Zur Dauerhaftigkeit von Hydrophobierungen auf Beton
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden auf Basis grundlegender Laboruntersuchungen die maßgebenden Einflussgrößen auf die Dauerhaftigkeit von Hydrophobierungen auf Beton bezüglich der Verhinderung der Wasseraufnahme erarbeitet. Mit Hilfe der NMR‐mouse‐Technik wurden dazu die Dicken der hydrophoben Schichten vor und nach verschiedenen Expositionen an ca. 400 Prüfkörpern ermittelt. Die Dauerhaftigkeit des Abperleffektes war nicht Gegenstand des Vorhabens. Die Laboruntersuchen haben gezeigt, dass die Wirksamkeit der untersuchten Hydrophobierungen auf den untersuchten Betonen bei fast allen untersuchten Expositionen wie erhöhter Temperatur, Wassereinwirkung, UV‐Strahlung und Frost nicht im Laufe der Zeit nachließ. Lediglich für zwei Fälle konnte eine signifikante Reduzierung der hydrophoben Schichtdicke gezeigt werden: Während die Dicken der hydrophoben Schichten bis zu einer Temperatur von 200 °C unverändert blieben, wurden die Hydrophobierungen bei 350 °C zerstört. Wie zu erwarten wurde anschließend eine Wasseraufnahme in der Größenordnung des nicht hydrophobierten Betons gemessen. Die Hydrophobierung junger Betone, die mit Hochofenzementen (CEM III) hergestellt wurden, wurde ein Verlust der hydrophoben Wirkung nach Karbonatisierung des Betons festgestellt. Dies lässt sich durch Phasenumbildungen erklären, die die hydrophobe Schicht zerstören. Unter sämtlichen weiteren Untersuchungsbedingungen wurde keine Veränderung der hydrophoben Schichtdicke festgestellt. Dieses Ergebnis ist überraschend, da in der Praxis häufig von sehr begrenzten Schutzdauern berichtet wird. Es gilt jedoch zunächst nur für die untersuchten Betone und Hydrophobiermittel. In Bereichen von Gefügestörungen im Beton wie Kiesnestern, bei Einwirkungen, die zu deutlichen Rissbildungen führen oder bei Verwendung unzulässiger, nicht alkalibeständiger Hydrophobiermittel sind selbstverständlich Dauerhaftigkeitsreduzierungen zu erwarten. Neben der Klärung der Einflussgrößen auf die Dauerhaftigkeit ist ein weiterer wichtiger Schritt gelungen: Mit Hilfe der NMR‐mouse‐Technik kann nun auch das Eindringen der Hydrophobierungsmittel zeitlich und räumlich hochauflösend gemessen werden. Dies war bisher nur mit erheblichem Aufwand möglich. Die NMR‐mouse‐Technik steht nun für den Bereich der gezielten Entwicklung und Leistungsbeurteilung von Hydrophobiermitteln zur Verfügung. Nach Entwicklung einer baustellentauglichen NMR‐mouse ist auch ein Einsatz in der Qualitätssicherung von Hydrophobierungsmaßnahmen vor Ort möglich. Diese neuen prüftechnischen Möglichkeiten erlauben es, zukünftig zielsicher Hydrophobierungsmaßnahmen objektbezogen zu planen und qualitätsgesichert auszuführen. Die Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens tragen dazu bei, das zu Unrecht allgemein schlechte Image von Hydrophobierungen auf Beton zu verbessern und bilden eine fundierte Grundlage, dieses schonende Verfahren zur Erhaltung von Bauwerken gezielt einzusetzen. Ein Forschungsbedarf besteht noch für die erforderliche hydrophobe Schichtdicke bei Bindemitteln mit hohen Anteilen an Zumahl‐ oder Zusatzstoffen sowie neuartigen Bindemitteln. Ferner ist zu klären, welcher Sicherheitszuschlag auf die erforderliche hydrophobe Schichtdicke zur Berücksichtigung der Eindringtiefenstreuungen bei großflächigen Hydrophobierungen nötig ist und mit welchen Verfahren in der Praxis die erforderliche hydrophobe Schichtdicke erreicht werden kann.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- A Non‐Destructive Test Method for the Performance of Hydrophobic Treatments. London [u.a]: CRP Press Taylor & Francis Group, 2012. ‐ In: Proceedings of the 3nd International Conference on Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting (ICCRRR), Cape Town, South Africa, September 3‐5, 2012 ISBN 978‐0‐415‐89952‐9
Antons, U. ; Orlowsky, J. ; Raupach, M.
- Zerstörungsfreie Visualisierung von hydrophob wirksamen Schichten in Beton. In: Restoration of Buildings and Monuments 18 (2012), Nr. 5, S. 287‐302 ISSN 1864‐7251
Antons, U. ; Raupach, M.
- Measuring the Effectiveness of Hydrophobic Layers Using a Non‐Destructive Method; In: Advanced Materials Research 687 (2013), S. 298‐302
Antons, U. ; Weichold, O. ; Raupach, M.
- Influences on the Hydrophobicity of Concrete Surfaces Treated with Alkyl Trialkoxysilanes. Lisbon: Laboratorio Nacional de Engenharia Civil, 2014. ‐ In: Proceedings of Hydrophobe VII, International Conference on Water Repellent Treatment and Protection Surface Technology for Building Materials, Lisbon, 11‐12 September 2014, (Charola, A.E. ; Delgado Rodrigues, J. (Eds.)), S. 241‐249 ISBN 978‐972‐49‐2270‐6
Antons, U. ; Raupach, M. ; Weichold, O.
(Siehe online unter https://doi.org/10.12900/rbm14.20.6-0039) - Non‐Destructive Measurements of the Durability of Hydrophobic Treatments. London : Imperial College, 2014. ‐ In: Structural Faults & Repair, 15th International Conference and Exhibition, London, 8th ‐ 10th July 2014, (Forde, M.C. (Ed.))
Antons, U. ; Weichold, O. ; Raupach, M.
- The Impact of UV Radiation, Carbonation, and Hydration on Hydrophobic Treatments in Concrete. Delft: University of Technololgy, 2014. ‐ In: 1st International Conference Ageing of Materials & Structures, Delft, 26‐28 May, 2014, (Breugel van, K. ; Koenders, E.A.B. (Eds.)), S. 448‐453 ISBN 978‐94‐6186‐313‐3
Antons, U. ; Weichold, O. ; Raupach, M.
