Manchmal müssen Risse repariert werden. Es gibt jedoch so viele Möglichkeiten. Wie können wir die beste Reparaturoption entwerfen und auswählen? Das ist nicht so schwierig, wie Sie denken.
Nach der Untersuchung der Risse und der Festlegung der Reparaturziele ist die Entwicklung bzw. Auswahl der besten Reparaturmaterialien und -verfahren recht einfach. Diese Zusammenfassung der Rissreparaturoptionen umfasst die folgenden Verfahren: Reinigen und Füllen, Gießen und Versiegeln/Füllen, Epoxid- und Polyurethan-Injektion, Selbstheilung und „keine Reparatur“.
Wie in „Teil 1: Beurteilung und Fehlerbehebung von Betonrissen“ beschrieben, ist die Untersuchung der Risse und die Ermittlung ihrer Ursache der Schlüssel zur Auswahl des optimalen Reparaturplans. Kurz gesagt: Die wichtigsten Faktoren für eine fachgerechte Reparatur sind die durchschnittliche Rissbreite (einschließlich der minimalen und maximalen Breite) und die Feststellung, ob der Riss aktiv oder inaktiv ist. Natürlich ist das Ziel der Rissreparatur ebenso wichtig wie die Messung der Rissbreite und die Feststellung der Möglichkeit zukünftiger Rissbewegungen.
Aktive Risse bewegen sich und wachsen. Beispiele hierfür sind Risse, die durch kontinuierliche Bodensenkungen entstehen, oder Risse, die Schwind-/Dehnungsfugen von Betonbauteilen oder -strukturen darstellen. Ruhende Risse sind stabil und werden sich voraussichtlich auch in Zukunft nicht verändern. Normalerweise ist die durch das Schwinden von Beton verursachte Rissbildung anfangs sehr aktiv, stabilisiert sich jedoch mit zunehmender Feuchtigkeit des Betons und geht in einen Ruhezustand über. Wenn außerdem genügend Stahlstäbe (Bewehrungsstäbe, Stahlfasern oder makroskopische Kunstfasern) durch die Risse dringen, werden zukünftige Bewegungen kontrolliert, und die Risse können als ruhend betrachtet werden.
Für ruhende Risse verwenden Sie starre oder flexible Reparaturmaterialien. Aktive Risse erfordern flexible Reparaturmaterialien und besondere Konstruktionsüberlegungen, um zukünftige Bewegungen zu ermöglichen. Die Verwendung starrer Reparaturmaterialien für aktive Risse führt in der Regel zu Rissen im Reparaturmaterial und/oder im angrenzenden Beton.
Foto 1. Mithilfe von Nadelmischern (Nr. 14, 15 und 18) können Reparaturmaterialien mit niedriger Viskosität problemlos und ohne Verkabelung in Haarrisse injiziert werden. Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Natürlich ist es wichtig, die Ursache der Rissbildung zu ermitteln und festzustellen, ob sie strukturell relevant ist. Risse, die auf mögliche Konstruktions-, Detail- oder Baufehler hinweisen, können Bedenken hinsichtlich der Tragfähigkeit und Sicherheit der Konstruktion hervorrufen. Diese Art von Rissen kann strukturell relevant sein. Risse können durch die Belastung verursacht werden oder mit den inhärenten Volumenänderungen des Betons, wie z. B. Trockenschwinden, Wärmeausdehnung und Schwinden, zusammenhängen und können signifikant sein, müssen es aber nicht. Bevor Sie sich für eine Reparaturoption entscheiden, ermitteln Sie die Ursache und berücksichtigen Sie die Bedeutung der Rissbildung.
Die Reparatur von Rissen, die durch Design-, Detaildesign- und Konstruktionsfehler verursacht wurden, geht über den Rahmen eines einfachen Artikels hinaus. Diese Situation erfordert in der Regel eine umfassende Strukturanalyse und kann spezielle Verstärkungsreparaturen erfordern.
Die Wiederherstellung der strukturellen Stabilität oder Integrität von Betonbauteilen, die Verhinderung von Leckagen oder das Abdichten von Wasser und anderen schädlichen Elementen (wie z. B. Enteisungsmitteln), die Unterstützung der Risskanten und die Verbesserung des Rissbildes sind gängige Reparaturziele. Unter Berücksichtigung dieser Ziele lässt sich die Instandhaltung grob in drei Kategorien unterteilen:
Mit der zunehmenden Beliebtheit von Sichtbeton und Konstruktionsbeton steigt auch die Nachfrage nach kosmetischer Risssanierung. Manchmal erfordern Integritätsreparaturen und Rissversiegelungen/-füllungen auch optische Reparaturen. Bevor wir uns für eine Reparaturtechnologie entscheiden, müssen wir das Ziel der Risssanierung klären.
Bevor Sie eine Rissreparatur planen oder ein Reparaturverfahren auswählen, müssen Sie vier wichtige Fragen beantworten. Sobald Sie diese Fragen beantwortet haben, können Sie die Reparaturoption leichter auswählen.
Foto 2. Mithilfe von Klebeband, Bohrlöchern und einem Gummikopf-Mischrohr, das an eine handgeführte Doppelrohrpistole angeschlossen ist, kann das Reparaturmaterial unter niedrigem Druck in die feinen Risse injiziert werden. Kelton Glewwe, Roadware, Inc.
Diese einfache Technik erfreut sich insbesondere bei Gebäudereparaturen großer Beliebtheit, da mittlerweile Reparaturmaterialien mit sehr geringer Viskosität verfügbar sind. Da diese Reparaturmaterialien durch die Schwerkraft leicht in sehr enge Risse fließen können, ist keine Verkabelung (z. B. Installation eines quadratischen oder V-förmigen Dichtungsmittelbehälters) erforderlich. Da keine Verkabelung erforderlich ist, entspricht die endgültige Reparaturbreite der Rissbreite, was weniger auffällig ist als bei Verkabelungsrissen. Darüber hinaus ist die Verwendung von Drahtbürsten und Staubsaugern schneller und wirtschaftlicher als die Verkabelung.
Reinigen Sie zunächst die Risse, um Schmutz und Ablagerungen zu entfernen, und füllen Sie sie dann mit einem Reparaturmaterial mit niedriger Viskosität. Der Hersteller hat eine Mischdüse mit sehr kleinem Durchmesser entwickelt, die zum Auftragen des Reparaturmaterials an eine tragbare Doppelrohr-Spritzpistole angeschlossen wird (Foto 1). Wenn die Düsenspitze größer als die Rissbreite ist, muss der Riss möglicherweise etwas gefräst werden, um einen Oberflächentrichter zu erzeugen, der der Größe der Düsenspitze entspricht. Überprüfen Sie die Viskosität in der Dokumentation des Herstellers. Einige Hersteller geben eine Mindestrissbreite für das Material an. Mit abnehmender Viskosität (gemessen in Centipoise) wird das Material dünnflüssiger oder fließt leichter in enge Risse. Zum Auftragen des Reparaturmaterials kann auch ein einfaches Niederdruck-Injektionsverfahren verwendet werden (siehe Abbildung 2).
Foto 3. Beim Verdrahten und Abdichten wird zunächst der Dichtmittelbehälter mit einer quadratischen oder V-förmigen Klinge aufgeschnitten und anschließend mit einem geeigneten Dichtmittel oder Füllstoff gefüllt. Wie in der Abbildung gezeigt, wird der Fräsriss mit Polyurethan gefüllt und nach dem Aushärten geritzt und bündig mit der Oberfläche abgeschlossen. Kim Basham
Dies ist das gängigste Verfahren zur Reparatur von einzelnen, feinen und großen Rissen (Foto 3). Es handelt sich um eine nicht strukturelle Reparatur, bei der Risse erweitert (verdrahtet) und mit geeigneten Dicht- oder Füllstoffen gefüllt werden. Je nach Größe und Form des Dichtmittelreservoirs und der Art des verwendeten Dicht- oder Füllstoffs können durch Verdrahten und Versiegeln sowohl aktive als auch ruhende Risse repariert werden. Diese Methode eignet sich sehr gut für horizontale Oberflächen, kann aber mit nicht absackenden Reparaturmaterialien auch für vertikale Oberflächen verwendet werden.
Geeignete Reparaturmaterialien sind Epoxidharz, Polyurethan, Silikon, Polyharnstoff und Polymermörtel. Für die Bodenplatte muss der Planer ein Material mit geeigneter Flexibilität und Härte bzw. Steifigkeit wählen, das der erwarteten Bodenbelastung und zukünftigen Rissbewegungen Rechnung trägt. Mit zunehmender Flexibilität des Dichtmittels steigt die Toleranz gegenüber Rissausbreitung und -bewegung, die Tragfähigkeit des Materials und die Rissrandunterstützung nehmen jedoch ab. Mit zunehmender Härte steigen die Tragfähigkeit und die Rissrandunterstützung, die Rissbewegungstoleranz nimmt jedoch ab.
Abbildung 1. Mit zunehmender Shore-Härte eines Materials nimmt die Härte bzw. Steifheit des Materials zu und die Flexibilität ab. Um ein Ablösen der Rissränder von Rissen, die hartem Verkehr ausgesetzt sind, zu verhindern, ist eine Shore-Härte von mindestens etwa 80 erforderlich. Kim Basham bevorzugt härtere Reparaturmaterialien (Füllstoffe) für ruhende Risse in Böden mit hartem Verkehr, da die Rissränder besser sind, wie in Abbildung 1 gezeigt. Für aktive Risse werden flexible Dichtungsmassen bevorzugt, aber die Tragfähigkeit der Dichtungsmasse und der Rissrandunterstützung ist gering. Die Shore-Härte steht in Zusammenhang mit der Härte (oder Flexibilität) des Reparaturmaterials. Mit zunehmender Shore-Härte nimmt die Härte (Steifheit) des Reparaturmaterials zu und die Flexibilität ab.
Bei aktiven Frakturen sind Größe und Form des Dichtungsmittelreservoirs ebenso wichtig wie die Wahl eines geeigneten Dichtungsmittels, das sich an die erwartete zukünftige Rissbewegung anpassen kann. Der Formfaktor ist das Längen-/Breitenverhältnis des Dichtungsmittelreservoirs. Im Allgemeinen werden für flexible Dichtungsmittel Formfaktoren von 1:2 (0,5) und 1:1 (1,0) empfohlen (siehe Abbildung 2). Durch die Verringerung des Formfaktors (durch Vergrößerung der Breite im Verhältnis zur Tiefe) wird die durch die Rissbreitenzunahme verursachte Dichtungsspannung reduziert. Wenn die maximale Dichtungsspannung abnimmt, erhöht sich die Risszunahme, der das Dichtungsmittel standhalten kann. Durch die Verwendung des vom Hersteller empfohlenen Formfaktors wird die maximale Dehnung des Dichtungsmittels ohne Versagen sichergestellt. Installieren Sie bei Bedarf Schaumstoffstützstäbe, um die Tiefe des Dichtungsmittels zu begrenzen und die längliche „Sanduhr“-Form zu bilden.
Die zulässige Dehnung des Dichtmittels nimmt mit zunehmendem Formfaktor ab. Für 6 Zoll. Dicke Platte mit einer Gesamttiefe von 0,020 Zoll. Der Formfaktor eines gebrochenen Reservoirs ohne Dichtmittel beträgt 300 (6,0 Zoll/0,020 Zoll = 300). Dies erklärt, warum aktive Risse, die mit einem flexiblen Dichtmittel ohne Dichtmittelbehälter abgedichtet werden, häufig versagen. Ohne Reservoir übersteigt die Dehnung bei Rissausbreitung schnell die Zugfestigkeit des Dichtmittels. Verwenden Sie für aktive Risse immer einen Dichtmittelbehälter mit dem vom Dichtmittelhersteller empfohlenen Formfaktor.
Abbildung 2. Durch eine Erhöhung des Breite-Tiefe-Verhältnisses wird die Widerstandsfähigkeit des Dichtmittels gegenüber zukünftigen Rissbildungen erhöht. Verwenden Sie einen Formfaktor von 1:2 (0,5) bis 1:1 (1,0) oder die vom Dichtmittelhersteller für aktive Risse empfohlenen Werte, um sicherzustellen, dass sich das Material bei zunehmender Rissbreite ausreichend dehnen kann. Kim Basham
Die Injektion von Epoxidharz verbindet oder verschweißt Risse bis zu einer Breite von 0,002 Zoll und stellt die Integrität des Betons, einschließlich Festigkeit und Steifigkeit, wieder her. Bei dieser Methode wird eine Oberflächenbeschichtung aus standfestem Epoxidharz aufgetragen, um Risse zu begrenzen. Anschließend werden Injektionsöffnungen in engen Abständen entlang horizontaler, vertikaler oder über Kopf verlaufender Risse in das Bohrloch eingebracht und Epoxidharz unter Druck injiziert (Foto 4).
Die Zugfestigkeit von Epoxidharz übersteigt 5.000 psi. Aus diesem Grund gilt die Epoxidharzinjektion als strukturelle Reparatur. Die Epoxidharzinjektion stellt jedoch weder die Konstruktionsfestigkeit wieder her, noch verstärkt sie Beton, der aufgrund von Konstruktions- oder Baufehlern gebrochen ist. Epoxidharz wird selten zum Injizieren von Rissen verwendet, um Probleme im Zusammenhang mit der Tragfähigkeit und der strukturellen Sicherheit zu lösen.
Foto 4. Vor dem Einspritzen von Epoxidharz muss die Rissoberfläche mit standfestem Epoxidharz abgedeckt werden, um den Druck des Epoxidharzes zu begrenzen. Nach der Injektion wird die Epoxidharzkappe durch Schleifen entfernt. Normalerweise hinterlässt das Entfernen der Abdeckung Abriebspuren auf dem Beton. Kim Basham
Die Epoxidharzinjektion ist eine starre, vollflächige Reparatur, wobei die injizierten Risse fester sind als der angrenzende Beton. Werden aktive Risse oder Risse, die als Schwind- oder Dehnungsfugen wirken, injiziert, ist mit der Bildung weiterer Risse neben oder abseits der reparierten Risse zu rechnen. Injizieren Sie nur ruhende Risse oder Risse, die mit ausreichend Stahlstäben durchzogen sind, um zukünftige Bewegungen zu begrenzen. Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Auswahlkriterien dieser und anderer Reparaturoptionen zusammen.
Polyurethanharz kann zum Abdichten von feuchten und undichten Rissen bis zu einer Breite von 0,002 Zoll verwendet werden. Diese Reparaturmethode dient hauptsächlich der Verhinderung von Wasserlecks. Dabei wird reaktives Harz in den Riss injiziert, das sich mit Wasser zu einem quellenden Gel verbindet, das Leck verschließt und den Riss abdichtet (Foto 5). Diese Harze verdrängen Wasser und dringen in die engen Mikrorisse und Poren des Betons ein, wo sie eine starke Verbindung mit dem feuchten Beton eingehen. Darüber hinaus ist das ausgehärtete Polyurethan flexibel und hält zukünftigen Rissbewegungen stand. Diese Reparaturmethode ist eine dauerhafte Reparatur und eignet sich für aktive und ruhende Risse.
Foto 5. Die Polyurethan-Injektion umfasst das Bohren, das Einbringen von Injektionsöffnungen und die Druckinjektion von Harz. Das Harz reagiert mit der Feuchtigkeit im Beton und bildet einen stabilen und flexiblen Schaum, der Risse und sogar undichte Stellen abdichtet. Kim Basham
Bei Rissen mit einer maximalen Breite zwischen 0,004 Zoll und 0,008 Zoll ist dies der natürliche Prozess der Rissreparatur in Gegenwart von Feuchtigkeit. Der Heilungsprozess beruht darauf, dass die unhydratisierten Zementpartikel Feuchtigkeit ausgesetzt sind und unlösliches Calciumhydroxid bilden, das aus dem Zementschlamm an die Oberfläche sickert und mit dem Kohlendioxid in der Umgebungsluft reagiert, wobei Calciumcarbonat auf der Oberfläche des Risses entsteht. 0,004 Zoll. Nach einigen Tagen kann der breite Riss heilen, 0,008 Zoll. Die Risse können innerhalb weniger Wochen heilen. Wenn der Riss durch schnell fließendes Wasser und Bewegung beeinträchtigt wird, findet keine Heilung statt.
Manchmal ist „keine Reparatur“ die beste Reparaturoption. Nicht alle Risse müssen repariert werden, und die Überwachung von Rissen kann die beste Option sein. Bei Bedarf können Risse später repariert werden.
Beitragszeit: 03.09.2021