Beton ist ein vielseitiges Material im Bauwesen. Dieses gängige Material wird für Wände, Böden, Fundamente, Pfeiler, Treppen, Balkone, Dächer und viele andere ähnliche Bauelemente verwendet. Beton benötigt eine Bewehrung, um seine strukturelle Funktion erfüllen zu können. Die meisten Betonkonstruktionen enthalten eine Stahlbewehrung. Die Korrosion der in den Beton eingebetteten Stahlbewehrung kann zu Betonabplatzungen führen. Bleiben die Abplatzungen unerkannt und unbehandelt, können sie zu gefährlichen Zuständen führen. Es ist von Vorteil, die grundlegenden Ursachen zu verstehen, die zu Betonabplatzungen und anderen Formen des Materialversagens führen. Sobald diese Ursachen erkannt und verstanden sind, gibt es vorbeugende Möglichkeiten, den Beton zu reparieren und Schutzsysteme zu installieren, um die Lebensdauer zu verlängern.
Warum kommt es zu Betonabplatzungen?
Wenn Stahl korrodiert, dehnt sich die Rostansammlung im eingebetteten Beton aus. Diese Ausdehnung des Stahls erzeugt Spannungen im Beton, die schließlich zu Rissen und Abplatzungen im Beton um die Stahlbewehrung herum führen können (siehe Abbildung 1 unten).
Abbildung 1: Die Ausdehnung von korrodierendem Stahl erzeugt Zugspannungen im Beton, die zu Betonabplatzungen führen können.
Fassadenverkleidungen und Untersichten aus Beton
Es gibt viele Faktoren, die zu Betonabplatzungen beitragen - zu viele, um sie in diesem kurzen Artikel zu erwähnen. Im Zusammenhang mit Gebäudeumschließungen sind einige häufige Ursachen zu nennen:
- Unzureichende Überdeckung: Die Überdeckung ist der Abstand zwischen der freiliegenden Oberfläche des Betons und der Außenfläche des Bewehrungsstabs. In salzhaltigeren Umgebungen sind in der Regel tiefere Überdeckungen erforderlich. Salzchloride (in Küstengebieten) und Wasser (Regen) tragen zu Stahlkorrosion und Betonabplatzungen bei.
- Schlechte Abdichtung: Beton ist von Natur aus porös. Eine mangelhafte oder fehlende Abdichtung auf horizontalen und vertikalen Flächen ermöglicht die Wasseraufnahme im Beton, und die Feuchtigkeit reagiert in der Regel mit der eingebetteten Stahlbewehrung; wenn der Stahl korrodiert, dehnt er sich aus und verdrängt den Beton, was zu Rissen und Abplatzungen führt.
Welche Anzeichen gibt es für die Korrosion der Stahlbewehrung und für Betonabplatzungen?
- Rissbildung: Die Expansionskräfte der korrodierten Stahlbewehrung können zu Rissen im Beton führen. Risse, die sich leicht von der Oberfläche abheben, sind gute Indikatoren für Stahlkorrosion.
- Überzug: Je nach Ausrichtung der Stahlbewehrung kann korrodierte Stahlbewehrung auch Beton auf der Platte verursachen. Wellen oder Unebenheiten auf einer flachen Oberfläche können auf darunter liegende Stahlkorrosion hinweisen (siehe Abbildung 2 unten).
- Rostflecken: Braune Rostnebenprodukte können aus Rissen ausgewaschen werden und die Oberfläche des Betons verfärben. Dies ist ein gutes Anzeichen für eine zugrunde liegende Korrosion im Beton (siehe Abbildung 3 unten).
Abbildung 2: Plattierung auf einer Beton-Augenbraue (links). Durch das Herausbrechen des plattierten Betons wurde eine darunter liegende korrodierte Stahlbewehrung freigelegt (rechts).
Abbildung 3: Typische Rostflecken auf der Betonuntersicht eines Parkdecks.
Warum ist das ein Problem?
Auch wenn das Problem zunächst als ästhetisches oder kosmetisches Problem erscheint, beginnt das Betonsystem zu zerfallen, was zu Materialversagen und dem Verlust der strukturellen Integrität führt. Stahlbewehrungen halten Zugkräften im Beton stand, und die Querschnittsfläche jedes Bewehrungsstabs hält der Belastung stand. Wenn der Stahl zu korrodieren beginnt, verringert sich die effektive Querschnittsfläche des Stabes. Je nach Grad der Stahlkorrosion kann die strukturelle Integrität des Bauwerks beeinträchtigt werden. Um dies zu beurteilen, ist es am besten, die Meinung eines professionellen Ingenieurs einzuholen.
Darüber hinaus können kDarüber hinaus kann es vorkommen, dass die mit einem Gestell versehenen und plattierten Betonteile von der Struktur abplatzen, was zu herabfallenden Trümmern führt. Abgeblätterter Beton ist eher ein Problem bei überhängenden und vertikalen Flächen - vor allem, wenn sich diese direkt über Fußgängerbereichen befinden.
Was können Sie tun, um dies zu verhindern oder zu beheben?
- Beschichtungen und Abdichtungssysteme für den Außenbereich: Verschiedene Oberflächenbeschichtungen und Abdichtungsmembranen wie Elastomere, Acrylate, Aliphaten, PMMA usw. können als Schutzbarrieren dienen, um das Eindringen von Wasser zu verhindern, das die Stahlbewehrung angreift, und um die Lebensdauer der Betonstruktur zu verlängern.
- Kathodischer Schutz: Der kathodische Schutz ist eine Technik zur Kontrolle der Korrosion von Metall. Vereinfacht ausgedrückt, wird ein leichter korrodierendes "Opfermetall" mit der Stahlbewehrung verbunden, so dass das Opfermetall eher korrodiert als die Stahlbewehrung der Konstruktion. Qualifizierte Fachleute konzipieren kathodische Schutzsysteme am besten.
- Betonreparaturen: Bei Betonreparaturen soll die darunter liegende korrodierte Stahlbewehrung freigelegt werden. Wenn das Ausmaß der Korrosion nicht schwerwiegend ist, können nach der Entfernung des gesamten Oberflächenrostes bis auf den gesunden und sauberen Stahl Korrosionsschutzprodukte aufgetragen werden. Der Stahl kann mit zinkhaltigen Beschichtungen, Epoxidharz oder anderen ähnlich funktionierenden Schutzsystemen behandelt werden. Nach der Behandlung des Stahls werden in der Regel Betonreparaturmörtel aufgetragen, um die Reparaturstelle auszufüllen und den beschädigten Abschnitt zu ersetzen.
- Austausch von Beton: Manchmal ist die Stahlkorrosion an einer Betonstruktur zu stark, um behandelt zu werden, da der Umfang eines teilweisen Austauschs und einer Reparatur an Ort und Stelle nahe an den Kosten eines vollständigen Austauschs liegen kann. Es kommt häufig vor, dass die Kosten für eine umfassende Instandsetzung die Kosten für einen vollständigen Austausch übersteigen. In diesem Fall kann ein vollständiger Austausch die bessere Option sein.
Betonabplatzungen können auch auf ein ernsthafteres und kostspieligeres Problem hinweisen, je nachdem, wann sie entdeckt werden. Es gibt viele Faktoren, die zu Betonabplatzungen beitragen - der häufigste ist in der Gebäudehülle zu finden, die nicht ausreichend vor Witterungseinflüssen geschützt ist. Um den Sichtbeton einer Gebäudestruktur vor dem Eindringen von Wasser zu schützen, sind qualifizierte Fachleute für die Gebäudehülle gut geeignet, um die Bedingungen zu bewerten und die besten Industriepraktiken für notwendige Reparaturen und die Umsetzung eines Programms zur Feuchtigkeitsreduzierung festzulegen.