Erweiterung der Anwendungsgrenzen des Instandsetzungsprinzips W-Cl

Kann man zukünftig Verkehrsbauwerke wie Tiefgaragen kostengünstig und ressourcenschonend durch gezieltes Trocknen des Betons und anschließender Beschichtung Instand setzen?

Viele Parkbauten, wie Tiefgaragen und Parkhäuser, sind durch Tausalz-Eintrag in den Beton stark geschädigt: die Betonstahlbewehrung kann bei Anwesenheit von Chloriden aus den Tausalzen korrodieren, was die Standsicherheit der Bauwerke gefährden kann. Bisher werden diese geschädigten Parkbauten meist durch Entfernen des chloridbelasteten Betons und anschließendem Reprofilieren, d.h. Aufbringen eines neuen Betons Instand gesetzt. Dieses Instandsetzungskonzept ist mit hohen Kosten, Staub- und Lärmemissionen und längeren Sperrungen der Bauwerke verbunden.

Ein alternatives und schonendes Instandsetzungskonzept zielt darauf ab, durch Aufbringen einer Beschichtung auf den Beton einen Wasserzutritt in die Stahlbetonkonstruktion zu verhindern und gleichzeitig durch eine Wasserdampfdiffusionsoffenheit das Austrocknen des Betons zu ermöglichen. Dieses Instandsetzungskonzept wird W-Cl genannt (Absenkung des Wassergehaltes bei Anwesenheit von Chloriden). Dadurch, dass „nur“ eine Beschichtung aufgebracht wird, ist dieses Konzept verglichen zu einer herkömmlichen Instandsetzung, deutlich billiger. Die Instandsetzung selbst ist leiser, staubärmer, ressourcenschonender, und sie kann in kürzerer Zeit durchgeführt werden – es entfällt auch die Notwendigkeit eines Bauantrags.

In einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft bewilligten Forschungsvorhaben wurden durch Prof. Dr.-Ing. Christoph Dauberschmidt und M.Eng. Felix Becker bis 2020 in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Kaiserslautern die Mechanismen im Zusammenhang mit dem Instandsetzungskonzept W-Cl erforscht und die Anwendungsgrenzen geklärt. Dabei zeigte sich, dass das Instandsetzungsprinzip W-Cl nur erfolgreich angewandt werden kann, wenn sowohl die Umgebungsbedingungen sehr trocken sind, als auch die Chloridbelastung noch sehr moderat ist und die Beschichtung sehr diffusionsoffen ist. Da diese drei Bedingungen bei wenigen Bestands-Parkbauten sichergestellt werden können, wird die Anwendbarkeit dieses Instandsetzungsprinzips in der Praxis auf Ausnahmefälle beschränkt bleiben.

In einem 2021 bewilligten Nachfolgeantrag soll nun untersucht werden, ob die Anwendungsgrenzen nicht deutlich erweitert werden können, indem das betroffene Stahlbetonbauteil gezielt getrocknet wird, bevor dann eine Beschichtung aufgebracht wird. Durch Messung der Korrosionsströme kann bei dem Trocknungsprozess überprüft werden, ob der Beton hinreichend heruntergetrocknet ist – die Korrosionsaktivität also „einschläft“. Es wird erwartet, dass mit dieser Methode eine große Bandbreite von geschädigten Bauwerken ressourcenschonend und sicher Instand gesetzt werden können.