Instandhaltung von Kanalisationen / Hrsg.: Prof. Dr.-Ing. Stein & Partner GmbH / Redaktion: D. Stein, R. Stein (2001)

Anforderungen

Die an Beschichtungsstoffe für Mörtelbeschichtungen zu stellenden Anforderungen richten sich nach den im Einzelfall zu erwartenden Beanspruchungen. Dabei ist immer zu trennen nach

  • Beanspruchungen der Mörtelbeschichtung selbst (durch physikalischen, chemischen, biologischen oder biochemischen Angriff) und
  • Beanspruchungen des Verbundsystems aus Mörtelbeschichtung und Untergrund, ggf. einschließlich Haftbrücken und Bewehrung (in der Regel durch Eigenspannungen, z.B. infolge von Schwinden oder Temperaturänderungen).

Die Beanspruchungen treten in der Praxis nicht einzeln, sondern in zeitlich veränderlichen Überlagerungen auf. Wegen dieser komplexen Zusammenhänge, die mit einfachen Ansätzen der technischen Mechanik und Festigkeitslehre nicht erfaßbar sind, werden bei der rechnerischen Ermittlung der Eigenspannungen meist relativ grobe Vereinfachungen eingeführt mit entsprechend ungenauen Ergebnissen.

Die Dauerhaftigkeit von Mörtelbeschichtungen wird in den meisten Fällen begrenzt durch Adhäsionsversagen.

Die Haftzone zum Betonuntergrund wird durch Scherspannungen und Abreißzugspannungen (Schälspannungen) beansprucht, wobei die folgenden Einwirkungen dominieren:

  • Direkte mechanische Kräfte (Kanalbetrieb (Abschnitt 2.5) (Abschnitt 3.1) )
  • Schwinden des Beschichtungsmörtels
  • Temperaturwechsel (jahreszeitlich bedingte Schwankungen, Heißwassereinleitung)
  • Rißbildung bzw. Rißbewegung im Betonuntergrund [Sasse94] .

(Bild 5.3.1.3.1-1) zeigt eine schematische Darstellung der Versagensarten.

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Bild 5.3.1.3.1-1:  Versagensarten einer Mörtelbeschichtung auf einem Betonuntergrund infolge von Eigenspannungen aus Temperaturänderung und Schwinden [Sasse94]

Die primär erreichbare Adhäsionsfestigkeit (Abschnitt 5.3.1.2) kann stark beeinträchtigt werden durch

  • chemischen Angriff durch im Abwasser vorhandene Inhaltsstoffe
  • Feuchtigkeitszutritt aus dem Rohrinneren oder aus dem Betonuntergrund.

Die für nachträgliche Mörtelbeschichtungen in Kanalisationen eingesetzten Beschichtungsstoffe sollten neben den im (Abschnitt 5.1) genannten generellen Anforderungen u.a. noch nachstehende erfüllen:

  • Baustellengerechte Konsistenz
  • Gute Benetzung des Betonuntergrundes als Voraussetzung für hohe Haftfestigkeit
  • Gute Haftung und guter innerer Verbund des Systems
  • Weitgehende Unempfindlichkeit gegen Variationen des Oberflächenzustandes des Betonuntergrundes und gegen Witterungseinflüsse (z.B. Temperatur und Luftfeuchtigkeit) während der Applikation
  • Niedriger E-Modul, hohes Kriechmaß (bei Mörteln, die nicht zur Abtragung äußerer Belastungen herangezogen werden sollen)
  • Hoher E-Modul, niedriges Kriechmaß (bei Mörteln, die planmäßig Lastspannungen aufnehmen sollen)
  • Geringes Schwinden und Quellen
  • Geringe Temperaturdehnzahl (ähnlich der des Betons)
  • Unempfindlichkeit gegen Spannungen in der Beschichtung, hervorgerufen durch z.B. Schwinden, Rißbildung bzw. Rißbewegung im Untergrund, Feuchtigkeits- und Temperaturänderungen
  • Unempfindlichkeit gegen wechselweise Befeuchtung und Trocknung
  • Die Korrosion des Bewehrungsstahls nicht ungünstig beeinflussendes elektrochemisches Verhalten
  • Dichtheit gegenüber flüssigem Wasser, geringe kapillare Wasseraufnahme
  • Durchlässigkeit gegenüber Wasserdampf
  • Hoher Diffusionswiderstand gegen chemisch reaktive oder aggressive Gase und Ionen
  • Chemische Beständigkeit (gegenüber Abwasserinhaltsstoffen und insbesondere Biogener Schwefelsäure-Korrosion (BSK))
  • Beständigkeit gegen alkalische Einwirkungen aus dem Beton
  • Hohe Zugfestigkeit und Zugbruchdehnung
  • Hoher Verschleißwiderstand
  • Hohe Erhärtungsgeschwindigkeit
  • Physiologische Unbedenklichkeit
  • Porenfreiheit bei Verwendung von Reaktionsharzen/ Mörteln (PC) bzw. geringer Porenanteil bei kunststoffmodifizierten Mörteln (PCC).

Die bei der Mörtelbeschichtung eingesetzten Stoffe lassen sich folgenden Gruppen zuordnen:

In Einzelfällen wurden für die Mörtelbeschichtung defekter Kanäle auch bereits Reaktionsharze eingesetzt. In Anbetracht des relativ hohen Schrumpfmaßes der Reaktionsharze erscheint ein solcher Einsatz für den vorliegenden Anwendungsfall jedoch problematisch.

Instandhaltung von Kanalisationen / Hrsg.: Prof. Dr.-Ing. Stein & Partner GmbH / Redaktion: D. Stein, R. Stein (2001)