Ma&nahmen zum Korrosionsschutz (Bautenschutz)

Zum Bautenschutz gehoren zunachst alle MaBnahmen, die zu einer Verbesserung der Bau – stoffeigenschaften ftihren. Sie mtissten in Anlehnung an die Terminologie des metallischen Korrosionsschutzes dem aktiven Korrosionsschutz zugeordnet werden. Im Folgenden soli kurz auf den Einsatz von Oberflachenschutzsystemen als MaBnahme des passiven Oberfla – chenschutzes eingegangen werden.

Oberflachenschutzsysteme besitzen die Aufgabe, den Beton gegenuber einem Angriff ag­gressiver Fliissigkeiten und Gase abzudichten, den VerschleiBwiderstand zu erhohen und den Abrieb zu vermindem, die Reinigung der Betonoberflachen zu erleichtem, einen scha – digenden bakteriologischen Befall zu unterbinden und eine eventuelle farbliche Gestaltung zu ermoglichen. Sie kommen entweder in Form von Impragnierungen oder von Beschich – tungen zum Einsatz.

• Impragnierungen sollen moglichst tief in den porosen Untergrund eindringen – je nach Betongiite/Porositat bis zu 5 mm; Mindesteindringtiefe 1,5 mm – ohne einen dichten, de – ckenden Film auszubilden. Sie sollen den Baustoff hydrophobieren, d. h. das Eindringen von Wasser verhindem, ohne die Wasserdampfdurchlassigkeit wesentlich zu reduzieren. Impragnierungen sollen alkali – sowie UV – und witterungsbestandig sein und klebfrei auf – trocknen. Alle diese Forderungen werden von den siliciumorganischen Verbindungen (Кар. 9.2.4) erfullt. Silane, Siloxane und Siliconharze sind die wichtigsten Hydrophobierungs-
mittel im Bautenschutz. Die besondere Stabilitat der Siliconimpragnierungen beruht auf ih – rem Vermogen, sich kovalent an die mineralischen Baustoffe zu binden (s. Abb. 9.13). Da – durch besitzen sie eine aufierordentlich gute Haftung zum Untergrund. Die Bindung erfolgt derart, dass die unpolaren Kohlenwasserstoffreste von der Oberflache weggerichtet sind. Die dadurch bedingte Molekulorientierimg ist die Ursache fur die wasserabweisende Wir – kung der Silicone. Molekulorientierung und Wirkung einer hydrophobierenden Siliconim – pragnierung sind in Abb. 9.43 gezeigt.

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Abbildung 9.43

a) Molekulorientierung von Siliconen auf einer Baustoffoberflache: Die unpolaren Kohlen­wasserstoffreste sind von der Oberflache weggerichtet. b) Wirkung einer Siliconimpragnie – rung: Schlagregenabweisend und wasserdampfdurchlassig.

Подпись: a)b)

Подпись: Si(OR)4 + 4 H20 Kieselsaureester Подпись: Kat. Подпись: ► Si(OH)4 + Kieselsaure і У Si02 + 2 H20 Подпись: 4 ROH Alkohol Подпись: (9-49)

Siliconimpragnierungen werden bei Natursteinen, Kalksandsteinen, Ziegelmauerwerk und Betonen angewandt. Im Gegensatz zu den nachfolgend beschriebenen Kieselsaureestem bewirken Siliconimpragnierungen keine Verfestigung der Baustoffoberflache und damit auch keine Abdichtung gegen chemische Angriffe. Sie verhindem auch die Carbonatisie – rung des Betons nicht, reduzieren jedoch die Chloridionendiffusion. [11]

Kieselsaureester weisen gunstige Eindringtiefen auf und bilden keine storenden Krusten und bauschadlichen Nebenprodukte. Sie reduzieren die Wasser- und Schadstoffaufnahme.

Durch Zusatz von Alkylalkoxysilanen, die unter den gegebenen Reaktionsbedingungen und dem Einfluss katalytisch wirksamer Substanzen zu langkettigen Polyorganosiloxanen rea – gieren, wird eine hydrophobierende Wirkung erreicht. Kieselsaureester mit hydrophoben Zusatzen werden zum Verfestigen und Hydrophobieren von Natursteinen im Rahmen des Denkmalschutzes eingesetzt.

• Wasserglasimpragnierimgen haben in den letzten Jahren an Bedeutung verloren, da ihre Eindringtiefe und damit ihre schutzende Wirkung relativ gering ist. Das Wasserglas (meist Kaliumwasserglas K2Si03, Кар. 9.2.3.1) zerfallt unter dem Einfluss des C02 der Luft zu kolloider Kieselsaure Si02 und K2C03 (Gl. 9-50). In Anwesenheit von Ca(OH)2 kann sich schwer losliches Calciumsilicat bilden (Gl. 9-51).

K2Si03 + C02 ► Si02 + K2C03 (9-50)

K2Si03 + Ca(OH)2 ———— ► CaSi03 + 2 KOH (9-51)

Das in Gl. (9-50) gebildete Kaliumcarbonat ist hygroskopisch, so dass feuchte Stellen bzw. Ausbltihungen entstehen konnen. Die Wirksamkeit von Wasserglasanstrichen kann durch den Zusatz von Hartem, wie z. B. Hexafluorosilicaten, verbessert werden.

• Fluate bewirken eine Hartung der Oberflachenschichten von Bauteilen aus Mortel, Be – ton oder kalkhaltigen Natursteinen durch chemische Reaktion mit den vorhandenen an – greifbaren Komponenten des Baustoffes. Fluate, chemisch: Fluorosilicate, sind die Salze der Hexafluorokieselsaure H2SiF6, z. B. Magnesiumhexafluorosilicat Mg[SiF6], das Mg – Salz der Hexafluorokieselsaure. Wird die Oberflachenschicht eines Kalkputzes mit wassri- ger Mg[SiF6]-L6sung getrankt, entstehen in den Poren der Oberflachenschicht neben Was – ser ausschlieBlich schwer losliche Reaktionsprodukte (Gl. 9-52). Sie bewirken eine Hartung der Oberflache sowie eine geringfiigige Verbesserung der Widerstandsfahigkeit gegen ein – dringende aggressive Losungen.

Mg[SiF6] + 3 Ca(OH)2 ———– ► 3 CaF2 + Mg(OH)2 + Si02 + 2 H20 (9-52)

• Beschichtungen auf Kunststoff – bzw. Bitumenbasis bilden die weitaus grolite Gruppe von Oberflachenschutzsystemen. Sie fuhren zu durchgehenden, gleichmaBigen Schichten auf der Betonoberflache, indem die Oberflachenporen durch das aufgebrachte Bindemittel gefullt werden. Der Unterschied in der Wirkungsweise zwischen einer Impragnierung und einer Beschichtung ist in Abb. 9.44 schematisch dargestellt. Je nach Verwendungszweck konnen die meisten der in Кар. 10.4 angefuhrten Kunststoffe als Bindemittel fur Be­schichtungen herangezogen werden. Eigenschaften, Wirkung und Zusammensetzung von Kunststoffdispersionen werden in Кар. 10.4.5 besprochen.

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Abbildung 9.44

Schematischer Vergleich zwischen einer a) impragnierten und b) beschichteten Betonoberflache.