10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 125 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke CAB|ONE: Ein intelligentes und leistungsfähiges Überwachungs- und Monitoringsystem Gregor Gerhard 1. Grundlagen TR-Instandhaltung (TR-IH) 2. Ist-Zustandserfassung 3. Instandsetzungsverfahren 7.2„Ersatz von chloridhaltigem oder carbonatisiertemBeton zum Erhalt oder der Wiederherstellung der Passivität Alt: R-CL 4. Instandsetzungsverfahren 8.3 „Beschichtung zur Erhöhung des elektrischen Widerstandes“ Alt: W-CL 5. Instandsetzungsverfahren 10.1„Kathodischer Schutz“ Alt: K 6. CAB|ONE ein intelligentes, innovatives KKS- und Monitoringsystem 1. Grundlagen TR-Instandhaltung 1.1 Neue Bezeichnungen für Instandsetzungsmörtelund-Beton • Betonersatz mit bekannter Zusammensetzung - Beton nach DIN EN 206-1 und DIN1045-2 (ggf. als Trockenbeton), - Spritzbeton nach DIN EN 14487 und DIN 18551, - Betonersatzaus Spritzmörtel mit Anforderungen nach DIN EN 14487 in Verbindung mit DIN 18551, - Betonersatz aus Vergussbeton nach Vergussbetonrichtlinie des DAfStb (Ausgabe Juli 2019) und gemäß DAfStb-RLSIB (Ausgabe Oktober 2001, inkl. der Berichtigung 1 und 3 • Betonersatz mit unbekannter Zusammensetzung 126 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE - Betonersatz im Handauftrag/ Betonierverfahren (RM und RC) und dieser Technischen Regel nach Teil 2, Tabelle C.2 - Betonersatz im Spritzverfahren (SRM und SRC)und dieser Technischen Regel nach Teil 2, Tabelle C.3 - Polymermörtel(PRM)undPolymerbetone(PRC)im- HandauftragunddieserTechnischenRegelnachTabelleTeil2C.4 • RC (Repair Concrete): Beton als Betonersatz im Handauftrag/ Betonierverfahren mit oder ohne Kunststoffmodifizierung • RM (Repair Mortar): Mörtel als Betonersatz im Handauftrag/ Betonierverfahren mit oder ohne Kunststoffmodifizierung • PRC/ PRM (Polymer Repair Beton/ Mörtel): „Mischungen von reaktiven Polymerbindemitteln und abgestuften Gesteinskörnungen, die durcheine chemische Reaktion, z.B.Polymerisation, Polyaddition oder Polykondensation verfestigen“(DINEN1504-1) • SRC/ SRM (Sprayable Repair Beton/ Mörtel): Spritzbarer Beton als Betonersatz mit oder ohne Kunststoffmodifizierung • Spritzbeton: Spritzbeton ist Beton nach DIN EN 14487-1 in Verbindung mit DIN 18551 mit Gesteinskörnung fürBetonmit einem Größtkorndurchmesser >4 mm,der in einer geschlossenen Schlauch-oder- RohrleitungzurEinbaustellebefördertunddortdurch- Spritzenaufgetragenundverdichtetwird. • Spritzmörtel: Zementmörtel (werksgemischte Trockenmischung) mit Gesteinskörnung für Beton ≤4mm, der wie Spritzbeton nach DINEN14487-1 inVerbindung mit DIN18551 hergestellt, überwacht und verarbeitet wird. 1.2 InstandsetzungsprinzipienTR-IH Prinzip Geregelte Verfahren, die auf denPrinzipien beruhen Anwendbarkeit Anforderungen an die Produkte/ Systeme bei Anwendung des Verfahrens 1 2 3 4 1. Schutz gegen das Eindringen von Stoffen 1.1 Hydrophobierung 1) - Beachtung der Anforderungen nach Tabelle 12 - OS 1(OSA) gemäß Teil2, Anhang A, Tabelle A.3 1.3 Beschichtung 2) - OS 2 (OSB) 3) gemäß Teil 2, Anhang A,Tabelle A.4, - OS 4(OSC) gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.5, - OS 5a (OSDII), OS5b (OS DI) gemäß Teil 2, Anhang A,Tabelle A.6, - OS 8 gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.7, - OS 11a (OS F a), OS 11 b (OSF b) gemäß Teil 2, Anhang A,Tabelle A.8, - OS 14 gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.9 1.4 Lokale Abdeckung von Rissen (Bandagen) - OS 11a (OS F a), OS 11 b (OSF b) gemäß Teil 2,Anhang A,Tabelle A.8, - OS 14 gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.9 1.5 Füllen von Rissen oder Hohlräumen 4), 5) - Beachtung der Anforderungen nach Tabellen 13 und 14 - F-I (P), F-V (P) gemäß Teil 2, Anhang B, Tabelle B.1, - F-I (H), F-V(H) gemäß Teil 2, Anhang B, Tabelle B.2, - D-I (P) gemäß Teil 2, Anhang B, Tabelle B.3 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 127 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 2. Regulierung des Wasserhaushaltes des Betons 2.1Hydrophobierung1) -Beachtung der Anforderungen nach Tabelle 12 - OS1 (OSA) gemäß Teil 2, Tabelle A.3 2.3 Beschichtung 7), 8) - OS 2 (OSB) 3),6) gemäß Teil 2, Anhang A,Tabelle A.4, - OS 4 (OSC) gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.5, - OS 5a (OSDII), OS5b (OS DI) gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.6, - OS 8 gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.7, - OS 11a (OS F a), OS 11 b (OSF b) gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.8, - OS 14 gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.9 2.6 Füllen von Rissen oder Hohlräumen 9) - Beachtung der Anforderungen nach Tabellen 13 und 14 - F-I (P) gemäß Teil 2, Anhang B, TabelleB.1, - F-I (H) gemäß Teil 2, Anhang B, Tabelle B.2, - D-I (P) gemäß Teil 2, Anhang B, Tabelle B.3 3. Reprofilierung oder Querschnitts-ergänzung 3.1 Kleinflächiger Handauftrag - Beachtung der Anforderungen nach Tabelle 15 - RM, RC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.2, - PRM, PRC 10) gemäß Teil 2, Anhang C,Tabelle C.4 3.2 Betonieren oder Vergießen - Beton nach DINEN 206-1 und- DIN1045-2 (ggf. als Trockenbeton) - Vergussbeton/ -mörtel nach Vergussbetonrichtlinie des DAfStbund gemäß- DAfStb-RLSIB, Berichtigung 3 - RM, RC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.2, - PRM, PRC 11) gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.4 3.3 Spritzauftrag - Spritzbeton nach DINEN14487/ DIN18551 - Spritzmörtel mit Anforderungen nach DINEN14487/ DIN18551 - SRM, SRC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.3 3.4 Auswechseln von Bauteilen - Nach DIN EN 1992-1-1 128 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 4. Verstärkung des Betontragwerks 12) 4.1 Zufügenund Auswechseln von eingebetteten Bewehrungsstäben - Beachtung der Anforderungen nach Tabelle 15 - Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 (ggf. als Trockenbeton) - RM, RC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.2, - Spritzbeton nach DIN EN 14487 und DIN 18551, - SRM, SRC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.3 4.3 Verstärkung durch geklebte Bewehrung - Beachtung der DAfStb-Richtlinie „Verstärken von Betonbauteilen mit geklebter Bewehrung“ 4.4 Querschnittsergänzung durch Mörtel oder Beton - Beachtung der Anforderungen nach Tabelle 15 - Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 (ggf. alsTrockenbeton) - RM, RC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.2, - Spritzbeton nach DIN EN 14487 und- DIN 18551, - SRM, SRC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.3 4.5 Füllen von Rissen 13) oder Hohlräumen 5), 14) - Beachtung der Anforderungen nach Tabellen 13 und 14 - F-I (P), F-V (P) gemäß Teil 2, Anhang B, Tabelle B.1, - F-I (H), F-V (H) gemäß Teil 2, Anhang B,Tabelle B.2 5. Erhöhung des physikalische Widerstandes 5.1 Beschichtung 15) - Beachtung der Anforderungen nach Tabelle 12 - OS 8 gemäß Teil 2 Anhang A, Tabelle A.7, - OS 14 gemäß Teil 2 Anhang A, Tabelle A.9 5.3 Mörtel- oder Betonauftrag 16) - Beachtung der Anforderungen nach Tabelle 15 - Es sind die Verfahren 3.1, 3.2 oder 3.3 anwendbar - Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 (ggf. als Trockenbeton) - RM, RC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.2, - Spritzbeton nach DIN EN14487 und DIN 1855117) - SRM, SRC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.31 7) 6. Erhöhung des Widerstands gegen chemischen Angriff 6.1 Beschichtung 18) - Beachtung der Anforderungen nach Tabelle 12 - OS 4 (OSC)gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.5, - OS 5a (OSDII), OS5b (OSDI) gemäß Teil 2, Anhang A,Tabelle A.6, - OS 8 gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.7, - OS 11a (OS F a), OS 11 b (OS F b) gemäß Teil 2,Anhang A,Tabelle A.8, - OS 14 gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.9 6.3 Mörtel- oder Betonauftrag 19) - Anwendung unter Beachtung der Anforderungen nach Tabelle 15 - Es sind die Verfahren 3.2 oder 3.3 anwendbar - Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 (ggf. als Trockenbeton) - RM, RC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.2, - Spritzbeton nach DIN EN 14487 und DIN 18551 - SRM, SRC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.3 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 129 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 7. Erhalt oder Wiederherstellung der Passivität 7.1 Erhöhung bzw.Teilersatz der Betondeckung mit zusätzlichem Mörtel oder Beton - Anwendung unter Beachtung der Anforderungen nach Tabelle 15 - Es sind die Verfahren 3.1, 3.2 oder 3.3 anwendbar - Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 (ggf. als Trockenbeton) - Vergussbeton/ -mörtel nachVergussbetonrichtlinie des DAfStbund gemäß- DAfStb-RLSIB, Berichtigung 3 - RM, RC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.2, - Spritzbeton nach DINEN 14487 und DIN 18551, - SRM, SRC gemäß Teil 2, Anhang C, TabelleC.3 7.2 Ersatz von chloridhaltigem oder carbonatisiertem Beton - Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 (ggf. als Trockenbeton) - Vergussbeton/ -mörtel nach Vergussbetonrichtlinie des DAfStbund gemäß- DAfStb-RLSIB, Berichtigung 3 - RM, RC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.2, - Spritzbeton nach DIN EN 14487und- DIN 18551 - SRM, SRC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.3 7.4 Realkalisierung von carbonatisiertem Beton durch Diffusion - Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 (ggf. als Trockenbeton) - Vergussbeton/ -mörtel nach Vergussbetonrichtlinie des DAfStbund gemäß- DAfStb-RLSIB, Berichtigung 3 - RM, RC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.2, - Spritzbeton nach DIN EN 14487 und DIN 18551, - SRM, SRC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.3 7.6 Füllen von Rissen oder Hohlräumen 1),2) - Beachtung der Anforderungen nach Tabellen 13 und 14 - F-I (P), F-V (P) gemäß Teil 2, Anhang B, Tabelle B.1, - F-I (H), F-V (H) gemäß Teil 2, Anhang B, Tabelle B.2, - D-I (P) gemäß Teil 2, Anhang B, Tabelle B.3 7.7 Beschichtung 1) - Beachtung der Anforderungen nach Tabelle 12 - OS 2 (OS B) 3) gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.4 - OS 4 (OS C) gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.5, - OS 5a (OS DII), OS 5b (OS DI) gemäß Teil 2, Anhang A,Tabelle A.6 - OS 8 gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.7 - OS 11a (OS F a), OS 11 b (OS F b) gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.8 - OS 14 gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.9 7.8 Lokale Abdeckung von Rissen (Bandagen) 1) - OS 11a (OS F a), OS 11 b (OS F b) gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.8, - OS 14 gemäß Teil 2, Anhang A, TabelleA.9 130 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 8. Erhöhung deselektrischenWiderstandes 8.1 Hydrophobierung 4) - Beachtung der Anforderungen nach Tabelle1 2 - OS 1 (OS A) 5) gemäß Teil 2, Tabelle A.3 8.3 Beschichtung 6) - OS 2 (OS B) 3) gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.4 - OS 4 (OS C) gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.5 - OS 5a (OS DII), OS 5b (OSDI) gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.6, - OS 8 gemäß Teil 2, AnhangA, Tabelle A.7 - OS 11a (OS Fa), OS 11b (OS Fb) gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.8 - OS 14 gemäß Teil 2, Anhang A, Tabelle A.9 10. Kathodischer- Schutz 10.1 Anlegeneines elektrischen Potenzials 7) - Anwendung unter Beachtung der Anforderungen nach Tabelle 15 - RM, RC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.2 - SRM, SRC gemäß Teil 2, Anhang C, Tabelle C.3 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 131 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 2. Ist-Zustandserfassung Erforderliche Untersuchungen: • Visuelle Prüfung • Aktenstudium (Bewehrungspläne, Statik, Gründung, Fertigteile, Grundwasser usw.) • Potenzialfeldmessung • Betondeckungsmessung, erhöhte Anforderung bei Instandsetzungsverfahren 10.1, KKS • Karbonatisierung • Chloridgehalte • Öffnungsstellen zur Kontrolle des Korrosionsgrades • Durchleitende Verbindung (nur bei Instandsetzungsverfahren 10.1, KKS) • Betonwiderstandsmessung (erhöhter Aufwand bei- Instandsetzungsverfahren 8.3, W-CL) • Beurteilung der Standsicherheit (bei 8.3 und 10.1); auch bei Bauzuständen (hier besonders bei Instandsetzungsverfahren 7.2, R-CL) 3. Instandsetzungsverfahren 7.2 „Ersatz von chloridhaltigem oder carbonatisiertem Beton zum Erhalt oder der Wiederherstellung der Passivität“ 132 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE (5) Der Altbeton mit Chloridgehalten oberhalb der kritischen, korrosionsauslösenden Werte ist vollständig zu entfernen (siehe Abbildung 7). Bei großen Chlorideindringtiefen muss der Beton bis mindestens 30 mm hinter die Bewehrung entfernt werden (siehe Abbildung 8). In diesem Fall darf der Chloridgehalt im verbleibenden Altbeton 1,5 M-%, bezogen auf den Zementgehalt, nicht überschreiten. Höhere, verbleibende Chloridgehalte im Altbeton sind nur bei entsprechenden Nachweisen zulässig. ANMERKUNG: Schwankungen der Chlorideindringtiefen können durch Sicherheitszuschläge berücksichtigt werden. (9) Mit folgendem Betonersatz kann man das Instandsetzungsziel vereinfacht erreichen: - Beton nach DIN EN 206-1 in Verbindung mit DIN 1045-2 (ggf. Lieferung als Trockenbeton) - Spritzbeton nach DIN EN 14487 in Verbindung mit DIN 18551, - Vergussbeton nach DAfStb-Richtlinie Dabei sind die Betondeckungen für eine Nutzungsdauer von 50 Jahren deskriptiv auf Basis der relevanten Expositionsklassen XC, XS und XD unter Einhaltung der Anforderungen an die Mindestbetondeckung nach DIN EN 1992-1-1/ NA sowie der Anforderung an den Baustoff und Bauausführung in den entsprechenden Normen festzulegen. (11)Polymermörtel (PRM) oder Polymerbeton (PRC) sind für dieses Verfahren nicht anwendbar, da die Annahmen in Abbildung 6 nur für zementgebundenen Betonersatz gelten. (12)Ergänzend kann die Bewehrung in besonderen Fällen in all jenen Bereichen, die während der Restnutzungsdauer depassiviert werden können, vor Korrosion durch eine zusätzliche mineralische Beschichtung der Bewehrung geschützt werden. 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 133 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 134 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 135 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 4. Instandsetzungsverfahren 8.3 „Beschichtung zur Erhöhung des elektrischen Widerstandes“ 136 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE (8) Es ist zu beachten, dass durch Tränkung im Allgemeinen nur oberflächennahe Rissbereichegefüllt werden können. Der ursprüngliche Verbund des ungerissenen Querschnitts wird dahernur teilweisewiederhergestellt, wasbeider Beurteilung des RisikoseinererneutenRissbildung zu berücksichtigen ist. Aus gleichem Grunde stellt die Tränkung bereits beigeringenRissbreitenänderungenimRegelfallkeinegeeigneteMaßnahmezumFüllendar. (9) Sofern erforderlich, sind die Rutschhemmung oder die Rauheit von befahrenen Flächen beiOS 8, OS 11 oder OS 14 nachzuweisen (Prüfverfahren siehe Tabelle 1, Zeile 2.13 und 2.14).DerSKPlegthierfürAnforderungenfest. (10)Bei befahrbaren Flächen können Ausgleichsschichten gemäß Teil 2 dieser TechnischenRegel(sieheA.5) unterdemOberflächenschutzsystemaufgetragenwerden. 5. Instandsetzungsverfahren 10.1 „Kathodischer Schutz“ 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 137 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 138 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 139 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 140 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 141 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 142 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 5.1 Zusammenfassung und Vergleich der Instandsetzungsverfahren 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 143 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE 6. CAB|ONE ein intelligentes, innovatives KKS- und Monitoringsystem LeistungsmerkmaleCAB|ONE • Vollkommene Neu- und Eigenentwicklung (individuelle Anpassungen möglich). • Alle Anodenanschlüsse sind völlig unabhängig voneinander Mess- und Steuerbar. • Mehrfachknoten für Referenz- und Anodenanschlüsse, unabhängig von Schutzzonen möglich. • Damit ist eine vollkommene und lückenlose Überwachung gewährleistet. • Ein-Kabel-Lösung. Schnelle Installation und optisch hochwertig. Auch bei sehr schwierigen Einbausituationen sehr leicht möglich. • Drehwiderstände, Schutzstromführende Kabel und Sense-Leitungen, kabelpritschen und große Kabelkanäle entfallen. • Als Steuerungselement (Hauptsteuerungskasten) ist nur noch ein sehr kleiner ca. 50x50x15 cm³ kleiner Steuerungskasten erforderlich, egal wie groß die Anlage ist. Keine Wärmebelastung. • Fernüberwachung ist lückenlos möglich, Vielzahl von Alarmwächter individuell einstellbar. Damit ist eine jährliche Begehung eigentlich unnötig, wenn die Anlage fehlerfrei läuft. 144 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Der Kathodische Korrosionsschutz im Wandel der Zeit und Regelwerke - CAB|ONE