Betonsanierung: In vier Arbeitsschritten sind Schäden an Betonbauteilen beseitigt

20.04.2023 | J. Morelli – Online-Redaktion, Forum Verlag Herkert GmbH

Auch Betonelemente haben einen eigenen Lebenszyklus: Früher oder später müssen Betonbauwerke instandgehalten oder saniert werden (Betonsanierung), weil durch die Carbonatisierung, also Alterung des Betons, die Tragfähigkeit oder Standsicherheit gefährdet ist. Beschädigte Betonbauteile können vom Fachpersonal in diesen vier Schritten saniert werden.

 

Inhaltsverzeichnis

1. Betonsanierung: So entstehen Schäden an Betonbauteilen
2. Betonsanierung in vier Arbeitsschritten
3. Arbeitsschritt 1: Vorbereiten des Betons
4. Arbeitsschritt 2: Vorbehandlung der Bewehrung
5. Arbeitsschritt 3: Korrosionsschutz
6. Arbeitsschritt 4: Betonersatzsysteme aufbringen

Betonsanierung: So entstehen Schäden an Betonbauteilen 

Beton besteht aus Zement, Zuschlagstoffen und Wasser und hat beim Aushärten einen pH-Wert von größer 12,5. In diesem pH-Bereich bildet sich auf der Oberfläche des Bewehrungsstahls eine dünne Oxidationsschicht (Passivschicht), die verhindert, dass sich der Stahl durch Korrosion auflöst. 

Mit der Zeit setzt der natürlich chemische Prozess der Carbonatisierung ein, ein langsam ablaufender, natürlicher Verfestigungsprozess von Beton. Dabei verliert der Beton Alkalität, der pH-Wert sinkt unter 10, womit die Korrosionsgefahr steigt. Diesem Prozess kann nur durch eine fachgerechte Sanierung der geschädigten Bauteile (Betonsanierung) entgegengewirkt werden. 

Ursachen für Schäden an Betonteilen  

• Bewehrungsüberdeckung
• Betonzusammensetzung
• Verarbeitung (Betonierfehler, Setzrisse usw.)
• Faktor Zeit 
• Feuchte-Exposition: je feuchter, umso langsamer die Carbonatisierung
• Nutzungsänderung (Rissbildung) 
• Umweltbedingungen CO₂ Konzentration 
• Klimatische Einflüsse wie drückendes Wasser, Feuchte und Temperaturrisse 

Betonsanierung in vier Arbeitsschritten 

Die Betonsanierung erfolgt in Deutschland nicht mehr nur nach der DAfStb - Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton „Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen“, sondern auch nach der EN 1504 „Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken“ und der technischen Regel (TR) Instandhaltung.

Für die Bewertung der Tragfähigkeit des geschädigten Bauteils sollte ein Statiker hinzugezogen werden, der die weiteren Maßnahmen zur Sanierung bestimmt. Werden nach der Bestandsaufnahme nur geringe Schäden festgestellt, reicht es, einen Prüfbericht nach DIN 1076 zu erstellen. Bei gravierenden Schäden muss saniert werden. Die folgenden Arbeitsschritte sind dabei wichtig:

1. Vorbereiten des Betons  

Im ersten Schritt muss der Beton vorbereitet bzw. alle erkennbaren Schadstellen bis auf den tragfähigen Beton und die ggf. bereits korrodierten Bewehrungsstähle freigelegt werden. Ist der Beton beschädigt oder nicht mehr tragfähig, muss er nach dem in DIN EN 1504-9 beschriebenen Prinzip und Verfahren entfernt werden.

Freilegung von Schadstellen (Quelle: C. Uske)

Beton, der Mikrorisse oder lose Teile aufweist, muss entfernt werden, da sonst ein Verbund mit der Betonüberdeckung nicht gewährleistet werden kann. Muss Beton entfernt werden, ist nur so viel zu entnehmen, dass der Abtrag keine Auswirkungen auf die Standsicherheit hat.

Nach dem Reinigen muss der Untergrund frei von Staub und losen Materialien sein. Außerdem sollte die Carbonatisierungs- und Eindringtiefe von Chlorid im Beton festgestellt werden.

2. Vorbehandlung der Bewehrung 

Bevor nun das Schutz- und Instandsetzungssystem aufgebracht werden kann, muss die Bewehrung vorbehandelt werden. Das geschieht nach dem in DIN EN 1504-9 gewählten Prinzip und Verfahren. Alle Verunreinigungen und schädlichen Stoffe wie Rost, Mörtel, Staub usw. sind zu entfernen, weil diese sonst den Verbund verringern und die Korrosion fördern würden. 

Reinigung und Vorbehandlung der Bewehrung (Quelle: C. Uske)

Die freigelegten Bewehrungsstähle müssen metallisch blank entrostet und beschädigte Flächen von Bestandteilen gereinigt werden, die den Verbund mindern würden. Die Bewehrung darf bei diesem Vorgang keinen Schaden nehmen. Nach dem Reinigen wird das Schutz- und Instandsetzungssystem umgehend angebracht. 

3. Korrosionsschutz 

Auf die entrostete Bewehrung wird nun eine Beschichtung aufgetragen, die die Bewehrung vor Korrosion schützt. Dabei müssen unterschiedliche Instandsetzungsprinzipien beachtet werden. Diese sind: 

• Korrosionsschutz durch Wiederherstellung des alkalischen Milieus
• Korrosionsschutz durch Begrenzung des Wassergehalts im Beton 
• Korrosionsschutz durch Beschichtung der Bewehrung 
• Kathodischer Korrosionsschutz 

Die Vorbehandlung der Bewehrung zum Schutz vor Korrosion muss gemäß DIN EN 1504-7 erfolgen. 

Korrosionsschützende Beschichtung auf der ent- rosteten Bewehrung (Quelle: C. Uske)

Die Beschichtung auf der entrosteten Bewehrung muss nach DIN EN 1504-6 hergestellt werden, um den Verbund mit dem aufzubringenden Beton gewährleisten zu können. 

4. Betonersatzsysteme aufbringen 

Um die fehlerhaften Stellen zu verfüllen oder Ausgleichsschichten herzustellen, werden Betonersatzsysteme verwendet. Diese bestehen aus:

• Beton
• Spritzbeton
• Spritzmörtel/ -beton mit Kunststoffzusatz (SPCC)
• Zementmörtel/ -beton mit Kunststoffzusatz (PCC)
• Reaktionsharzmörtel/Reaktionsharzbeton (PC) 

Ausbesserung der Schadstelle mit Reparaturmörtel.  (Quelle: C. Uske)

Für die Herstellung des Verbunds mit der vorbehandelten Bewehrung und dem tragfähigen Betonuntergrund müssen die Normen

• DIN EN 1504-3 für aufgetragenen Mörtel und Beton,
• DIN EN 1504-4 für die Verstärkung von Betontragwerken und 
• DIN EN 1504-2 für Beschichtungen beachtet werden. 

Wird Mörtel oder Beton von Hand aufgetragen und erfordert das System keine Grundierung, muss der Betonuntergrund mit Wasser befeuchtet werden. Das verwendete Wasser muss dabei der DIN EN 206 und DIN EN 1008 bezüglich der Reinheit entsprechen. Damit die Bewehrung gegen Korrosion geschützt ist, müssen Mörtel oder Beton ohne Lufteinschlüsse aufgetragen werden.

Beim Auftragen von Spritzmörtel oder -beton dürfen keine Hohlräume entstehen, da sonst weder die erforderliche Festigkeit gewährleistet werden kann noch die Bewehrung ausreichend gegen Korrosion geschützt ist.

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Quelle: „GEG im Bestand“