1. Ausgangssituation
Die Brückenbauwerke der Verkehrsinfrastruktur sind nutzungsbedingt Umwelteinwirkungenausgesetzt, die zu Schäden an dem Bauwerk führen können. Der Umfang dieserSchäden hat mittlerweile volkswirtschaftliche Dimensionen angenommen. Um die Wettbewerbsfähigkeit im globalen Markt zu sichern, ist es deshalb von großer Bedeutung,die Funktionsfähigkeit unserer Infrastruktur wieder herzustellen bzw. zu erhalten.
Wodurch werden diese Schäden verursacht? Da ist in erster Linie die Einwirkung von Tausalzen im Winter zu nennen. Diese Tausalze werden vom Beton aufgenommen und in das Baustoffinnere transportiert. Erreichen sie die Bewehrung, lösen sich dort unter bestimmten Umständen Stahlkorrosion aus. Die Folge ist das Abplatzen des Überdeckungsbetons unter Freilegung des Bewehrungsstahls.
Zu diesem Zeitpunkt werden dann technologisch, ökonomisch und ökologisch aufwendige Instandsetzungen notwendig.
• Technologisch
Für die Instandsetzung muss der defekte Randbeton bis zur Bewehrung abgetragen werden. Der Stahl ist zu reinigen und mit einem Korrosionsschutz zu versehen. Anschließend wird der abgetragene Beton wieder reprofiliert. Durch den Auftrag eines neuen Betons auf einen alten Beton entsteht eine neue Grenzfläche. Sind beide Werkstoffe nicht optimal aufeinander abgestimmt, können bereits nach wenigen Jahren erneut Schäden auftreten, was in der Praxis auch tatsächlich häufig beobachtet wird.
• Ökonomisch
Untersuchungen haben gezeigt, dass die Instandsetzung von solchen Brückenpfeilern ein Vielfaches von dem kostet, was die ursprüngliche Herstellung des Pfeilers gekostet hat. So beträgt der finanzielle Aufwand für die Pfeilersanierung ca. 30 000 €, die Kosten für die Verkehrslenkung betragen ca. 100 000 – 120 000 €. Die indirekten Staukosten (z.B. zusätzlicher Benzin- und Zeitaufwand) sind dabei noch nicht berücksichtigt.
• Ökologisch
Neben einem hohen finanziellen Aufwand sind Instandsetzungen in der Regel sehr energie- und ressourcenintensive Baumassnahmen. Sie sind daher mit z.T. bedeutenden ökologischen Auswirkungen verbunden. So konnte gezeigt werden, dass die Umweltbelastungen einer Instandsetzung bis zum Dreifachen von
dem betragen können, was der Bau des Objektes mit sich gebracht hat.
Die obigen Ausführungen zeigen, dass die Vermeidung dieser Schäden eine hohe Priorität hat. Ein technischer Weg dazu ist der präventive Oberflächenschutz mit Hydrophobierungen.
2. Tiefenhydrophobierung von Stahlbetonbauwerken
2.1 Wirkungsweise
Beim Beton handelt es sich um einen porösen Werkstoff, in den Schadstoffe mit Hilfe von Wasser hinein transportiert werden können. Um diesen Transport sicher zu unterbinden, kann der Werkstoff tiefenhydrophobiert, d.h. wasserabweisend ausgerüstet werden. Zu diesem Zweck wird auf die Oberfläche ein Hydrophobierungsmittel auf Silanbasis aufgetragen. Dieses dringt tief in den Beton ein und kleidet die Poren mit einer wasserabweisend wirkenden Schicht aus. Ein Transport von betonaggressiven Stoffen mit Hilfe des Wassers ist dann nicht mehr möglich.
2.2 Bisherige Anwendungen in Europa
Dieses Verfahren wird in Europa bereits in einer Vielzahl von Ländern seit mehr als 15 Jahren erfolgreich bei neuen Bauwerken oder nach einer Instandsetzung eingesetzt. In Schweden beispielsweise wird in Stockholm jedes Objekt der Infrastruktur auf diese Weise präventiv geschützt. Die dortigen Erfahrungen zeigen, dass der Instandsetzungsbedarf deutlich herabgesetzt wurde. Auch in der Schweiz wurden erfolgreich Abschnitte der Gotthard-Strecke bzw. des Gotthard-Tunnels behandelt. Ebenso werden in Österreich bereits die ersten Projekte von öffentlichen Stellen ausgeschrieben bzw. kommen in naher Zukunft zur Ausführung.