Sanierung von Trinkwasserbehältern mit MC-RIM PW - MC Bauchemie Gesellschaft m.b.H.
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Sanierung von Trinkwasserbehältern
mit MC-RIM PW
MC Bauchemie Gesellschaft m.b.H.
MC – zwei Bauchemie-Unternehmen unter einem Dach Umfassende Programm-Kompetenz für den Bau Construction Chemicals Beton - und Mörtelzusatzmittel Baustellenprodukte Abdichtungen Construction Chemicals Protection Technologies Beton - und Mörtelzusatzmittel Beton - Instandsetzung Baustellenprodukte Injektionen Abdichtungen Industrieböden
Inhalt 1. Bauwerksdiagnose 2. Untergrundvorbereitung 3. Herausforderung bei der Instandsetzung von Trinkwasserbehältern 4. MC RIM PW mit integrierter DySC-Technologie 5. Referenzprojekte
Bauwerksdiagnose
Bauwerksdiagnose 1. Qualitative Beurteilung überwiegend visuell, d. h. durch Inaugenscheinnahme des Bauwerks, aber auch z. B. durch Überstreichen oder Klopfen mit einem Hammer: - Abwitterung - Verschmutzung - Rostfahnen - Gefügestörungen - Lunker, Kiesnester - Risse - Ausbrüche, Betonabplatzungen
Bauwerksdiagnose
2. Quantitative Beurteilung
I.d.R. reicht die visuelle Beurteilung zur Feststellung der Schadensursachen und
zur Festlegung der notwendigen Instandsetzungsmaßnahmen nicht aus, so dass
eine ganze Reihe von zusätzlichen Diagnoseverfahren notwendig sein kann:
- Bestimmung der Druckfestigkeit
- Bestimmung der Oberflächenzugfestigkeit
- Prüfung der Betondeckung
- Bestimmung der Karbonatisierungstiefe
- Bestimmung des Chloridgehaltes
- Kennzeichnen der Hohlstellen
Hohlstellen und Risse 1. Durch Abklopfen 2. Hohlstellen kennzeichnen 3. Risse kennzeichnen 4. Rissbreiten bestimmen
Das Ergebnis der Schadensdiagnose
bildet die Grundlage für....
1. den festzulegenden Sollzustand
2. den Umfang der Untergrundvorbereitung
3. das Instandsetzungskonzept
Untergrundvorbereitung
Ziel Die Betonunterlage ist so vorzubereiten, dass zwischen dem aufzubringenden Betonersatzsysten und der Betonunterlage ein fester und dauerhafter Verbund erzielt wird. Oberflächenzugfestigkeit: 1,5 N/mm² (1,0 N/mm² als kleinster, zulässiger Einzelwert). Rauhigkeit: Freilegen der oberflächenahen Zuschlagkörner.
Normreinheitsgrad SA 2 1/2 bedeutet: „Zunder, Rost und Beschichtungen sind so weit entfernt, dass Reste auf der Stahloberfläche lediglich als leichte Schattierungen infolge Tönung von Poren sichtbar bleiben“.
Vorbereitung des Untergrundes
1. Entfernen der Reste von Beschichtungen und
Nachbehandlungsfilmen sowie von ober-
flächlichen Verunreinigungen
2. Entfernen von Zementschlämmen und
minderfesten Schichten
3. Abtragen von schadhaftem Beton/ Betonersatz
sowie ggf. Freilegen der Bewehrung
4. Entfernen von Rostprodukten an freiliegender Bewehrung und anderen
Metallteilen
5. Säubern der Betonunterlage von Wasser,
Staub und losen TeilenVorbereitungsverfahren 1. Stemmen 2. Bürsten ( rotierende Stahlbürste ) 3. Fräsen ( Walzenfräse ) 4. Schleifen ( Schleifgerät ) 5. Flammstrahlen ( thermische Behandlung )
Vorbereitungsverfahren
6. Staubfreies Strahlen ( Mit Absaugen )
7. Strahlen
-Druckluftstrahlen mit festen Strahlmitteln
-Druckstrahlen mit Wasser- Sand- Gemisch
-Druck- und Hochdruckwasserstrahlen
8. Säubern
-Abblasen mit Druckluft
-Absaugen mit Industriesaugern
-Dampfstrahlen, HeißwasserstrahlenHerausforderung bei der Instandsetzung von Trinkwasserbehälter
DIN EN 1508 - Wasserversorgung
Putze und Beschichtungen - Eignungskriterien
Physiologische Mikrobiologische Eignungsnachweis
Unbedenklichkeit Unbedenklichkeit des BaustoffsMaßgeblich beobachtete Veränderungen von zementgebundenen
Beschichtungen im ständigen Kontakt mit Trinkwasser
1. Chemische und/oder physikalische Veränderungen
der Werkstoffe über die Zeit
2. Lösung oder Treiben von Bindemitteln und
bauschädlichen Salzen
3. Zunahme der Porosität durch Auslaugung
von Bindemitteln
4. Abnahme der Festigkeit und Haftung
zum UntergrundMaßgeblich beobachtete Veränderungen von zementgebundenen
Beschichtungen im ständigen Kontakt mit Trinkwasser
5. Verkeimung der Baustoffe und Bauhilfsstoffe
6. Verkeimung der Beschichtungen oder Auskleidungen
infolge nicht glatter und/ oder poriger Oberflächen,
Hohlräumen, Hinterläufigkeit oder RisseBeobachtete Veränderungen an Beton und Beschichtungen
Verkeimung Braunfleckenkorrosion Pilzbefall
Aufweichungen Hydrolyse BlasenbildungFestgelegte Anforderungen für zementgebundene Baustoffe
1. Wasserzementwert 5. Oberflächenzugfestig-
< 0,50 keit > 1,5 N/mm2
2. Frischmörtel- 6. Schichtdickenklasse
Luftporengehalt GK < 1mm SD: > 5 mm
< 5 VOL. %
7. Schichtdickenklasse
3. Gesamtporenvolumen GK > 2mm
P 28d < 12 VOL. % SD: 15 +- 5 mm
4. Gesamtporenvolumen 8. Komplette Eigen- und
P 90d < 10 VoL. % FremdüberwachungFestgelegte Anforderungen für zementgebundene Baustoffe
Wasserzementwert
< 0,5
Warum und wieso?
0, 25 werden chemisch zur Hydratation verbraucht
0, 15 werden physikalisch eingebunden
Das darüber hinaus befindliche Wasser wird nicht
verbraucht und hinterlässt nach dem Verdunsten
KapillarporenTrinkwasser dringt über das Kapillarporensystem von
Auskleidung und Konstruktionsbeton tief in den Untergrund ein!
Mineralische Konstruktions-
Beschichtung betonFestgelegte Anforderungen für zementgebundene Baustoffe
Frischmörtel-
Luftporengehalt
< 5 VOL. %
Die Begrenzung des Frischmörtel-
Luftporengehaltes ist wichtig, da es sich
hierbei überwiegend um Makroluftporen
handelt !Festgelegte Anforderungen für zementgebundene Baustoffe
Gesamtporenvolumen
P 28d < 12 VOL. %
Gesamtporenvolumen
P 90d < 10 VoL. %
Die Begrenzung des Gesamtporenvolumens ist
bezogen auf die Auslaugungs-/
Hydrolysebeständigkeit von
zementgebundenen Baustoffen
das entscheidende Kriterium !Einfluss der Porenart und -größe auf die Dichtigkeit
1. Gelporen
Kein Stofftransport
< 0,01 µm möglich
2. Schrumpfporen
3. Kapillarporen 0,01- 0,1 µm
Porengröße
lässt einen
Stofftransport zu
4. Verdichtungsporen > 0,1 µmMC RIM PW mit integrierter Dy-SC Technologie
MC-RIM PW
mit integrierter DySC-Technologie
Das System besteht aus 5 Produkten
MC-RIM PW-CP MC-RIM PW-BC
MC-RIM PW 20 MC-RIM PW 30
MC-RIM PW 10MC-RIM PW - 5 starke Produkte
Zementgebundene
mineralische
MC-RIM PW-CP
Korrosionsschutz-
beschichtung
Nur mit Wasser anzumischen
Gut streichfähig
Schnell überarbeitbar
Geprüft und zugelassenMC-RIM PW - 5 starke Produkte
Zementgebundene
MC-RIM PW-BC mineralische
Haftbrücke
Nur mit Wasser anzumischen
Gut streich- und
schlämmfähig
Schnell überarbeitbar
Geprüft und zugelassenMC-RIM PW - 5 starke Produkte
Partieller und
vollflächiger
MC-RIM PW 20 Betonersatz für
vertikale und
Überkopfbereiche
Zementgebundene
Beschichtung
Nur mit Wasser anzumischen
Hand- und spritzverarbeitbar
Schichtdicke 10 bis 50 mm
Größtkorn 2 mm
Geprüft und zugelassen
Farbe: hellgrauMC-RIM PW 20 Anwendungsbereiche
MC-RIM PW 20 Anwendungsbereiche
MC-RIM PW - 5 starke Produkte
Partieller und
vollflächiger
MC-RIM PW 30 Betonersatz für
horizontale
Flächen
Zementgebundene
Beschichtung
Nur mit Wasser anzumischen
Schichtdicke 15 bis 60 mm
Größtkorn 3 mm
Geprüft und zugelassen
Farbe: hellgrauMC-RIM PW 30 Anwendungsbereiche
MC-RIM PW 30 Anwendungsbereiche
MC-RIM PW - 5 starke Produkte
Oberflächenfinish
MC-RIM PW 10 für vertikale und
Überkopfbereiche
Zementgebundene
Beschichtung
Nur mit Wasser anzumischen
Hand- und spritzverarbeitbar
Schichtdicke 8 bis 15 mm
Größtkorn 1 mm
Geprüft und zugelassen
Farbe: altweissMC-RIM PW 10 Anwendungsbereiche
MC-RIM PW 10 Anwendungsbereiche
Trinkwasserhochbehälter Praktische Anwendung von MC-RIM PW
MC-RIM PW
Zulassungen nach DVGW
MC-RIM PW-CP DVGW Arbeitsblätter
MC-RIM PW-BC W 347 und W 270
MC-RIM PW 10
DVGW Arbeitsblätter
MC-RIM PW 20
W 270; W 347; W 300
MC-RIM PW 30MC-RIM PW
Erreichte Werte bei der Einstufungsprüfung
Anforderungen MC-RIM PW 10 MC-RIM PW 20 MC-RIM PW 30
Arbeitsblatt Handeinbau
W 300
Äquivalenter
Wasser-Zement 0,46 0,46 0,41
Wert < 0,50
Frischmörtel
LP- Gehalt 2,1 3,0 4,1
< 5,0 %
Gesamtporen-
volumen P28d 4,2 6,0 5,0
< 12 Vol. %
Gesamtporen-
volumen P90d < 4,2 6,1 5,6
< 10 Vol. %Beispiel Porenradienverteilung
60
50
Porenanteil (Vol.-%)
40 Der durchschnittliche Porenradius
von MC- RIM PW 10,20,30
30
liegt im 0, 00.....µm Bereich !!!
20
10
0
0,001 0,01 0,1 1 10 100
Porenradius (µm)Worauf sind diese Ergebnisse hauptsächlich
zurückzuführen ?
Auf die integrierte DySC- Technologie !!Wofür steht DySC ? Dynamic SynCrystallization Dynamische SammelKristallisation
Was bedeutet Dynamic SynCrystallization ?
Unter Verwendung verschiedener latent hydraulischer und
puzzolanischer Komponenten entsteht ein Gefüge der
dichtesten Kugelpackung. Die Bindemittelmatrix wird
durch einen komplexen, korrespondierenden Prozess - der
„Dynamischen SynCrystallization ( DySC )“
verdichtet und verfestigt.Dichteste Kugelpackung
Wie sieht der Wirkmechanismus aus ? Nanopartikel wirken als Kristallisationskeime die zu Phasenneubildungen und damit zu einer Mineralisierung der Mörtelmatrix führen. Aus der Porenlösung werden im alkalischen Bereich Gele gebildet, die die Mörtelmatrix zusätzlich verfestigen und abdichten. Kryptokristalline Gele stehen mit den Kristallphasen in einem dynamischen Gleichgewicht. In Abhängigkeit der Exposition kommt es zu Umkristallisationen und weiteren Mineralneubildungen. Die Matrix wird strukturell verfeinert, die Gesamtporosität nimmt ab und die Porenradienverteilung wird optimiert.
Das Fazit....
Das Konzept der „Dynamischen SynCrystallization“ führt
zu dichten Baustoffen hoher Beständigkeit, die sich durch
eine hohe Hydrolysebeständigkeit und ein geringes
Eluationsverhalten auszeichnen.Porenstrukturverfeinerung von MC- RIM PW 10
12
10
8
6
4
2
0
7d 21d 28d 90d
W300 W300
7d 14d 21d 28d 28d W300 90d 90d W300Porenstrukturverfeinerung von MC- RIM PW 20
12
10
8
6
4
2
0
7d 21d 28d 90d
W300 W300
7d 14d 21d 28d 28d W300 90d 90d W300 180dPorenstrukturverfeinerung von MC- RIM PW 30
12
10
8
6
4
2
0
7d 21d 28d 90d
W300 W300
7d 14d 21d 28d 28d W300 90d 90d W300 180d28 d - Porenvolumen im Vergleich zu Beton
14
12
10
8
6
4
2
0
Beton HL Beton MC-RIM MC-RIM MC-RIM
PW 10 PW 20 PW 30Alkalität von MC-RIM PW 10 – 20 - 30
pH-Wert
0 7 14
12,8
kein
Pilz-
wachstumNoch ein wichtiger Hinweis zum Schluss !! !! Alle 5 Produkte sind frei von Kunststoffen !!
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