SPCC bei der Betoninstandsetzung

Kunststoffmodifizierte Zementmörtel (PCC) werden seit über 40 Jahren für die Instandsetzung von Beton benutzt. Mit spritzbaren Produkten (SPCC) werden Betonbauteile großflächig wirtschaftlicher reprofiliert und die Betondeckung der Bewehrung erhöht.

Für die Instandsetzung von Betonbauteilen ist die DAfStb-Richtlinie „Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen“ (Instandsetzungs-Richtlinie) maßgebend für Planung, Durchführung und Überwachung. Weiterhin muss der Handwerker gegebenenfalls „Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten“ (ZTV-ING) und „Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen für Schutz und Instandsetzung der Betonbauteile von Wasserbauwerken“ (ZTV-W) beachten.

Anwendungsgebiet

Vor der Anwendung von SPCC muss keine Haftbrücke aufgetragen werden. Diese ergibt sich vielmehr beim Spritzen dadurch, dass der grobe Anteil der in der Mischung befindlichen Gesteinskörnung zunächst von der Auftragsfläche – mit zunehmender Schichtdicke abnehmend – zurückprallt, wodurch eine bindemittelreiche Mörtelschlämme als Grundschicht entsteht, die eine gute Haftung zum Untergrund vermittelt. Daher kann SPCC als Betonersatz für Wand- und Deckenflächen über Kopf sowie auf stark geneigte Flächen, nicht jedoch für Oberseiten eingesetzt werden, da hier der Rückprall mit eingebaut würde.

Außer zur Reprofilierung schadhafter Bauteile wird SPCC vor allem zur Erhöhung unzureichender Betondeckungen, meist in 1 bis 2 cm Schichtdicke zum besseren Korrosionsschutz der Bewehrung angewendet.

Untergrund

Sowohl für das Füllen von Ausbrüchen als auch für den ganzflächigen Auftrag müssen die Betonoberflächen durch Druckluftstrahlen mit festen Strahlmitteln, Nebelstrahlen, Feuchtstrahlen oder Hochdruckwasserstrahlen so vorbereitet werden, dass grobes Gesteinskorn kuppenartig freiliegt. Die Oberflächenzugfestigkeit muss im Mittel größer als 1,5 N/mm² sein, wobei kein Einzelwert unter 1,0 N/mm² liegen darf. Die Temperatur des Untergrunds und der Luft soll zwischen 5 °C und 30 °C liegen.

Zum Zeitpunkt des Aufspritzens soll die Betonoberfläche mattfeucht sein, damit dem Mörtel das Zugabewasser an der Grenzfläche vom Beton nicht vorzeitig entzogen wird. Das wird durch Vornässen erreicht, womit man am Tag vor der Durchführung der Arbeiten beginnen sollte.

Freiliegende Bewehrung wird unter Verwendung fester Strahlmittel vorbereitet. Der Oberflächenvorbereitungsgrad soll größer als Sa 2 sein. Falls keine ausreichende Betondeckung erzielbar ist und somit eine Korrosionsschutzbeschichtung auf die Bewehrung aufgebracht werden muss, muss ein Oberflächenvorbereitungsgrad größer als Sa 2 ½ vorliegen.

Spritz- und Fördertechnik

Das Auftragen von SPCC erfolgt wie beim Spritzbeton entweder im Trocken- oder im Nass-Spritzverfahren. Während Spritzbeton vorwiegend trocken gespritzt wird, kommt für SPCC häufig Nass-Spritzen zur Anwendung.

Beim Trocken-Spritzen werden Rotor- oder Taschenrad-Maschinen eingesetzt. Mit diesen wird der trockene Mörtel im Dünnstrom durch Druckluft über Förderschläuche zur Spritzdüse gefördert. Dort dosiert der Düsenführer das Zugabewasser. Der Abstand der Düse zur Auftragsfläche beträgt etwa 80 cm.

Wesentliche Vorteile des Trocken-Spritzens gegenüber dem Nass-Spritzen sind

größere Schlauchlängen
niedrigerer Wasser-Zementwert
leichtere Reinigung der Geräte
Arbeitsunterbrechungen unproblematisch

Beim Nass-Spritzen wird das fertige Gemisch, mit Durchlauf- oder Chargenmischern hergestellt, über Schnecken- oder Kolben-Pumpen im Dichtstrom durch Schläuche zur Düse gepumpt und dort vom Düsenführer Druckluft hinzudosiert, um das Material zu beschleunigen. Der Abstand der Düse zur Auftragsfläche beträgt hierbei etwa 50 cm.

Wesentliche Vorteile des Nass-Spritzens gegenüber dem Trocken-Spritzen sind

gleichmäßige vorgegebene Mischung
weniger Staub
geringerer Rückprall
gleichmäßigere spritzraue Oberfläche

In seltenen Fällen kommt das Nass-Spritzen in Dünn­strom-Förderung mit speziellen Maschinen zum Einsatz. Hierfür sind relativ trockene Mörtel mit niedrigem Wasser-Zement-Wert erforderlich. An der Düse erfolgt keinerlei Zugabe.

Anwendungstechnik

Mörtel haben eine Korngröße mit einem Durchmesser von unter 4 mm. Bei Mischungen mit mehr als 4 mm Größtkorn spricht man von Beton. Die handelsüblichen SPCC weisen 2 mm oder 4 mm Größtkorndurchmesser auf.

Gemäß ZTV-ING ist die Schichtdicke auf 1 bis 5 cm beschränkt. In der Praxis wird jedoch erforderlichenfalls sowohl in dünnerer als auch in dickerer Schicht, zum Beispiel bei einzelnen tieferen Fehlstellen, aufgetragen.

Für die Anwendung von SPCC muss der Mann an der Düse einen Düsenführerschein besitzen, der bei entsprechenden Lehrgängen erworben wird. Hierbei muss der Mitarbeiter vor allem nachweisen, dass er in der Lage ist, freiliegende Bewehrung fehlstellenfrei ohne Spritzschatten einzuspritzen. Der Düsenführerschein kann für jeweils eine der beiden oder für beide Spritztechniken ausgestellt werden. Außerdem muss die Baustelle von einem Kolonnenführer mit SIVV-Schein beaufsichtigt werden.

Freiliegende Bewehrung muss vor dem Spritzen so befestigt werden, dass sie nicht federt. Der Spritzauftrag auf Wände soll von unten nach oben erfolgen, um ein Abrutschen zu verhindern. Soll die Oberfläche des aufgespritzten Mörtels nicht spritzrau belassen, sondern bearbeitet werden, zum Beispiel durch Glätten oder Abreiben, so müssen mindestens zwei Lagen aufgetragen werden, um Haftstörungen zum Untergrund zu vermeiden. Die jeweils folgende Lage wird aufgespritzt, sobald die vorherige ausreichend tragfähig ist.

Die Nachbehandlung zum Schutz gegen vorzeitiges Austrocknen soll mindestens drei Tage dauern. Darüber hinaus sind für das Verarbeiten von SPCC die Angaben zur Ausführung des jeweiligen Produktherstellers maßgebend. Verstärkungen oder Ertüchtigungen der Tragfähigkeit von Bauteilen sind mit solchen Stoffen nur zulässig, wenn diese der Beanspruchbarkeitsklasse M 3 entsprechen. Nach ausreichender Erhärtung werden die aufgebrachten Mörtelschichten durch Abklopfen auf Hohlstellen geprüft.

Fazit

Mit spritzbaren kunstoffmodifizierten Zementmörteln, so genannten SPCC, ist die Möglichkeit gegeben, zum einen Schadstellen im Beton nach entsprechender Vorbereitung wirtschaftlich auszubessern – vor allem bei großflächigen Schäden – und zum anderen die Betondeckung der Bewehrung ganzflächig zu erhöhen, um zukünftigen Korrosionsschäden vorzubeugen. Dabei können die Oberflächen entweder spritzrau belassen oder durch Abreiben oder Glätten gestaltet werden.

Autor
Dipl.-Ing. Manfred Schröder ist Freier Architekt, Sachverständiger und Fachdozent für Betoninstandhaltung. Er lebt und arbeitet in Gaiberg bei Heidelberg.
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