6. Brückenkolloquium 2024 - Oktober 2024 467 Spezialpolyurethanharz für die Abdichtung unter Asphaltbelägen Fahrbahntafeln sicher abdichten - auch bei widrigen Witterungsbedingungen Dr. rer. nat. Jonas Tendyck MC-Bauchemie Müller GmbH & Co. KG, Bottrop Zusammenfassung Die Abdichtung der Fahrbahntafel von Brücken ist von wesentlicher Bedeutung, um die komplexen Bauwerke dauerhaft vor Oberflächenwasser und Tausalzen zu schützen. Die gebräuchlichste Methode mit langjährigem Erfahrungshintergrund ist gemäß den ZTV-ING Teil 6-1 Brückenbeläge auf Beton mit einer Dichtungsschicht aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn herzustellen.[1] Die Behandlung der Betonoberfläche mit einem hitzebeständigen Epoxidharz vor dem Applizieren der Schweißbahn erhöht die Abdichtungsqualität signifikant. Epoxidharze sind jedoch gegenüber hoher Luftfeuchte empfindlich, hierdurch werden Bauzeitenfenster für die o. g. Betonbehandlung im Frühjahr und Herbst erheblich verkürzt. Das Spezialpolyurethanharz MC-DUR LF 680 - geprüft nach dem neuen Hinweisblatt H-V-PUR (2024) - ermöglicht kurze Neubau- oder Sanierungszeiten und härtet weitestgehend unabhängig von Feuchte- und Witterungseinflüssen aus. Es bietet kurze Reaktions- und Überarbeitungszeiten und ermöglicht - abhängig von der Objektgröße - die Durchführung kompletter Abdichtungen an einem Tag. 1. Einführung Steigende Verkehrsaufkommen, höhere Achslasten und aggressivere Umwelteinflüsse führen zu einer zunehmenden und verstärkten Beanspruchung bestehender Brückenbauwerke. Auch nehmen mit zunehmendem Alter die Schäden erheblich zu, wodurch eine bedeutende Anzahl der bestehenden Brückenbauwerke einer dringenden Instandsetzung bedarf. Der Schutz und die Instandsetzung von Brückenbauwerken spielen eine entscheidende Rolle für deren Sicherheit, Funktionalität und Langlebigkeit. Da Brückenbauwerke zu den anspruchsvollsten Bauwerken des Ingenieurbaus zählen, setzt deren Bau und Sanierung eine umfassende Expertise voraus, die neben den planerischen und ausführungstechnischen Aspekten besonders die Materialseite betrifft. Marode Brücken-bauwerke stellen unsere Infrastruktur zunehmend vor massive Probleme. Volkswirtschaftliche Schäden in Milliardenhöhe wie sie zum Beispiel durch mehrjährige Autobahnsperrungen verursacht werden, verlangen nach möglichst kurzen Neubau- oder Sanierungszeiten. Um die Fahrbahntafel als wesentliches Bauteil der Brückenkonstruktion, zum Beispiel vor tausalzhaltigem Wasser und so vor Korrosion der Bewehrung, zu schützen wird eine Abdichtung als Schutz benötigt. Um einen guten Haftverbund zwischen der Abdichtung aus Polymerbitumen-Schweißbahnen und dem Untergrund herzustellen, ist eine Behandlung der Betonoberfläche mit einem Reaktionsharz unerlässlich. 2. Fahrbahntafelabdichtung 2.1 Klassische Reaktionsharze Für den Einsatz gemäß ZTV-ING sind seit vielen Jahrzehnten Epoxidharze das Bindemittel der Wahl. [1, 2] Die vorgegebenen Verarbeitungs- und Witterungsbedingungen sind speziell auf die Eigenschaften dieses Materials abgestimmt. Es ist von entscheidender Bedeutung, dass ausschließlich fertig aufeinander abgestimmte Komponenten verwendet werden. Zusätzliche Dosierbehälter oder Messbecher sind nicht erforderlich, da die Komponenten bereits optimal dosiert und vorbereitet sind, um eine einfache und präzise Anwendung zu gewährleisten. Produkte dieser Art werden nach TL/ TP-BEL-EP geprüft. [2] Zugelassen sind ausschließlich Epoxidharze und keine anderen Reaktionsharze. Mit der Verwendung von Epoxidharzen sind jedoch auch einige Herausforderungen verbunden. Dazu zählt die starke Witterungsabhängigkeit des Materials, die die Planung und Durchführung der Arbeiten beeinflussen kann. Zudem sind lange Überarbeitungszeiten erforderlich, die sich in der Regel an einem Tagesrhythmus orientieren. Dies führt zu langen Sperrzeiten, was wiederum hohe Kosten für die Baustellensicherung verursacht. Eine weitere Möglichkeit besteht seit 2018 mit dem Einsatz von Polymethylmethacrylaten (PMMA) für diesen Einsatzzweck. Die Anwendung wird im Hinweisblatt für die Herstellung von Abdichtungs-systemen aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn auf einer Versiegelung, 468 6. Brückenkolloquium 2024 - Oktober 2024 Spezialpolyurethanharz für die Abdichtung unter Asphaltbelägen Grundierung oder Kratzspachtelung aus PMMA für Ingenieurbauten aus Beton beschrieben. Praktische Erfahrungen gibt es hierzu seit 2015. [3] Die Anwendung ist identisch zu Epoxidharzen, allerdings ist hier bauseits der Härter stets manuell zu dosieren, welches ein gewisses menschliches Fehlerpotential birgt. 2.2 Spezialpolyurethan zur Versiegelung und Kratzspachtelung von Fahrbahntafeln Ein möglicher Ansatz, um die zuvor genannten Probleme zu umgehen, ist die Nutzung von Versiegelungen oder Kratzspachtelungen auf Basis speziell für diesen Einsatzbereich optimierter Polyurethane. Aufgrund der schnellen Reaktionszeit dieser Polyurethane wird das System schon nach kurzer Zeit unempfindlich gegenüber Feuchtigkeit (wie Regen oder Tauwasser). Zudem können diese Polyurethan-Versiegelungen unter bestimmten Voraussetzungen bereits bei Bauteiltemperaturen ab 2 °C angewendet werden. Dies erweitert die möglichen Ausführungs-zeiträume erheblich, sodass Arbeiten auch im Frühjahr und Herbst möglich sind. Mit diesem Abdichtungssystem wurden sechs Jahre lang Erfahrungen auf Betonbrücken gesammelt. [4] Seit diesem Jahr steht mit dem Hinweisblatt für die Herstellung von Abdichtungssystemen aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn auf einer Versiegelung oder Kratzspachtelung aus Polyurethan für Ingenieurbauten aus Beton (H V-PUR 2024) auch eine entsprechende Grundlage für Prüfungen als auch die Ausführung zur Verfügung. Abb. 1: Applikation eines nach H V-PUR (2024) geprüften Reaktionsharzes auf einer vorbereiteten Brückenfahrbahntafel. Mit dem rot-transparentes Spezialpolyurethanharz MCDUR LF 680 steht bereits seit 2017 ein Produkt als Grundierung, Versiegelung und Kratzspachtelung von Fahrbahntafeln und Parkdecks zur Verfügung, welches bereits in Anlehnung an die TL/ TP-BEL-EP geprüft ist, jedoch aufgrund eines abweichenden Bindemittels trotz vollständiger Erfüllung sämtlicher technischer Anforderungen, nicht vollständig durch dieses Regelwerk abgedeckt ist. Durch die Einführung des H-VPUR ist das Bindemittel nun ebenfalls abgedeckt. So konnte MC-DUR LF 680 gemäß des neuen H V-PUR erfolgreich geprüft werden. Mit MC-DUR LF 680 ist die Durchführung einer kompletten Abdichtung an einem Tag möglich. Im Gegensatz zu den zuvor genannten Reaktionsharzen auf Epoxid- oder PMMA-Basis härtet MC-DUR LF 680 weitestgehend unabhängig von Feuchte- und Temperatureinfluss schnell und sicher aus. Es kann auf leicht feuchtem Untergrund eingesetzt werden und bietet dennoch kurze Reaktions- und Überarbeitungszeiten. Zusätzlich ist MC-DUR LF 680 auf jungem Beton geprüft. Entgegen der in der Norm geforderten Anwendung erfüllt das Spezialharz die Anforderungen bereits nach fünf statt nach sieben Tagen vollumfänglich. MC-DUR LF 680 weist bei 20 °C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 50 Prozent eine Überarbeitungszeit von einer Stunde auf. Bei 2 °C beträgt die Überarbeitungszeit circa zweieinhalb Stunden. Dies ermöglicht auch in den Herbst- und Wintermonaten eine sehr schnelle Applikation der Abdichtungsbahnen, die einmalig in diesem Segment ist; und das ohne eine minderfeste und haftungsstörende Carbamatschicht zu bilden, wie sie bei Epoxidharzen auftreten kann. Abb. 2: Aufbrennen einer Schweißbahn auf dem Spezialpolyurethanharz MC-DUR LF 680 bereits 2 Stunden nach Applikation der Versiegelung. MC-DUR LF 680 ist wie ein konventionelles Epoxidharz zu verarbeiten, dabei ist aber weder auf die Dosierung von Katalysatoren zu achten noch auf andere Hilfsmittel zurückzugreifen. Das Spezialharz hat in aktuell über sechs Jahren seine Wirksamkeit zum einen in externen Tests als auch in der Praxis bei vielen Projekten und auf mehreren 10.000 m 2 eindrucksvoll unter Beweis gestellt. 3. Fazit Mit den Polyurethanen nach H V-PUR steht nun eine weitere Bindemittelart für die Herstellung von Abdichtungssystemen aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn auf einer Versiegelung oder Kratzspachtelung für Ingenieurbauten aus Beton zur Verfügung. Diese ermöglichen gerade bei kritischen Randbedingungen wie z. B. niedrigen Temperaturen und hoher Luftfeuchte, dass Abdichtungsbahnen äußerst schnell appliziert werden können. Das Bauzeitenfenster verlängert sich in die Herbst- und Wintermonate und ermöglicht die rechtzeitige Fertigstellung der sensiblen Infrastrukturprojekte. Dabei entstehen keine minderfesten und haftungsstörenden Nebenpro- 6. Brückenkolloquium 2024 - Oktober 2024 469 Spezialpolyurethanharz für die Abdichtung unter Asphaltbelägen dukte, wie sie bei anderen Reaktionsharzen vorkommen können. Die Produkte bieten damit Planern und Verarbeitern neben der enormen Zeitersparnis auch eine höhere Planungssicherheit sowie Wirtschaftlichkeit bei ihrer Abdichtungsmaßnahme. Literatur [1] ZTV-ING Teil 6-1 Brückenbeläge auf Beton mit einer Dichtungsschicht aus einer Polymerbitumen- Schweißbahn, FGSV, 2022. [2] TL/ TP-BEL-EP Technische Lieferbedingungen und Technische Prüfvorschriften für Reaktionsharze für Grundierungen, Versiegelungen und Kratzspachtelungen unter Asphaltbelägen auf Beton, FGSV, 1999. [3] Hinweise für die Herstellung von Abdichtungssystemen aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn auf einer Versiegelung, Grundierung oder Kratzspachtelung aus PMMA für Ingenieurbauten aus Beton, FGSV, 2024. [4] Hinweise für die Herstellung von Abdichtungssystemen aus einer Polymerbitumen-Schweißbahn auf einer Versiegelung oder Kratzspachtelung aus Polyurethan für Ingenieurbauten aus Beton, FGSV, 2024.