BSK-Angriff abgewehrt
Der Aggerverband mit Sitz in Gummersbach ist für die flächendeckende Kanalisation und Regenwasserbehandlung in der Region zuständig. Um den Abwasserreinigungsprozess zukunftssicher gewährleisten zu können, wurde für die Schneckenpumpwerke der Kläranlagen Engelskirchen und Overath eine umfassende Sanierung beschlossen. Im gleichen Zuge sollte die Instandsetzung mit der Remmers Silicate-Technologie durchgeführt werden.
Thomas Rosenberger, Löningen
Die Kläranlage Engelskirchen ist eine für 10.000 EW ausgelegte mechanisch-biologische Kläranlage mit einer mittleren Zulaufbelastung von 12.783 EWCSB. Die Anlage wird in einem Schlammverbund mit vier weiteren kommunalen Kläranlagen des Aggerverbands betrieben. Hierzu gehört auch die Kläranlage Overath für 19.100 Einwohner.
Beide Schneckenpumpwerke waren aufgrund ihres fortgeschrittenen Alters modernisierungsbedürftig und wiesen an den vom Abwasser umspülten Betonflächen erhebliche Korrosionsschäden durch BSK-Angriff auf.
Problemstellung BSK-Angriff bei
abgedeckten Bauwerken
An allen Bauteilen einer Kläranlage herrscht Korrosionsgefahr – vor allem dort, wo es anaerob zugeht durch Eindickung und Faulung. Das gilt besonders für den Zulaufschacht und das Pumpwerk. Der chemische Angriff bewirkt an den Betonflächen teilweise bis 5 cm tiefe Zerklüftungen. Das stellt an das Instandsetzungssystem unterschiedliche Anforderungen. Die Egalisierung muss exzellent haften und schnelle Überarbeitung ermöglichen und das Oberflächenschutzsystem muss gegen die Expositionsklasse XBSK nach DWA Merkblatt M- 211„Schutz und Instandsetzung von Betonbauwerken in kommunalen Kläranlagen“ beständig sein.
Bauzustandsanalyse
Mit der Bauzustandsanalyse der beiden Objekte wurde das Fachplanungsbüro Schönborn beauftragt. Die durchgeführten betontechnologischen Untersuchungen ergaben, dass der größte Teil der Bewehrungseisen im Stahlbeton noch im alkalischen Milieu des Bauwerksbetons lag und somit vor Korrosion geschützt war. In Teilbereichen der Trogwände hingegen nicht. Ein Hinweis darauf, dass die Bewehrungsüberdeckung im Bauteil sehr unterschiedlich ausfiel und daraus resultierten die sichtbaren Betonschäden. Ein kritischer korrosionsauslösender Chloridgehalt lag nicht vor, die Belastung aus Nitraten und Sulfaten wurde als niedrig eingestuft. Die Belastung mit Ammonium war hingegen stark bis sehr stark ausgeprägt, mit entsprechender angreifender Wirkung. Die mikroskopischen Untersuchungen ergaben einen lösenden Angriff (BSK) auf die Zementmatrix. Die Schädigungstiefe wurde mit 3,7 mm ermittelt.
Systemauswahl für Betonsanierung und -schutz
Als die Kennwerte der Bauzustandsanalyse vorlagen, machte sich Uwe Steinacker, sachkundiger Planer für Betoninstandsetzung vom Aggerverband, an die Arbeit und erarbeitete ein Instandsetzungkonzept. Beratend an seiner Seite: Thomas Rosenberger, Remmers Fachplanung, Objekt- und Projektmanager WWT, Sachverständiger für Schäden an Abdichtungssystemen. „Wir wollen den Konstruktionsbeton flächig gegen den Angriff durch BSK schützen. Für die Wiederherstellung des Korrosionsschutzes der Bewehrung haben wir theoretisch gemäß der Rili SIB drei Instandsetzungsprinzipien zur Verfügung“, so Uwe Steinacker.
(1) Instandsetzungsprinzip R 2
(örtliche Ausbesserung mit alkalischem Mörtel)
(2) Instandsetzungsprinzip C
(Korrosionsschutz durch Beschichtung der Bewehrung)
(3) Mineralisches Oberflächenschutzsystem
(gesamte Stahlbetonoberfläche)
„Ich bin für ein eignungsgeprüftes, mineralisches Oberflächenschutzsystem, das mit den Anforderungen aus der Expositionsklasse XBSK fertig wird. Hierbei ist das Ziel, die minimale Betondeckung wie unter (1) beschrieben an jeder Stelle des Bauteils herzustellen, um auf das Instandsetzungsprinzip (C) verzichten zu können.”, fährt Uwe Steinacker fort. Diesem Anforderungsprofil für die Betoninstandsetzung entsprach zu 100% ein Remmers-System. Bestehend aus Betofix R4 SR für die Egalisierung und Silicate R als Oberflächenschutz gegen BSK-Anfgriff. Beide Produkte sind präzise für die vorliegenden Anforderungen konzipiert und verfügen daher über die notwendigen Prüfzeugnissse und praxisrelevanten Verarbeitungseigenschaften.
Egalisierung
Der faserverstärkte PCC-Trockenmörtel Betofix R4 SR hat sich hervorragend zur statischen Instandsetzung und Egalisierung von Betonbauwerken bewährt. Der Spezialmörtel erfüllt die Forderungen der DIN EN 1504 sowie der Expositionsklasse XA3 als Betonersatz.
Der hohe Schichtdickenausgleich und die Überarbeitung von Betofix R4 SR schon nach 24 Std. lassen im Vergleich zu anderen bekannten Systemen eine sehr schnelle und effektive Arbeitsweise mit einer angepassten Maschinentechnik zu. Dadurch werden Stillstandzeiten BSK-geschädigter Bauteile deutlich minimiert.
Oberflächenschutzsystem
An den Oberflächenschutz werden aufgrund der hohen chemischen Belastung sowie der geforderten Festigkeit hohe Anforderungen gestellt, um die Parameter der Expositionsklasse XBSK einzuhalten. Alle diese Anforderungen werden durch Silicate R als standfester, silikatischer Mörtel zur Beschichtung und Reprofilierung (bis 15 mm Schichtdicke) von mineralischen Wand- und Bodenbauteilen erfüllt. Er ermöglicht sogar den Auftrag als Oberflächenschutzsystem in der geforderten minimalen Auftragsdicke von 8 mm in einem Arbeitsgang.
Der Durchbruch für Eigenschaftsprofil und Anwendungsspektrum ist erst mit der Einflechtung der Silicate-Technologie für die Schutzsysteme gelungen. Die praktisch unlöslichen Silikatverbindungen des Systems erlauben ein Arbeiten in völlig neuen Dimensionen. Extreme Belastungen, auch in Kombination mit hohen Temperaturen, Chemikalien und mechanischer Degradation, bleiben für die Bauteile wirkungslos.
Auch bei rückseitig einwirkender Wasserbelastung und frontseitigem BSK-Angriff wird eine dauerhafte Abdichtung gewährleistet – ohne das Schadensrisiko diffusionsdichter Beschichtungen!
Gerade bei der Applikation per Hand oder mit Maschinentechnik zeigen sich bei ungünstigen Klimabedingungen enorme Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, wie z. B. Reaktionsharze. Beim Forschungsprojekt vom IKT – „Sanierung von Abwasserschächten: Untersuchungen von Materialien und Systemen zur Abdichtung und Beschichtung“ – haben deshalb Silicate-Systeme, in Konkurrenz zu vielen anderen Materialien, hervorragend abgeschnitten.
Fazit
Betoninstandsetzung im Bereich von Abwasseranlagen erfordert hohe Kompetenz in Planung und Ausführung sowie den Einsatz von Material, dessen Eigenschaftsprofil den sehr speziellen Anforderungen im Abwasserbereich optimal gewachsen ist. Nur dieser Dreiklang gewährleistet eine hohe Restnutzungsdauer der Bauwerke.⇥■
Remmers Fachplanung GmbH
Anwendungsbereich:
– Reparaturmörtel für Betonbauteile in Bereichen mit hoher chemischer Beanspruchung, bis einschließlich Expositionsklasse XA3
– Betonersatz in statisch und dynamisch beanspruchten Bereichen – Innen-, Außen- und Nassbereich von Alt- und Neubauten
Eigenschaften:
– Vereint Korrosionsschutz, Haftbrücke, Grob- und Feinmörtel
– Hoher Sulfatwiderstand und niedrig wirksamer Alkaligehalt
– Zertifizierter R4-Mörtel, hand- und spritzverarbeitbar n. DIN EN 1504-3 – Körnung: 0 - 2 mm – Druckfestigkeit n. 1 Tg.: ≥ 20 N/mm2, n. 7 Tg.: ≥ 45 N/mm2, n. 28 Tg.: ≥ 50 N/mm2
– Einlagige Auftragsdicken in Ausbruchstellen bis 80 mm Baustoffklasse: A1
Anwendungsbereich:
– Abwasseranlagen
– Landwirtschaftliche Anlagen
– Biogasanlagen
– Industrieanlagen
Eigenschaften:
– hohe Säure- und Alkalibeständigkeit von pH 0 und 14 und
nach Sielbau-Richtlinien
– hohe Temperaturbeständigkeit bis + 570 °C
– diffusionsoffen
– flüssigkeitsdicht
– beständig gegen BSK (Biogene Schwefelsäurekorrosion)
– hochdruckreinigerbelastbar bis 120 bar und + 150 °C
– hervorragender Haftverbund zum Untergrund
– rein mineralisches System
