BSK-Angriff abgewehrt: Aggerverband setzt auf Silicate-System

LÖNINGEN, 01.10.2015 – Der Ausfall eines Pumpwerkes hätte gravierende Folgen. Um den Abwasserreinigungsprozess zukunftssicher gewährleisten zu können, setzte der Aggerverband die Schneckenpumpwerke der Kläranlagen Engelskirchen und Overath mit der Remmers Silicate-Technologie instand.

Betofix im Spritzauftrag
Auftrag Betonersatz/Egalisierung mit Betofix R4 SR im Spritzverfahren

Et kütt wie et kütt – diese fundamentale Erkenntnis der Kölner in allen Lebenslagen wird von den Klärwerkern des Aggerverbandes Tag für Tag erlebt. Alles ist im Fluss: Schmutz und Regenwasser oder plötzliches Hochwasser. Alltag für den Aggerverband, der in der Region für die flächendeckende Kanalisation und Regenwasserbehandlung zuständig ist.
Die Kläranlage Engelskirchen ist eine für 10.000 EW ausgelegte mechanisch-biologische Kläranlage mit einer mittleren Zulaufbelastung von 12.783 EWCSB. Die Anlage wird in einem Schlammverbund mit vier weiteren kommunalen Kläranlagen des Aggerverbands betrieben. Hierzu gehört auch die Kläranlage Overath für 19.100 Einwohner.
Beide Schneckenpumpwerke waren aufgrund ihres fortgeschrittenen Alters modernisierungsbedürftig und wiesen an den vom Abwasser umspülten Betonflächen erhebliche Korrosionsschäden durch BSK-Angriff auf.

BSK-Angriff bei abgedeckten Bauwerken

An allen Bauteilen einer Kläranlage herrscht Korrosionsgefahr durch Eindickung und Faulung – vor allem dort, wo es anaerob zugeht. Das gilt besonders für den Zulaufschacht und das Pumpwerk. Der chemische Angriff bewirkt an den Betonflächen teilweise bis 5 Zentimeter tiefe Zerklüftungen. Das stellt an das Instandsetzungssystem unterschiedliche Anforderungen.
Die Egalisierung muss exzellent haften und schnelle Überarbeitung ermöglichen und das Oberflächenschutzsystem gegen die Expositionsklasse XBSK nach DWA Merkblatt M-211„Schutz und Instandsetzung von Betonbauwerken in kommunalen Klaranlagen“ beständig sein.

Bauzustandsanalyse

Mit der Bauzustandsanalyse der beiden Objekte wurde das Fachplanungsbüro Schönborn beauftragt. Die betontechnologischen Untersuchungen ergaben, dass der größte Teil der Bewehrungseisen im Stahlbeton noch im alkalischen Milieu des Bauwerksbetons lag und somit vor Korrosion geschützt war. In Teilbereichen der Trogwände hingegen nicht. Ein Hinweis darauf, dass die Bewehrungsüberdeckung im Bauteil sehr unterschiedlich ausfiel und daraus resultierten die sichtbaren Betonschäden.
Ein kritischer korrosionsauslösender Chloridgehalt lag nicht vor, die Belastung aus Nitraten und Sulfaten wurde als niedrig eingestuft. Die Belastung mit Ammonium war hingegen stark bis sehr stark ausgeprägt, mit entsprechender angreifender Wirkung. Die mikroskopischen Untersuchungen ergaben einen zerstörenden Angriff (BSK) auf die Zementmatrix. Die Schädigungstiefe wurde mit 3,7 mm ermittelt.

Beschichtung mit Silicate R
Fertige Beschichtung mit Silicate R vor der Nachbehandlung

Systemauswahl für Betonsanierung und -schutz

Als die Kennwerte der Bauzustandsanalyse vorlagen, machte sich Uwe Steinacker, sachkundiger Planer für Betoninstandsetzung vom Aggerverband, an die Arbeit und erarbeitete ein Instandsetzungskonzept. Beratend an seiner Seite: Thomas Rosenberger, Remmers AG, Objekt- und Projektmanager WWT, Sachverständiger für Schäden an Abdichtungssystemen.
Uwe Steinacker, sachkundiger Planer für Betoninstandsetzung vom Aggerverband: „Wir wollen den Konstruktionsbeton flächig gegen den Angriff durch BSK schützen. Für die Wiederherstellung des Korrosionsschutzes der Bewehrung haben wir theoretisch gemäß der Rili SIB drei Instandsetzungsprinzipien zur Verfugung: (1) Instandsetzungsprinzip R 2 (örtliche Ausbesserung mit alkalischem Mörtel), (2) Instandsetzungsprinzip C (Korrosionsschutz durch Beschichtung der Bewehrung), (3) Mineralisches Oberflächenschutzsystem (gesamte Betonoberfläche). Ich bin für ein eignungsgeprüftes, mineralisches Oberflächenschutzsystem, das die Anforderungen aus der Expositionsklasse XBSK erfüllt. Hierbei ist das Ziel, die minimale Betondeckung wie unter (1) beschrieben an jeder Stelle des Bauteils herzustellen, um auf das Instandsetzungsprinzip (C) verzichten zu können. So wird sowohl den statischen Belangen wie auch der Realkalisierung Rechnung getragen.”

Diesem Anforderungsprofil für die Betoninstandsetzung entsprach ein Remmers-System. Bestehend aus Betofix R4 SR für die Egalisierung und Silicate R als Oberflächenschutz gegen BSK-Anfgriff. Beide Produkte sind präzise für die vorliegenden Anforderungen konzipiert und verfügen über die notwendigen Prüfzeugnisse und praxisrelevanten Verarbeitungseigenschaften.


Egalisierung

Der faserverstärkte PCC-Trockenmörtel Betofix R4 SR hat sich bei der statischen Instandsetzung und Egalisierung von Betonbauwerken bewährt. Der Spezialmörtel erfüllt die Forderungen der DIN EN 1504 sowie der Expositionsklasse XA3 als Betonersatz.
Der hohe Schichtdickenausgleich und die Überarbeitung von Betofix R4 SR schon nach 24 Stunden lassen im Vergleich zu anderen bekannten Systemen eine sehr schnelle und effektive Arbeitsweise mit einer angepassten Maschinentechnik zu. Dadurch werden Stillstandzeiten BSK-geschädigter Bauteile deutlich minimiert.

Förderschnecke
Ursprungszustand der Förderschnecke | Fotos: Remmers

Oberflächenschutz

An den Oberflächenschutz werden aufgrund der hohen chemischen Belastung sowie der geforderten Festigkeit hohe Anforderungen gestellt, um die Parameter der Expositionsklasse XBSK einzuhalten. Alle diese Anforderungen werden durch Silicate R als standfester, silikatischer Mörtel zur Beschichtung und Reprofilierung (bis 15 mm Schichtdicke) von mineralischen Bauteilen erfüllt. Er ermöglicht den Auftrag als Oberflächenschutzsystem in der geforderten minimalen Auftragsdicke von 8 mm in einem Arbeitsgang.
Der Durchbruch für Eigenschaftsprofil und Anwendungsspektrum gelang erst mit der Einflechtung der Silicate-Technologie in die Schutzsysteme. Die praktisch unlöslichen Silikatverbindungen des Systems erlauben ein Arbeiten in neuen Dimensionen. Extreme Belastungen, auch in Kombination mit hohen Temperaturen, Chemikalien und mechanischer Degradation, bleiben für die Bauteile wirkungslos. Auch bei rückseitig einwirkender Wasserbelastung und frontseitigem BSK-Angriff wird eine dauerhafte Abdichtung gewährleistet – ohne das Schadensrisiko diffusionsdichter Beschichtungen.
Gerade bei der Applikation per Hand oder mit Maschinentechnik zeigen sich bei ungünstigen Klimabedingungen Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Systemen, wie z.B. Reaktionsharze.
Beim Forschungsprojekt vom IKT – „Sanierung von Abwasserschächten: Untersuchungen von Materialien und Systemen zur Abdichtung und Beschichtung“ – hat das Remmers-Silicate-System sehr gut abgeschnitten.

Fazit

Betoninstandsetzung im Bereich von Abwasseranlagen erfordert hohe Kompetenz in Planung und Ausführung sowie den Einsatz von Material, dessen Eigenschaftsprofil den sehr speziellen Anforderungen im Abwasserbereich optimal gewachsen ist. Nur dieser Dreiklang gewährleistet eine hohe Restnutzungsdauer der Bauwerke. bi