Eine Plattform für die Wissenschaft: Bauingenieurwesen, Architektur und Urbanistik
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Mechanismen der Blasenbildung bei Reaktionsharzbeschichtungen auf Beton
Die so genannte osmotische Blasenbildung ist ein Schadensbild, welches bei Reaktionsharzbeschichtungen auf Beton zeitverzögert zu der Erfordernis umfangreicher Instandsetzungsmaßnahmen, verbunden mit zum Teil hohen Folgekosten durch Nutzungsausfall führen kann. Die Mechanismen dieser Blasenbildung konnten in bisherigen Forschungsarbeiten nur zum Teil geklärt werden, so dass bei der Beschichtung mineralischer Untergründe stets das Risiko einer zeitverzögert auftretenden Blasenbildung bestand. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Mechanismen der Blasenbildung sowie die Einflussfaktoren seitens des mineralischen Untergrundes und der Epoxidharzgrundierung detailliert untersucht. So konnten auf Basis der Laborversuche sowie der Auswertung von Schadensfällen osmotische Transportprozesse in der Kontaktzone Beton - Grundierung als Ursache dieser Blasenbildung ausgeschlossen werden. Des Weiteren konnte anhand von Versuchen und FE-Berechnungen gezeigt werden, dass der für das Ablösen einer Beschichtungslage kritische Druck je nach Fehlstellengröße deutlich unterhalb der Haftzugfestigkeit der jeweiligen Beschichtungslage liegen kann. So kann eine Delamination einer Beschichtungslage bei ausreichender Fehlstellengröße bereits bei einem in der Vergangenheit labortechnisch nachgewiesenen Kapillardruck im Betonporengefüge von weniger als 0,3 N/mm2 auftreten. Aufgrund der vorliegenden Arbeit ist es nunmehr möglich, die Wahrscheinlichkeit einer Blasenbildung durch eine gezielte Modifikation der Epoxidharzgrundierungen sowie angepasste Applikationstechniken bei Auftrag der Beschichtung auf das mineralische Substrat signifikant zu senken. Des Weiteren bietet diese Arbeit die Grundlage für die Entwicklung geeigneter Prüfverfahren zur Bestimmung der Blasenanfälligkeit von Beschichtungssystemen für Betonbauteile.
The so-called osmotic blistering of reactive resin coatings is a damage pattern, which may lead to a time-delayed need for extensive repair combined with high costs for downtime. In recent research work the mechanisms of this blistering could be only partially clarified so that the coating of cementitious surfaces was always connected to the risk of time-delayed blistering. In this research work the mechanisms of blistering as well as the influencing factors both of the cementitious substrate and the epoxy base coat have been investigated in detail. Hereby osmotic transport processes in the contact zone between the concrete and the epoxy base coat could be eliminated. Furthermore it was possible to show on the basis of laboratory tests and FE-calculations that the pressure necessary tor the delamination of a coating layer can be (in dependence of the size of the flaws) clearly lower than the adhesion strength between coating layer and substrate. Hence a delamination of a coating layer with a sufficient flaw size can already occur under a capillary pressure of 0.3 N/mm2. This dimension of capillary pressure has already been proven in laboratory tests. This research work can help to formulate a well directed modification of the epoxy base coats and adapted application techniques to significantly lower the risk of blistering. Furthermore this research work can be the basis tor the development of laboratory testing procedures for the determination of the risk of blistering of surface protection systems for concrete.
Mechanismen der Blasenbildung bei Reaktionsharzbeschichtungen auf Beton
Die so genannte osmotische Blasenbildung ist ein Schadensbild, welches bei Reaktionsharzbeschichtungen auf Beton zeitverzögert zu der Erfordernis umfangreicher Instandsetzungsmaßnahmen, verbunden mit zum Teil hohen Folgekosten durch Nutzungsausfall führen kann. Die Mechanismen dieser Blasenbildung konnten in bisherigen Forschungsarbeiten nur zum Teil geklärt werden, so dass bei der Beschichtung mineralischer Untergründe stets das Risiko einer zeitverzögert auftretenden Blasenbildung bestand. Im Rahmen dieser Arbeit wurden die Mechanismen der Blasenbildung sowie die Einflussfaktoren seitens des mineralischen Untergrundes und der Epoxidharzgrundierung detailliert untersucht. So konnten auf Basis der Laborversuche sowie der Auswertung von Schadensfällen osmotische Transportprozesse in der Kontaktzone Beton - Grundierung als Ursache dieser Blasenbildung ausgeschlossen werden. Des Weiteren konnte anhand von Versuchen und FE-Berechnungen gezeigt werden, dass der für das Ablösen einer Beschichtungslage kritische Druck je nach Fehlstellengröße deutlich unterhalb der Haftzugfestigkeit der jeweiligen Beschichtungslage liegen kann. So kann eine Delamination einer Beschichtungslage bei ausreichender Fehlstellengröße bereits bei einem in der Vergangenheit labortechnisch nachgewiesenen Kapillardruck im Betonporengefüge von weniger als 0,3 N/mm2 auftreten. Aufgrund der vorliegenden Arbeit ist es nunmehr möglich, die Wahrscheinlichkeit einer Blasenbildung durch eine gezielte Modifikation der Epoxidharzgrundierungen sowie angepasste Applikationstechniken bei Auftrag der Beschichtung auf das mineralische Substrat signifikant zu senken. Des Weiteren bietet diese Arbeit die Grundlage für die Entwicklung geeigneter Prüfverfahren zur Bestimmung der Blasenanfälligkeit von Beschichtungssystemen für Betonbauteile.
The so-called osmotic blistering of reactive resin coatings is a damage pattern, which may lead to a time-delayed need for extensive repair combined with high costs for downtime. In recent research work the mechanisms of this blistering could be only partially clarified so that the coating of cementitious surfaces was always connected to the risk of time-delayed blistering. In this research work the mechanisms of blistering as well as the influencing factors both of the cementitious substrate and the epoxy base coat have been investigated in detail. Hereby osmotic transport processes in the contact zone between the concrete and the epoxy base coat could be eliminated. Furthermore it was possible to show on the basis of laboratory tests and FE-calculations that the pressure necessary tor the delamination of a coating layer can be (in dependence of the size of the flaws) clearly lower than the adhesion strength between coating layer and substrate. Hence a delamination of a coating layer with a sufficient flaw size can already occur under a capillary pressure of 0.3 N/mm2. This dimension of capillary pressure has already been proven in laboratory tests. This research work can help to formulate a well directed modification of the epoxy base coats and adapted application techniques to significantly lower the risk of blistering. Furthermore this research work can be the basis tor the development of laboratory testing procedures for the determination of the risk of blistering of surface protection systems for concrete.
Mechanismen der Blasenbildung bei Reaktionsharzbeschichtungen auf Beton
Wolff, Lars (Autor:in)
Deutscher Ausschuss für Stahlbeton ; 576 ; 1-178
2009
178 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Hochschulschrift
Deutsch
Reaktionsmechanismus , Harz , Beschichtungsmittel , Beton , Blasenbildung , Osmose , Schadensanalyse , Reparaturkosten , Einflussgröße , Grundierung , Berührungsfläche , Finite-Elemente-Methode , kritischer Druck , Haftzugfestigkeit , Schichtablösung , Kapillardruck , Porengröße , Epoxidharz , Prüfverfahren
Mechanismen der Blasenbildung bei Reaktionsharzbeschichtungen auf Beton
| UB Braunschweig | 2008
Mechanismen der Blasenbildung bei Reaktionsharzbeschichtungen auf Beton
| UB Braunschweig | 2009
| British Library Conference Proceedings | 2006