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Polymere Beschichtungen werden heutzutage standardmäßig für verschiedene Bauwerke eingesetzt. Sie dienen entweder der Sicherstellung der Dauerhaftigkeit der Konstruktion z. B. als Schutz vor eindringenden Chloriden aus winterlichem Tausalzeinfluss oder sind für die Nutzung des Bauwerks z. B. bei der Halbleiterproduktion in Reinsträumen unersetzbar.

Das Phänomen der “osmotischen Blasenbildung” bei derartigen Beschichtungen ist seit Anfang der 1970er Jahre bekannt. Unmittelbar nach Auftrag der Beschichtung oder einige Wochen bis Monate später können i. d. R. flüssigkeitsgefüllte Blasen in der Beschichtung von einigen Millimeter bis Zentimeter Durchmesser entstehen. Bisher ging man bei der Ursache dieser Blasen von osmotischen Vorgängen aus, bei denen sich infolge einer semipermeablen Membran in der Kontaktzone Beton – Grundierung ein osmotischer Druck aufbauen kann.

In einem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft DFG geförderten Forschungsvorhaben zu den Mechanismen dieser Blasenbildung konnte anhand von Laborversuchen und Analysen von Schadensfällen gezeigt werden, dass die Kontaktzone Beton – Grundierung im Bereich vorhandener Blasen für die wesentlichen Inhaltsstoffe der Blasenflüssigkeiten permeabel ist. Gleichzeitig zeigen Untersuchungen, dass Wechselwirkungen zwischen dem flüssig aufgetragenen Epoxidharz und dem mineralischen Untergrund zu Fehlstellen und Vernetzungsstörungen innerhalb der Epoxidharzgrundierung führen können. Die für die Blasenbildung erforderlichen Drücke basieren daher nicht, wie bisher angenommen, auf osmotischen Vorgängen sondern vielmehr auf im Wesentlichen feuchte‐ und temperaturbeeinflussten Druckschwankungen innerhalb des Kapillarporengefüges des Betons.

Causes of Blistering of Reaction Resin Coatings on Concrete – Is Osmosis Relevant?

Polymeric coatings are nowadays used for many applications. They ensure either the durability of the reinforced concrete construction by protection against migration of aggressive substances e.g. chlorides or they are essential for the use of the building e.g. in the production of semi‐conductors in clean rooms. The phenomenon of blistering of these coatings has been reported for the first time about 35 years ago: Some weeks or months after application usually liquid filled blisters occur within or under the coating. In recent research projects the mechanisms of blistering were mainly described as osmotic transport processes in the contact zone between concrete and base coat.

In an ongoing research project at the Institute of Building Materials Research of Aachen University, ibac, funded by the German Research foundation DFG it could be shown that osmotic processes seem not to be involved in the effect of blistering. In fact interactions between the epoxy base coat and the capillary system of the concrete, depending on the composition of the epoxy resin and the capillarity of the concrete, may lead to flaws in the base coat and variances of crosslinking of the epoxy resin. Change of pressure in the partially water filled pore system of the concrete depending on humidity and temperature variation may lead to blistering in the area of these flaws and destruction of the coating.