräsmechanismen bzw. Abtragen mit Hochdruckwasserstrahl und eine grundhafte Reinigung mittels Wasserstrahl, Druckluft und Kehrmaschine. Durch häufige maschinelle Wasserbesprühung vor dem Einbau des Beschichtungsbetons wird eine weitgehende Wassersättigung des Altbetons erreicht und folgend ein Absaugen des Anmachwassers aus der relativ dünnen Schicht des Beschichtungsbetons verhindert.

Das sich erfindungsgemäß anschließende Aufsprühen/Aufstreichen der wäßrigen Metallsalzlösung bewirkt, daß im Bereich der Kontaktzone eine nachhaltige Verstärkung der aus der Hydration des Zements entstandenen Kristalle erreicht wird. Dadurch wird die Zerstörung der Kontaktzone und damit das Ablösen des Beschichtungsbetons vermieden. Als Salzlösung wird erfindungsgemäß eine 5-20%ige wäßrige Aluminiumlösung (Aluminiumchlorid-, Alaunlösung u. a.) verwendet. Die Haftfestigkeit zwischen Altbetonoberfläche und Beschichtungsbeton erhöht sich gegenüber unbehandelten Flächen im Erhärtungsalter von 28 Tagen um ca. 100 bis 200%. Besonders die Dauerbeständigkeit wird um das 2-3fache erhöht.

Die danach aufgebrachte Haftbrücke besteht aus Zementleim, der sich aus Zement, Wasser und Verflüssiger bei einem maximalen W/Z-Wert von 0,4 zusammensetzt, oder aus Beschichtungsbeton, der gegenüber sonstigen Betonen doppelt so lang gemischt wurde. Der Beschichtungsbeton selbst besteht aus Zuschlagstoffen, ggf. unter Einschluß von Fasermaterial, Zement, Wasser und Zusatzmittel aus luftporenbildenden Verflüssigern, wobei der Kornaufbau der Zuschlagstoffe in Abhängigkeit von der Beschichtungsdicke durch die oberen Korngrößen von 8 bzw. 16 mm mit den Kornwertbereichen (K-Werte) K₈=2,5-3,8 bzw. K₁₆=3,1-4,7 im Konsistenzbereich zwischen V3-V5 begrenzt ist.

Beim Einbau des Beschichtungsbetons ist am Gleitschalungsfertiger ein Spezialtuch zur gleichmäßigen Strukturierung der frischen Betonoberfläche angehängt. Zudem kommen höheneinstellbare, mit Seitenflächenschutz versehene Schalungen zum Einsatz, so daß eine anforderungsgerechte Oberflächenverdichtung erreicht wird. Gegebenenfalls ist das überschüssige Anmachwasser zur Reduzierung der Schwindungsgefahr durch Anwendung einer Vakuumtechnologie abzusaugen. Die Nachbehandlung des Beschichtungsbetons erfolgt erstmalig unmittelbar nach dem höhengerechten Einbau und Aufbringen des Besenstriches quer zur Fertigungsrichtung.

Unter Zusatz von Stahlfasern hergestellter Beschichtungsbeton wird erfindungsgemäß zur Überbrückung von Rissen und Schäden im Altbeton und zur Aufnahme von Frühschwindungsspannungen im Beschichtungsbeton eingesetzt. In jedem Fall ist im Beschichtungsbeton im Vergleich zu den Fugen im Altbeton für die Quer- und Längsfugen Fugendeckung mit einer Toleranz von ±5 mm zu gewährleisten

Anhand eines Beispieles soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden.

Für die Sanierung einer durch Hitze-, Frost- und Tausalzbelastungen geschädigten Flugbetriebsflächen aus Beton würden erfindungsgemäß folgende Verfahrensschritte realisiert:

• - Im Ergebnis der Zustandsanalyse wird die Altbetonoberfläche in einer Dicke von 2-4 mm mit einem Hochdruckwasserstrahlgerät abgetragen, anschließend mit einem Kehrgerät gesäubert und mit Wasserstrahl bei einem Druck von maximal 6 bar grundhaft gereinigt.
• - 24 Stunden vor Einbau des Beschichtungsbetons wird die täglich einzubauende Fläche feucht gehalten.
• - Unmittelbar vor dem Aufbringen der Zementleimhaftbrücke wird eine 8%ige Aluminiumchloridlösung mit Verflüssiger auf die Altbetonfläche aufgesprüht. Die Auftragsmenge insgesamt für 1 m² Oberfläche beträgt dabei ca. 30 cm³.
• - Die Zementleimbrücke wird in einem Mischer aus Zement PZ 1/45 mit Wasser bei einem W/Z-Wert von 0,38 unter Zusatz eines Hochleistungsverflüssigers (0,2% bezogen auf den Zementanteil) gemischt und durch ein Spezialgerät eingebürstet.
• - Herstellen des Beschichtungsbetons mit einer Rezeptur von 50% Betonkiessand 0/4 und 50% Betonkies 4/8, Zement PZ 1/45 450 kg/m³ und Wasser mit W/Z-Wert 0,42 sowie Zusatz von Luft­ porenverflüssiger mit 6% Luftporen.
• - Dosiertes Verteilen des Betongemisches auf die frisch eingebürstete Haftbrücke vor dem Gleitschalungsfertiger und höhengerechter Einbau von 40 mm dicken Beschichtungsbeton.
• - Zweimalige Nachbehandlung mit einem filmbildenden Nachbehandlungsmittel mit je 400 g/m².
• - Frühestmöglicher zu den Fugen des Altbetons deckungsgleicher Fugenschnitt.

Bei dem angegebenen Ausführungsbeispiel ergeben sich bezüglich der Aufwandsvergleiche gegenüber dem Hoch- und Tiefeinbau folgende Verhältnisse:

Claims (4)

1. Verfahren zum Aufbringen von Beschichtungsbetonen mit hoher Verbundwirkung auf Altbetonoberflächen, gekennzeichnet dadurch, daß nach einer Oberflächenzustands- und Kennwertanalyse des Altbetons, seiner Vorbehandlung, dem maschinellen Auftragen einer wäßrigen anorganischen Salzlösung und dem Aufbringen einer Haftbrücke der Beschichtungsbeton mittels höhen- und richtungsgeführter Gleitschalungsfertiger oder Oberflächenverdichtungsgeräte aufgebracht und zweimal innerhalb einer Stunde durch gleichmäßiges Aufsprühen eines filmbildenden Betonnachbehandlungsmittels nachbehandelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Vorbehandlung der Altbetonoberfläche ihr Abfräsen mit Fräsmechanismen oder ihr Abtragen mit Hochdruckwasserstrahl einschließt, wobei die Dicke der entfernten Schicht maximal 10% des aufzutragenden Beschichtungsbetons ausmacht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Salzlösung eine 5-20%ige wäßrige Aluminiumlösung, bevorzugt eine Aluminiumchlorid- oder Alaunlösung, eingesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß dem Beschichtungsbeton Stahlfasern zugesetzt werden.