Ent­wick­lung Be­ton­in­stand­set­zungs­sys­tem aus Tex­til­ge­le­gen mit Ba­salt­fa­sern und KKS

Ent­wick­lung eines dau­er­haf­ten Stahl­be­ton-ln­stand­set­zungs­sys­tems mit Ka­tho­di­schen Kor­ro­si­ons­schutz zur Er­tüch­ti­gung und Si­che­rung der Trag­fä­hig­keit (SI-E-KKS)

 

 

Ver­ant­wort­lich:

Prof. Dr.-Ing. Ste­phan Görtz

Pro­jekt­be­ar­bei­tung:

Saied Za­bihi-Mog­had­dam, M.​Sc.

För­de­rer:

Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung (BMBF)

Ge­samt­för­der­sum­me:

1,53 Mio. €

För­der­sum­me (FH Kiel):    

  • BMBF: 584.615 €

  • In­dus­trie­part­ner: 24.269 €

  • Ge­samt: 608.884 €

Lauf­zeit:

01.10.2022 – 31.08.2026

Pro­jekt­part­ner:

  • Hoch­schu­le Mün­chen, Prof. Dr.-Ing. Chris­toph Dau­ber­schmidt

  • Hoch­schu­le Müns­ter, Prof. Dr.-Ing. Frank Heim­be­cher

  • De Nora Deutsch­land GmbH

  • Hi­tex­bau GmbH 

  • Mas­ter Buil­ders So­lu­ti­ons Deutsch­land GmbH 

  • Schwal­be Bau­ge­sell­schaft

  • Wa­cker Che­mie

Kurz­be­schrei­bung

Zahl­rei­che In­fra­struk­tur­bau­wer­ke aus Stahl­be­ton wie Brü­cken, Tun­nel, Tief­ga­ra­gen und Park­häu­ser sind ak­tu­ell hohen In­stand­set­zungs­kos­ten aus­ge­setzt, in Summe wer­den hier­bei al­lei­ne in Deutsch­land jähr­lich Mil­li­ar­den­be­trä­ge in­ves­tiert. We­sent­li­che Scha­dens­ur­sa­che ist i. d. R. die chlo­rid­in­du­zier­te Kor­ro­si­on in­fol­ge Tau­salz­ein­trag. Die In­stand­set­zung er­folgt häu­fig durch eine der bei­den fol­gen­den Mög­lich­kei­ten:

  1. Er­satz des chlo­rid­ge­schä­dig­ten Be­tons durch neuen al­ka­li­schen Re­pro­fi­lie­rungs­be­ton
  2. In­stal­la­ti­on eines Ka­tho­di­schen Kor­ro­si­ons­schut­zes

Wenn bei der Be­weh­rung al­ler­dings be­reits ein si­gni­fi­kan­ter Kor­ro­si­ons­pro­zess ein­ge­setzt hat, muss der Beton in bei­den Fäl­len durch Be­weh­rung (bzw. Auf­kle­ben von La­mel­len, Ein­schlit­zen von Be­weh­rung etc.) zu­sätz­lich ver­stärkt wer­den. Dies ist sehr kos­ten­in­ten­siv und stellt durch das Frei­le­gen der Be­weh­rung einen bau­zeit­li­chen Ein­griff in die Trag­struk­tur des Bau­werks dar, was zudem oft auf­wen­di­ge Un­ter­stüt­zun­gen er­for­dert. Neben den hohen Bau­kos­ten stellt vor allem auch der bau­zeit­li­che Aus­fall der Bau­wer­ke ein ent­spre­chen­des Pro­blem dar.

Im Rah­men des For­schungs­vor­ha­bens haben sich die fol­gen­den Part­ner zu einem Kon­sor­ti­um zu­sam­men­ge­schlos­sen, um ein op­ti­mier­tes In­stand­set­zung- und Er­tüch­ti­gungs­sys­tem zu ent­wi­ckeln:

Fach­hoch­schu­le Kiel,

Prof. Dr. Görtz
  • Pro­jekt­lei­tung
  • Op­ti­mie­rung Ge­brauchs­taug­lich­keit, Trag­fä­hig­keit, Er­mü­dungs­si­cher­heit 
  • Er­ar­bei­tung Be­mes­sungs­kon­zept

Hoch­schu­le Mün­chen,

Prof. Dr. Dau­ber­schmidt
  • Ent­wick­lung Ka­tho­di­scher Kor­ro­si­ons­schutz sowie zu­ge­hö­ri­ge Kom­po­nen­ten (Ti­tan­draht, leit­fä­hi­ger Mör­tel)

FH Müns­ter,

Prof. Dr. Heim­be­cher

  • Ent­wick­lung Ba­salt­ge­le­ge im Ver­bund

De Nora Deutsch­land GmbH

  • Ent­wick­lung Titan-Draht

Hi­tex­bau GmbH 

  • Her­stel­lung und Op­ti­mie­rung Ba­salt-Mus­ter­ge­le­ge

Mas­ter Buil­ders So­lu­ti­ons Deutsch­land GmbH 

  • An­pas­sung Re­pro­fi­lie­rungs­m­ör­tel hin­sicht­lich Leit­fä­hig­keit

Schwal­be Bau­ge­sell­schaft

  • Bau­prak­ti­sche Um­set­zung

Wa­cker Che­mie

  • Ent­wick­lung einer leit­fä­hi­gen Schlich­te für das Ba­salt-Titan-Ge­we­be

Das Ziel des Pro­jek­tes ist es, ein in­no­va­ti­ves Sys­tem zu ent­wi­ckeln, bei dem ge­schä­dig­te Stahl­be­ton­bau­tei­le ohne gro­ßen Ein­griff er­tüch­tigt und zu­gleich dau­er­haft vor Kor­ro­si­on ge­schützt wer­den. Hier­zu soll ein für sta­ti­sche und Er­mü­dungs­las­ten aus­ge­leg­tes tex­ti­les Ba­salt­ge­le­ge ent­wi­ckelt und in die­ses ein Ti­tan­draht ein­ge­wo­ben wer­den, so dass ein Schutz­strom als Ka­tho­di­scher Kor­ro­si­ons­schutz auf­ge­bracht wer­den kann. Durch die Kom­bi­na­ti­on mit dem trag­fä­hi­gen Ba­salt­ge­le­ge ist diese KKS-In­stand­set­zungs­me­tho­de (KKS) auch bei Be­ton­bau­tei­len mit grö­ße­rem Kor­ro­si­ons­fort­schritt ein­setz­bar, es kann eine Er­tüch­ti­gung und ein dau­er­haf­ter Kor­ro­si­ons­schutz in einem Ar­beits­schritt vor­ge­nom­men wer­den. Da auf auf­wen­di­ge Maß­nah­men wie Ab­strah­len des chlo­rid­be­las­te­ten Be­tons bzw. Er­set­zen der Be­weh­rung ver­zich­tet wer­den kann, las­sen sich Be­ton­in­stand­set­zun­gen deut­lich kos­ten­güns­ti­ger und mit ge­rin­ge­ren Aus­fall­zei­ten rea­li­sie­ren. Meh­re­re Be­trei­ber von In­fra­struk­tur­bau­wer­ken haben be­reits ihr In­ter­es­se an der Ent­wick­lung be­kun­det, die Stadt Kiel wird hier­zu ein rea­les Pro­jekt zur Pi­lo­t­an­wen­dung zur Ver­fü­gung stel­len.