Schutz für die Stahlbewehrung - Wacker Chemie AG


Schutz für die Stahlbewehrung

Die 346,8 Kilometer lange Tōmei-Autobahn ist Teil des Asian Highway 1, der über 20.557 Kilometer von Tokio über Korea, China, Südostasien, Indien, Iran und über den Bosporus bis in die Türkei verläuft.

Auch Säure setzt Stahlbeton zu

Eine weitere Gefahr droht aus der Luft: die sogenannte Carbonatisierung. Hier transportieren Luftfeuchte und Regenwasser Kohlendioxid aus der Atmosphäre in die Betonporen. Es bildet sich Kohlensäure und daraus Calciumcarbonat. Der sonst alkalische Beton wird dabei von außen nach innen zunehmend saurer. Erreicht dieser Vorgang den Stahl, so verliert dieser seinen Korrosionsschutz und beginnt in Gegenwart von Feuchtigkeit und Sauerstoff zu rosten.

„So wichtig Wasser bei der Herstellung von Beton ist, so zerstörerisch kann es sich als Transportmedium auswirken“, erklärt Hiroshi Kanzawa von Wacker Ashaikasei Silicones (AWS). Denn in allen Beispielen erfolgt die Schadstoffaufnahme meist durch den Kontakt des Baustoffs mit Wasser. „Der effizienteste Schutz für Beton ist also die drastische Reduktion der Wasseraufnahme“, betont Kanzawa. Denn ohne Wasser könne Stahl auch in einem carbonatisierten Beton nicht mehr korrodieren.

Silane haben sich bewährt

Als eines der größten Bauunternehmen in Japan, ist auch die Kajima Corporation an dem neuen Autobahn-Projekt beteiligt. „Wir setzen dafür auf das Prinzip der hydrophobierenden Imprägnierung“, sagt Dr. Daisuke Hayashi, Forschungsingenieur beim Kajima Technical Research Institute. Die dabei entstehende wasserabweisende Schutzzone reduziert die Aufnahme von Schadstoffen erheblich. Als optimale Produktklasse haben sich dafür Silane mit langen Alkylketten, wie Iso-Octyl-Silane, erwiesen. Wie kaum eine andere Stoffklasse sind Silane gegen UV-Strahlung, thermische Belastung, aggressive Stoffe oder mikrobiologische Einflüsse resistent. Und obwohl sie gut in den Beton eindringen, versiegeln sie diesen nicht komplett, sondern schützen ihn nur vor äußeren Einflüssen. Der Baustoff kann weiterhin von innen heraus Wasserdampf ausscheiden und trocknen.

In seiner Wirkung bedient sich das Verfahren der Materialeigenschaften des Betons: „Die Silane bilden mit der silikatischen Matrix der Poren- und Kapillarwandung extrem stabile Bindungen“, sagt WACKER-Bautenschutzexperte Dominik Auer. Denn die schützenden Moleküle ähneln herkömmlichen Quarzmolekülen und haben zusätzlich noch einen organischen Rest. Das macht den Schutz besonders haltbar, und die hydrophobe Wirkung bleibt über Jahrzehnte bestehen.

Um ein optimales Ergebnis zu erzielen, müssen die Anwender allerdings einige Vorgaben beachten. „Vor jeder Instandsetzungsmaßnahme empfehlen wir zunächst eine genaue Zustandsanalyse des Bauwerks durch darauf spezialisierte Fachleute, etwa ein in diesem Bereich tätiges Ingenieurbüro“, sagt Dr. Auer. Mit Magneten, Ultraschall und Radar wird die Konstruktion auf Herz und Nieren geprüft. Die Temperatur und Feuchte des Betons und der umgebenden Luft, die Tiefe der Carbonatisierung und die Druckfestigkeit sowie die Tiefe des Bewehrungsstahls lassen sich so bestimmen. Bei älteren Betonobjekten wird auch der Chloridgehalt in der Tiefe bestimmt. „In besonderen Fällen kann ein entnommener Bohrkern im Labor untersucht werden“, berichtet Auer. Ist der Bauzustand genau erfasst, wird von einem Ingenieurbüro die passende Sanierungsmaßnahme geplant und in der Regel als Ausschreibung veröffentlicht.

Sprühen oder fluten

Zur hydrophobierenden Imprägnierung von Beton stehen flüssige oder cremeförmige Produkte zur Verfügung. Cremes lassen sich mittels sogenannter Airless-Sprühmaschinen auftragen. Diese Geräte haben einen Saugrüssel, der sich direkt in das Produktgebinde eintauchen lässt, und ermöglichen eine exakte Dosierung des Wirkstoffs. Der größte Vorteil des Sprühauftrags von cremeförmigen Produkten ist aber, dass er in einem einzigen Arbeitsgang erfolgen kann.