Fakten zu Betonschäden in Kläranlagen - Ursache und Wirkung - Warum Betonflächen in Kläranlagen nicht ungeschützt bleiben dürfen
15.09.2006
Ungeschützte Betonflächen in Kläranlagen sind den unterschiedlichsten chemischen und mechanischen Belastungen ausgesetzt. Bedingt durch konstruktive und betontechnologische Gegebenheiten können sie ihnen auf Dauer nicht standhalten. Massive Schäden und nicht unerhebliche Sanierungskosten sind die Folge. Mit speziellen mineralischen Schutzbeschichtungen kann die Dauerhaftigkeit von Kläranlagen deutlich erhöht werden.
Chemische Angriffe in Kläranlagen wirken grundsätzlich auf die Randzone des Betons. Dies gilt insbesondere für den Gasraum gedeckelter Kläranlagen. Die einwirkende biogene Schwefelsäure führt zu einem sehr schnellen Betonabtrag.
- Betonkorrosion durch Frostangriff mit und ohne Taumittel (XF1 bis XF4), z. B. Räumerlaufbahnen in XF4.
- Betonkorrosion durch chemischen Angriff. Von kommunalen Abwässern geht in der Regel kein chemischer Angriff aus. Bestimmt Anlagenteile von Kläranlagen können der biogenen Schwefelsäurekorrosion ausgesetzt sein und werden deshalb in die Expositionsklassen XA3 eingeordnet. Hier sind besondere betontechnologische Maßnahmen notwendig. Zusätzlich sind weitere Schutzmaßnahmen wie z. B. Oberflächenschutzsysteme vorzusehen.
- Betonkorrosion durch Verschleißbeanspruchung (XM1 bis XM3), z. B. Lager- und Umschlagplätze für Chemikalien (XM3).
Die Korrosion von mineralischen, metallischen und organischen Baustoffen durch von Thiobacillen gebildete Schwefelsäure z. B. im Gasraum wird als "biogene Schwefelsäurekorrosion" bezeichnet. Schadensursache der biogenen Schwefelsäurekorrosion ist der im anaeroben Bereich gebildete und unter bestimmten Bedingungen in den Gasraum entweichende Schwefelwasserstoff. Schwefelwasserstoff (H2S) wird vorwiegend durch die in einem Biofilm lebenden, anaerob wachsenden Mikroorganismen erzeugt. Es handelt sich dabei um Sulfat reduzierende Bakterien, die oxidierte Schwefelverbindungen wie Sulfat, Sulfid oder Thiosulfat zu Schwefel bzw. Schwefelwasserstoff reduzieren.
Unter Berücksichtigung der Expositionsklassen werden die Anforderungen an die Zusammensetzung des Betons abgeleitet. Betonoberflächen in Kläranlagen sind komplexen physikalisch-chemischen Angriffen ausgesetzt und bedürfen daher zusätzlicher Schutzmaßnahmen. Dichte, dauerhafte und beständige Oberflächenschutzsysteme wie MC-RIM, MC-RIM H und MC-RIM-F kommen hier zum Einsatz. Diese Schutzsysteme sind auf Basis von C3A-freien Zementen und besitzen daher einen hohen Widerstand gegen Sulfatangriff. Auch die zu den Schutzsystemen gehörenden Reprofilierungsmörtel Nafufill GTS, Nafufill GTS-HS bzw. Nafufill KM 250 HS sind mit C3A-freien Zementen formuliert, so dass sich mit dem vorliegenden MC-RIM Komplettsystem inklusive der Reprofilierung ein für die Belange der Abwassertechnik optimiertes Instandsetzungspaket ergibt. Der geringe Widerstand gegen Wasserdampfdiffusion von mineralischen Schutzsystemen ermöglicht einen dauerhaften Verbund mit dem Substrat.
Expositionsklassen für Bauwerke im Wasser- und Abwasserbereich definieren die betontechnologischen Mindestanforderungen an den Beton. Doch selbst normgerechte Betone können einem Angriff durch biogene Schwefelsäure nicht standhalten. Langfristigen Schutz bieten hoch dichte, mineralische Beschichtungen auf Basis von C3A-freien Zementen (z. B. MC-RIM) oder rein mineralische, zementfreie, diffusionsoffene Polymersilikatmörtel wie das Konusit KK 10.
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