‚Imprägnierung‘ von Betonzusatzmitteln

Funktionsweise von Betonzusatzmitteln

Es gibt weltweit sehr viele ‚Imprägnierungs‘ –Zusatzmittel auf dem Markt, die dem Beton beim Mischen zugesetzt werden können, um eine verbesserte Beständigkeit gegen Wassermigration zu erreichen. In der gesamten Produktpalette gibt es viele Gemeinsamkeiten und Unterschiede. Die Förderung dieser Systeme durch die Seiten dieser Zeitschrift und anderswo, kommen oft mit attraktiven Ansprüchen auf Leistung, Benutzerfreundlichkeit und Backup-Garantien.

Obwohl die verschiedenen Produkte unterschiedliche Zusammensetzung und / oder Wirkungsweise beanspruchen können – Porenauskleidungsabweisung, kristallbildende Porenblockierung, organische Porenverstopfung unter Druck – haben die Darstellung von Ansprüchen, technische Unterstützung und Garantien bei der Mehrheit der angebotenen Produkte viel gemeinsam.

Dieses Diskussionspapier versucht, die wichtigsten Fragen und Behauptungen zusammenzubringen, stellt einige Bewertungen der Materialien vor und lädt zu einer rigorosen Debatte über Vorteile und Erwartungen ein.

Dies soll keine spezifische Genehmigung oder Widerlegung einzelner Ansprüche auf bestimmte einzelne Produkte sein. Obwohl auf einige britische technische Dokumente verwiesen wird, sind die Materialien, die Ansprüche und die Probleme weltweit relevant.

Zwei Hauptansichten, die im Folgenden abgeleitet werden, sind, dass die Verwendung solcher Beimischungen allein die Fähigkeit des Strukturbetons, dem Durchtritt von flüssigem Wasser zu widerstehen, sehr unwahrscheinlich wesentlich verbessern wird und jede behauptete Verbesserung der Beständigkeit gegen Wasserdampf unsicherer ist. Eine wichtige Unterscheidung wird gemacht, hier und später in diesem Papier, zwischen dem Eindringen von Wasser durch ‚Strukturbeton und das durch eine Struktur aus Beton.

BS 8102: 2009 Abschnitt 9 – Erreichen eines ’strukturell integralen Schutzes‘

Dieses Diskussionspapier ist jetzt für Großbritannien und andere Länder relevant, die britische Normen zur Abdichtung unterirdischer Strukturen verwenden. British Standard BS 8102 (1) wurde überarbeitet und neu veröffentlicht. Abschnitt 9 der Norm bezieht sich auf die Auswahl der Materialien, um einen ’strukturell integralen Schutz‘ zu erreichen – das heißt, der Beton selbst muss den erforderlichen Widerstand bieten, um das Eindringen von Wasser zu minimieren.

Abschnitt 9.2.1.3 Beton, der wasserabweisende Beimischungen enthält, heißt es in einem Kommentar:

„Es gibt eine Reihe von Produkten, die allgemein als wasserabweisende Beimischungen anerkannt sind und nach verschiedenen Wegen suchen, um die inhärente Beständigkeit von Beton gegen Wasser und Wasserdampf zu erhöhen. Da die Mechanismen, mit denen jedes Produkt diese Ziele erreicht, sehr unterschiedlich sind, ist es in dieser britischen Norm nicht möglich, spezifische Anleitungen zu ihrer Verwendung zu geben“

Es liegt also am Einzelnen, dies zu beurteilen.

Es wird auch darauf hingewiesen, dass Abdichtungszusätze in BS EN 934 (2) spezifiziert sind. Diese Norm legt Prüfungen nach EN 480-1 und EN 480-5 fest. Die Anforderung an die Kapillarabsorption – die relevante Eigenschaft der in der Norm für die Abdichtung geforderten Eigenschaften – besteht jedoch in der Verringerung der Wasseraufnahme durch einen Referenzmörtel. Dies ist nicht sehr nützlich bei der Beurteilung der wahrscheinlichen Wasserdurchdringungsleistung von Beton.

BBA-Zertifizierung für Beimischungen

Eine Quelle der unabhängigen Bewertung von Produkten außerhalb der nationalen Normen ist die Zertifizierung durch Agrément oder andere technische Zulassungsstellen. Das British Board of Agrément hat einige dieser Abdichtungszusätze geprüft und Leistungszertifikate ausgestellt.

Diese Zertifikate belegen im Allgemeinen, dass Betone, die die spezielle Beimischung enthalten, Beton mit geringerer Wasserdurchlässigkeit im Vergleich zu einem Referenzbeton erzeugen. Die Zertifikate sind ambivalenter in Bezug auf die Auswirkungen der Verwendung dieser modifizierten Betone auf den Gesamtwasserausschluss einer unterirdischen Struktur.

Wasseraustritt durch Risse und Betriebsdurchführungen

Aus realen Projekten ist bekannt, dass Wasseraustritt durch eine Betonkonstruktion überwiegend nicht durch den Körper von gut verdichtetem Beton erfolgt, sondern dort, wo der Beton nicht ist – an Rissen, an Fugen an Betriebsdurchführungen usw. Wenn der Beton selbst von schlechter Qualität ist – eine schlechte Verdichtung aufweist oder Einschlüsse aufweist – kann Wasser austreten, aber die Zusatzmittel, die die Betonmatrix verbessern sollen, können unter solchen Umständen keinen Nutzen bringen.

Obwohl also gezeigt werden kann, dass der Beton, der die Beimischung enthält, eine höhere Beständigkeit gegen das Eindringen von Wasser aufweist, bedeutet dies nicht, dass die Struktur selbst widerstandsfähiger ist. Das Argument, dass struktureller Qualitätsbeton einen sehr hohen Grad an inhärenter ‚Wasserdichtigkeit‘ aufweist, wird durch viele so genannte ‚Permeabilitätstests‘ gestützt, die durchgeführt wurden (3). Die Bestimmung eines echten Fließzustands in einem Labortest ist für Beton, der die für Strukturbeton typische geringe Permeabilitätsmasse darstellt, äußerst schwierig.

Weitere Erfolge beim Nachweis der Beständigkeit gegen Wasserdurchtritt wurden mit Druckdurchdringungsmethoden erzielt. Eine solche Prüfmethode ist in BS EN 12390-8:2000 festgelegt. Bei diesem Test werden Betonproben über einen Zeitraum von 72 Stunden einem angelegten Druck von 500 kPa (ca. 50 m Wasserhöhe) ausgesetzt. Die erhaltenen Ergebnisse für Strukturbetone reichen von 10 – 40mm Penetration.

Wasserdurchlässigkeit

Es gibt auch einige Zweifel, ob die scheinbare Verbesserung der Wasserdurchlässigkeitseigenschaft der von den Zertifizierungsstellen getesteten Betone tatsächlich auf den Wirkstoff zurückzuführen ist und nicht auf andere Änderungen zwischen Kontrollbeton und Testbeton. Die nachstehende Tabelle fasst die Daten einiger ausgestellter Beurteilungsbescheinigungen zusammen. Es zeigt und kontrastiert die Komposition und Performance Detail erklärt.

Eine erste Bemerkung ist, dass gemäß den Leitlinien zur Permeabilität (3) alle oben genannten Permeabilitätsergebnisse – Test und Kontrolle – als Beton mit geringer Permeabilität eingestuft würden (Betonpermeabilität < 10 -12) . Eine weitere Unsicherheit über die Aussagekraft dieser Versuche besteht, wenn die in der Tabelle für die fiktiv ähnlichen Kontrollproben angegebenen Permeabilitätsergebnisse vorliegen.

Wenn wir Beton von guter Qualität haben, der in Bezug auf die Durchlässigkeit gut genug ist, ist es dann wirklich von Vorteil, einen Beton herzustellen, der beispielsweise fünfmal besser ist?

Für einige der oben genannten Produkte, z. B. ‚δ‘ oder ‚ε‘, könnten die Unterschiede in der Permeabilität plausibel auf die erhebliche Verringerung des w / c-Verhältnisses zwischen Kontrolle und Test zurückzuführen sein. Die Verbindung zwischen w / c-Verhältnis und Permeabilität ist gut etabliert.

Aus den obigen Argumenten scheint es wenig vorteilhaft zu sein, eine spezielle Formulierung zu verwenden Imprägnierungsbeimischung um eine bessere Beständigkeit gegen das Eindringen von flüssigem Wasser zu erreichen.

Diese Argumente kommen typischerweise in einer vom Auftragnehmer vorgeschlagenen Alternative zu einem membranbasierten Abdichtungsdesign vor. Aber wenn der Beton selbst wasserdicht genug sein kann – mit bedacht auf Fugen und Durchdringungen -, warum sollte man sich dann überhaupt für eine Membran entscheiden? Vertrauen, Gewohnheit, Dampfkontrolle, Haltbarkeit? Die Faktoren und Leitlinien, die mit diesen umfassenderen Fragen verbunden sind, sind derzeit weniger genau definiert und Schlussfolgerungen eher schwieriger zu ziehen.

Überlegungen zur Wasserdampfdurchlässigkeit

Wir würden vielleicht instinktiv zu dem Schluss kommen, dass Beton zwar flüssiges Wasser ausschließen kann, aber auch den Durchtritt von Wasserdampf ermöglichen kann. Es stimmt, dass Messungen der Wasserdampfdurchlässigkeit einfacher zu erreichen sind als mit flüssigem Wasser. Die größte Unsicherheit bei der Betrachtung von Wasserdampf besteht darin, zu entscheiden, welcher Dampfeintritt zulässig sein kann. Die in einigen Konstruktionsleitfäden verwendete Terminologie – ‚trocken‘ oder ‚völlig trocken‘ – hilft nicht, die erforderliche Übertragungsleistung des Betons zu definieren. Darüber hinaus wird das Design zur Kontrolle des Eindringens von Wasserdampf in größerem Maße von der Art der Nutzung des Innenraums und den mechanischen Dienstleistungen – Entfeuchtung, Belüftung usw. – beeinflusst. Dies wurde durch die Überarbeitung der BS 8102 erkannt, die die vorherige Grade-4-Umgebung entfernt hat.

Die Agrément-Zertifikate für einige der Abdichtungszusatzmittel haben versucht, eine Leistungsanforderung an den Beton zu stellen, die den Dampfwiderstandsanforderungen des abgelösten BS8102 entspricht. Anhand der angegebenen Werte und unter Berücksichtigung typischer Betonbauabschnitte kann jedoch gezeigt werden, dass der Kontrollbeton ohne die Beimischung die Dampfdurchlässigkeitsanforderungen erfüllen kann.

Daher wird derzeit die Schlussfolgerung gezogen, dass die individuellen Projektbedürfnisse und die wahrgenommenen Risiken bei der Entscheidung berücksichtigt werden müssen, ob es sinnvoll ist, eines dieser Beimischungen in eine eigenständige Lösung aufzunehmen oder auf der Grundlage eines Tankmembransystems zu entwerfen.

Der Einsatz von Außentankmembranen für unterirdische Betonkonstruktionen

Ein weltweit bedeutender Einsatz von Außentankmembranen für unterirdische Betonkonstruktionen besteht darin, Schutz vor einer Verschlechterung aggressiver Boden- oder Grundwasserbedingungen zu bieten. Wie bei der Beständigkeit gegen Wassereintritt erheben die Promotoren dieser Beimischungen erhebliche Ansprüche an eine verbesserte Dauerhaltbarkeit.

Leider basiert das Haltbarkeitsdesign der meisten Projekte nicht auf der Leistung, sondern auf vorgeschriebenen Regeln für verschiedene Expositionsbedingungen. Der Einsatz einer robusten Betankungsmembran kann sehr positive Aussagen über die Veränderung der Belastungsbedingungen des Betons treffen.

Die Verwendung einer Wasserdurchlässigkeits-reduzierenden Beimischung wird die Beständigkeit gegen Verschlechterung ändern und in der Regel verbessern, jedoch in einem Ausmaß, das nicht ohne weiteres anhand von Code oder anderen für das Design verwendeten Referenzen definiert werden kann. Wenn wir Admixture X verwenden, um wie viel könnten wir den minimalen Zementgehalt reduzieren oder um wie viel das maximale W / c-Verhältnis auf einer bestimmten Website erhöhen. Derzeit gibt es nur sehr begrenzte Leitlinien. Dies sollte nicht so verstanden werden, dass es keine Situationen gibt, in denen Haltbarkeitsvorteile nützlich sind. Es wird solche Situationen geben, in denen beispielsweise das Anbringen einer Tankmembran an einer Struktur nicht möglich ist.

Garantien für Betonzusatzmittel

Das Garantieangebot des Zusatzmittelherstellers wurde bereits in diesem Hinweis erwähnt. Diese können äußerlich attraktiv sein, um Vertrauen in die Abdichtungsoption zu schaffen. In précis Bedingungen bietet die Garantie an, das Detail des wasserdichten Designs zu überwachen, einen Beitrag zur Baustellenpraxis zu leisten und im Wesentlichen zu garantieren, dass sie im Falle eines Lecks zurückkommen und es reparieren.

Bei den Projekten, bei denen wir auf eine Garantie gestoßen sind, scheint das Arrangement weitgehend zu funktionieren. Typische Garantiedokumente weisen jedoch möglicherweise erhebliche Probleme auf. Rückkehr zu ‚fix‘ die Lecks deckt nur den Akt der Verfugen oder Patchen oder was auch immer erforderlich ist. In der Regel wird erwartet, dass dem Lieferanten (im beiderseitigen Sinne) freier Zugang zu dem Mangel gewährt wird. Dies kann schwierig sein und erhebliche Kosten verursachen, wenn das Leck erst sichtbar wird, nachdem der Raum mit Anlagen und anderen Geräten ausgestattet wurde. Lecks können erst einige Zeit nach Fertigstellung der Konstruktion sichtbar werden. Eine weitere häufige Einschränkung besteht darin, dass die Kosten für die ‚Fix‘ nur bis zu den Kosten der ursprünglich gelieferten Beimischung gedeckt werden.

Diese Garantien können durchaus ein positiver Beitrag für bestimmte Projekte sein, aber es wird empfohlen, die Garantiebedingungen gründlich zu überprüfen.

Zu den in diesem Papier angesprochenen Fragen gibt es hoffentlich eine umfassendere und ausführlichere Debatte. Es wird sicherlich eine Verbreitung von Ansichten, Erfahrungen und Erwartungen geben.

Diskutieren!

Newton Waterproofing Systems Vielen Dank an Bob Cather für die Einreichung dieses Artikels.