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Planungsarbeiten bei einer komplexen Instandsetzung von ingenieurtechnischen Bauten mit Torkretverfahren
Über den Erfolg einer Instandsetzung entscheidet oft die Planungsphase. In dieser Phase sollen Anforderungen zu folgenden Punkten definiert werden:
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Art und Weise der Untergrundvorbereitung,
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physikalische und mechanische Parameter des Torkretbetons (Druckfestigkeit, Haftfestigkeit, Wasseraufnahme, Wasserdichtheit, Frostbeständigkeit),
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Anforderungen an Torkretbeton zu seinem Zustand nach dem Auftragen.
Bei der Bewertung des Schadenszustands muss zwischen folgenden Schäden unterschieden werden:
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tragfähigkeitsgefährdende Schäden der Konstruktion (kritische Schäden);
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Schäden, die die Sicherheit der Benutzer gefährden (z.B. Ablösen der Betonbruchstücke von der Konstruktionsoberfläche);
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Schäden, die sich aus dem Verlust der Schutzeigenschaften des Betons gegenüber Stahl ergeben.
Die Einstufung zu tragfähigkeitsgefährdenden Schäden an der Konstruktion hängt von der Festlegung der Schadensdefinition im Hinblick auf die Nutzbarkeit oder Konstruktionstragfähigkeit ab. Sie wird sich bei den Spannbetonkonstruktionen von denen der Eisenbetonkonstruktionen unterscheiden. Zurzeit wird grundsätzlich angenommen, dass die voraussichtliche Nutzungsdauer eines Bauwerks endet in dem Moment, wenn die Bewehrung zu korrodieren beginnt.
Dieser Zeitraum hängt unter anderem von der Stärke der Vorsatzschale ab, ihrer Qualität und Umgebung, welche sie beeinflusst.
Nach gewisser Zeit lohnt es sich nicht mehr, örtliche Beschädigungen mit dem PCC-System auszubessern, denn das Ausmaß der Schäden einen bedeutenden Teil der Konstruktion ausmacht und deshalb ist es sicherer und günstiger, die gesamte Oberfläche mit entsprechendem Ausbesserungsmaterial zu bespritzen.
Das Wesentliche des Torkretverfahrens beruht darauf, den ingenieurtechnischen Bauten ihre ursprüngliche Nutzungseigenschaften wiederherzustellen, und zwar durch Wiederherstellung der Vorsatzschale an der Bewehrung, Ausfüllung der Verluste, Durchführung der Konstruktionsausbesserung und Wiederherstellung der Objektgeometrie.
In der Tabelle 1 wurden die Schadensarten und empfohlene Ausbesserungstechnik genannt.
Komplexe Ausbesserung mit dem Torkretverfahren verleiht dem Objekt geschmackvolles Aussehen, besonders bei der Anwendung für die Torkretoberfläche einer von folgenden Ausführungstechniken:
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Materialschuss aus der Düse „As Shot”,
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wiederholtes Spritzen des Materials (nach erster Erstarrung), um die festgelegte Struktur „Cut and Flash” zu erzielen,
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Glattabziehen der Oberfläche (um Mikrobrüche zu vermeiden).
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Oberflächenschäden
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Empfohlene Ausbesserungsmethode
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Auf dem Beton sind keine Ablösungen, Lunker, Abblätterungen zu sehen. Beton ist homogen, geringe Karbonatisierung, unzureichende Vorsatzschale, keine Unebenheiten nach der Brettverschalung. Reißkraft über 1,5 MPa
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Korrosionsschutz für Beton mithilfe entsprechender CO2-Diffusion-hemmender Anstriche (z.B. mit Acryldispersionen)
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Beton nicht mehr homogen, sichtbare einzelne Körnungsfraktionen, Unebenheiten nach der Brettverschalung, geringe Karbonatisierung, unzureichende Vorsatzschale. Reißkraft über 1,5 MPa
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Spachtelung mit PCC, Korrosionsschutz für Beton wie oben.
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Betonablösungen deuten auf Korrosion der Bewehrung hin, Beton karbonatisiert, stellenweise bis auf die Bewehrungstiefe.
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Örtlicher manueller Putz mit PCC-System, Spachtelung mit PCC, Korrosionsschutz wie oben.
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Karbonatisierung auf der Bewehrungstiefe. Betonablösungen und -brüche auf bedeutender Fläche. Reißkraft über 1,5 MPa, an zu beseitigenden Stellen - unter 1,5 MPa.
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Nach mechanischer oder hydrodynamischer Beseitigung von losen Betonbruchstücken folgt die Ausfüllung der Verluste und Reprofilierung der gesamten Fläche mit Torkret (am besten Torkretbeton modifiziert mit aktivem SiO2, empfohlen sind migrierende Korrosionsinhibitoren Typ MCI).
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Fortgeschrittene Karbonatisierung, Hauptbewehrung korrodiert. Auf der meisten Fläche Reißkraft unter 1,5 MPa.
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Nach mechanischer oder hydrodynamischer Beseitigung von losen Betonbruchstücken folgt Anbringung der Bewehrungsgitter. Ausbesserung mit Torkretbeton modifiziert mit aktivem SiO2, empfohlen sind migrierende Korrosionsinhibitoren Typ MCI - Dicke min. 5cm.
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Sehr weit fortgeschrittene Karbonatisierung. Hauptbewehrung korrodiert auf über 30% des Querschnittes. Gravierende Risse und Brüche an der Konstruktion. Reißkraft unter 1,5 MPa. Notzustand . Abb.4.
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Ausbesserung durch Vergrößerung des Querschnittes (Konstruktionsspritzbeton). Zusätzliche Konstruktionsbewehrung berechnet nach der Tragfähigkeit jeweiligen Elements. Bedeutende Dicken je nach Bedarf. Ausbesserungsvorgang wie oben.
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Planung der Zusammensetzung von Torkretgemischen
Die Zusammensetzung des Mischungsentwurfes hängt von der zu unternehmenden Ausbesserungsart. Die Eigenschaften des Gemisches müssen die Anforderungen erfüllen, welchen das auszubessernde Bauwerk oder wichtigste Konstruktionselemente entsprechen. Der Torkretbeton kann auf unterschiedliche Weise hergestellt werden, abhängig von der Bestimmung und Eigenschaften, die zugrunde liegen sollen.
Deshalb unterscheidet man folgende Arten:
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Herkömmlicher Torkretbeton, hergestellt aus normalem Zement und Körnungen unter Zusatz von Weichmachern, Silicastaub, Katalysatoren, Rauchkammerstaub und anderen Zusätzen,
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Bewehrter Torkretbeton mit Stahl- oder Polyurethanfasern, also kein herkömmlicher Torkret mehr, sondern Fibrotorkret.
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Brandsicherer Torkretbeton - in der Zusammensetzung befinden sich hitzebeständige Bestandteile in der Form von brandsicheren Zuschlagstoffen mit entsprechender Körnung oder Beimischungen mit niedrigem Zementgehalt, die eine neue Generation von brandsicheren Beimischungen bilden.
Zu den Torkretmischungen werden Verbesserer verwendet, die die Spritzbetoneigenschaften verbessern und zugleich neueste Errungenschaften der Bauchemie bilden, wobei sie aus selbstverständlichen Gründen patentgeschützt sind.
Eine der wichtigsten Zugaben zu den Torkretmischungen ist Silicastaub, der die technologischen Eigenschaften und Nutzeigenschaften des Torkretbetons sowohl im Trocken- als auch im Nassverfahren verbessert. Der Silicastaub beschleunigt die Erstarrung und Abbindung des Torkretbetons, erhöht die Haltbarkeit und optimiert die Beständigkeit gegen aggressive Chemikalien. Mischungen mit Zusatz von Silicastaub charakterisieren sich durch höhere Kohäsion, wodurch weniger Torkretbeton von der Fläche abprallt, auf die er aufgebracht wird. Es ist schon von großer Bedeutung, weil Verluste infolge des Rückpralls bei beiden Verfahren beachtlich sind.
Die Rezepturen der Torkretmischungen werden für jeweiligen Einsatzfall zusammengestellt. Dabei muss darauf hingewiesen werden, dass die letzten Materiallösungen eine Ausbesserung von Flächen mit erhöhtem Chloridgehalt erlauben, wenn die Chloride aus verschiedenen Gründen aus der Konstruktion nicht eliminiert werden können. Es wird möglich dank den Korrosionsinhibitoren, die die Bewehrung in dem Untergrund schützen, auf welchen der Beton aufgespritzt wird.
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