Bericht OS10
Beschichtungssystem nach OS 10 als Abdichtung in Parkhäusern und auf Parkdecks mit Verschleißschicht.
Der Vergleich zwischen OS10 und OS 11 in 6 Punkten gegliedert.
Einleitung
Weiters werden die notwendigen Prüfungen für einen Verwendbarkeitsnachweis eines solchen Systems benannt und Beispiele aus der Praxis vorgestellt.
Der Aufbau eines befahrbaren Abdichtungssystems der Klasse OS 10 zeigt mögliche Systemlösungen, deren Anwendungen und die notwendigen technischen Anforderungen auf. In der Praxis sind Abdichtungssysteme der Klasse OS 10 für Parkdecks in der Vergangenheit eher die Ausnahme gewesen. Doch die Erfahrungen der letzten Jahre lassen es zu über den Systemaufbau der OS 10 genauer nachzudenken und diese bei vielen Anforderungen diesem System den Vorzug gegenüber der bis dato gebräuchlichen Lösungen zu geben.
Die Kurzbeschreibung für einen Beschichtungsaufbau der Klasse OS 10 ist in der aktuellen DAfStb- Richtlinie wie folgt definiert:
„Beschichtung als Dichtungsschicht mit hoher Rissüberbrückung unter Schutz- und Deckschichten für begeh- und befahrbare Flächen.“
Als Anwendungsbereiche werden aufgeführt:
„Betonbauteile mit Trennrissen und planmäßiger mechanischer Beanspruchung wie bei Brücken, Trog- und Tunnelsohlen sowie Parkdecks.“
Ein Beschichtungsaufbau der Klasse OS 10 ist somit ein „Abdichtungssystem mit hohen rissüberbrückenden Eigenschaften“.
1.Der Regelaufbau eines Abdichtungssystems der Klasse OS 10 ist wie folgt:
Vorbehandlung der Betonoberfläche (Kugelstrahlen, Fräsen, Schleifen)
Grundierung oder Grundierspachtelung vorgefüllt
gegebenenfalls Kratzspachtelung, gegebenenfalls Haftvermittler
Dichtungsschicht Spritzfolie (Polyurea, Polyurethan ,Hybrid)
gegebenenfalls Verbindungsschicht
Verschleiß-,Deckschicht, diese kann Gussasphalt sein.
In bestimmten Fällen ist auch eine verschleißfeste, vorgefüllte, ggf. abgestreute Deckschicht, ggf. mit Deckversiegelung möglich; Deckversiegelung
Aus der Vorgabe der DAfStb-Richtlinie wird ersichtlich, dass im Aufbau eines Abdichtungssystems der Klasse OS 10 einige Variablen bestehen.
Insbesondere die Deckschicht ermöglicht den Einsatz von unterschiedlichen Materialien, beispielsweise auf Basis von Bitumen oder Reaktionsharzen.
Die Tabelle 1 zeigt beispielhaft Konstruktionen und die daraus resultierenden Schichtdicken von Deckschichten auf, dargestellt als Beispiele PI-1 bis PI-4.
In allen Beispielen (PI-1 bis PI-4) werden als Bindemittel für die Grundierung und die bedarfsweise einzubringende Kratzspachtelung 2-komponentige Epoxidharze und für die Abstreuung Quarzsande verwendet.
Wesentliches Merkmal des Systemaufbaus OS 10 ist die Abdichtung mit einer integrierten Dichtungsschicht. Die Ausführung dieser Schicht erfolgt bei den vorgestellten Beispielen der Systeme PI-1 bis PI-4 mit maschinenverarbeitbarem, spritzbarem Polyurea - bzw. Polyurethan. Je nach Hersteller werden zusätzlich Haftvermittler, z. B. 1-komponentige Polyurethanharze, (Isocyanate) verwendet.
PI1 Die Systemaufbauten PI-1 und PI-2 sehen zur sicheren Übertragung von Schubkräften zwischen der Dichtungsschicht und der Deckschicht eine Verbindungsschicht auf Basis von Reaktionsharz mit einer groben mineralischen Abstreuung vor.
PI-1Der Aufbau PI-1 entspricht mit einer Deckschicht aus Gussasphaltschicht einer Brückenabdichtung der ZTV- BEL B 3. Der Einbau des Gussasphalts erfolgt ein- oder zweilagig in Konstruktionshöhen bis zu 100 mm.
PI-2 Im System PI–2 kommt als Deck- und Verschleißschicht ein bis zu 25 mm dicker Bitumenemulsionsestrich zur Anwendung. Je nach Einsatzort und Bedingung kann die Oberfläche zusätzlich grob abgesplittet werden.
Weitere Konstruktionslösungen für die Deckschichten zeigen die Beispiele PI-3 und PI-4.
PI-3 Beispiel PI-3 basiert auf einer Verschleißschicht aus Reaktionsharz- / Quarzsandgemisch mit Quarzsandabstreuung. Die bisher am häufigsten verwendeten Bindemittel hierfür sind Polyurethanharze. Eine Deckversiegelung kann u. a. zur farblichen Gestaltung eingesetzt werden. Als Verschleißschicht werden neuerdings auch kalthärtende Polymerbitumen mit Splitteinstreuung verwendet.
PI-4 Im Beispiel PI-4 wird ein lösemittelhaltiges, 1-komponentiges Polyurethanharz auf die Dichtungsschicht appliziert, mit Quarzsand abgestreut und anschließend mit einer weiteren Lage Polyurethanharz versiegelt.
Zusammenfassend wird festgehalten, dass der Hauptbestandteil eines Abdichtungssystems der Klasse OS 10 die Dichtungsschicht bildet. Die Konstruktion der Deckschicht ist variabel und ermöglicht den Einsatz von unterschiedlichen Materialien, beispielsweise auf Basis von Bitumen oder Reaktionsharzen.
Für die Anwendung eines OS 10 Abdichtungssystems auf Parkdecks ergeben sich die wesentlichen Anforderungen aus der Nutzung, d. h.mechanische Beanspruchung durch Fahr- und Parkbetrieb sowie Reinigungsfahrzeuge, chemische Beanspruchung durch Chloride aus Streusalzen sowie Treib- und Schmierstoffen, sowie durch Einwirkung von Temperatur und Klimabeanspruchung (Regen, Schnee, UV-Strahlung bei Freibewitterung ). Die DAfStb-Richtlinie greift diese Beanspruchungen auf und formuliert für ein Abdichtungssystem der Klasse OS 10 folgenden Anforderungskatalog: Verhinderung der Wasseraufnahme, Verhinderung des Eindringens beton- und stahlangreifender Stoffe, dauerhafte Rissüberbrückung vorhandener oder neu entstehender Trennrisse unter temperatur- und lastabhängigen Bewegungen (Klasse IVT+V), Hitzebeständigkeit bis 250 ° C (kurzzeitig), Übertragung von Schubkräften aus Verkehr über einer Gussasphaltschicht. Die aufgezählten Eigenschaften haben ihren historischen Ursprung in dem Regelwerk der ZTV-BEL-B 3. Auf die vorgestellten Systembeispiele sind nicht alle genannten Anforderungen übertragbar. Beispielsweise ist die Hitzebeständigkeit bis 250 °C der Dichtungsschicht bei der Verwendung von Gussasphalt als Deckschicht eine zwingende Notwendigkeit. Für kalt erhärtende Baustoffe wie z. B. Bitumenemulsionsestriche und Systeme auf Reaktionsharzbasis ist eine solche Anforderung an die Dichtungsschicht zur Gewährleistung der dauerhaften Schutzfunktion nicht notwendig. Der Anforderungskatalog der DAfStb-Richtlinie ist somit nicht abschließend, zumal keine Verbindung zu einem Prüfkatalog besteht.
2.Prüfkatalog
Aus der Verknüpfung der verschiedensten Regelwerke wurden Anforderungen und Prüfungen erstellt, die aus unserer Sicht und Erfahrungswerten, die Eignung von Abdichtungssystemen der Klasse OS 10 für Parkhäuser sicherstellen. Eine Übersicht der zu prüfenden Eigenschaften und die gewählten Prüfverfahren sind in der folgenden Tabelle aufgezeigt:
Die Schubfestigkeiten sollen in Anlehnung an das Schubverbundverhalten von Brückenbelägen geprüft werden.
Das Brandverhalten ist auf die jeweiligen nationalen wie regionalen Bestimmungen anzugleichen.
3. Die Rissüberbrückungsfähigkeit Unterschied zwischen IIT+V und IVT+V
Vergleich zwischen OS11 und OS10 Systemen
Als Kernanforderung besteht für OS 10 Aufbauten die erhöhte Rissüberbrückungsfähigkeit der Dichtungs- schicht gemäß der „Klasse IVT+V“. Die Prüfung der Rissüberbrückung dieser Klasse ist in der DAfStb- Richtlinie Ausgabe 2001 genannt, aber nicht beschrieben.
Die Klasse IVT+V unterscheidet sich von der Klasse IIT+V, die beispielsweise für ein OS 11a System nachzuweisen ist, in zwei Aspekten. Der dynamische Prüfteil der Klasse IVT+V erfolgt mit einer um 0,1 mm erhöhten Rissaufweitung im Vergleich zur Klasse IIT+V. Der zweite Unterschied besteht darin, dass sich in dem an die dynamische Rissüberbrückung anschließenden Teil die statische Rissöffnung wesentlich vergrößert (siehe Abbildung 1). Die Dichtungsschicht wird bei Raumtemperatur (23 °C) auf eine Rissbreite von 1,0 mm gedehnt und anschließend im geöffneten, fixierten Risszustand einer künstlichen Wärmealterung von 7 Tagen bei 70 °C unterworfen. Nach Beendigung wird die Unversehrtheit der Dichtungsschicht durch Beaufschlagung mit Wasser geprüft. Ist sie dicht, wird sie erneut im statischen Zugversuch bis zum Versagen beansprucht. Die sonstigen Prüfparameter wie Prüftemperatur (-20° C), Anzahl und Dauer der Zyklen, etc. sind identisch zur Klasse IIT+V.
Die folgende Abbildung zeigt die Unterschiede von IIT+V zu IVT+V zusammenfassend auf:
Anbei die Tabelle der Rissüberbrückungsprüfungen von unserem FLEXISKIN-System gemäß EN 1062-7 Beschichtungsstoffe und Beschichtungssysteme für mineralische Substrate und Beton im Außenbereich Teil 7: Bestimmung der rissüberbrückenden Eigenschaften
Damit würden sich lt. u.a. Tabelle für alle Probeplatten, mit Ausnahme von Nr. 4 und 5 (da Schleppband), die Klasse A5 ergeben.
Probekörper |
Beschreibung |
1 |
Flexiskin 1440 2 mm |
2 |
Flexiskin 1440 5 mm |
3 |
Flexiskin 1880 2 mm |
4 |
Flexiskin 1440 2 mm mit Buylfugenband |
5 |
Flexskin 1440 5 mm mit Butylfugenband |
6 |
Flexskin 1880 5 mm |
4. Ergebnisse
Die ausgewählten Prüfungen und ermittelten Soll- Ergebnisse der Beispiele PI-1 bis PI-4 sind in der folgenden Tabelle 3 dargestellt und sollten bei einer Systemprüfung erreicht werden.
Wenn die genannten Anforderungen aus Tabelle 3 erfüllt werden, sei ergänzend angeführt, dass bei der Prüfung der Rissüberbrückung die Dichtungsschichten erst bei Rissaufweitungen ab 4,5 mm versagten. Die vorgestellten Systeme verfügen somit über große Sicherheitsreserven im Hinblick auf die geforderte Rissüberbrückungsfähigkeit von 1,0 mm und sind herkömmlichen Beschichtungsaufbauten der DAfStb-Richtlinie OS11 a und OS11b weit überlegen.
5. Erfahrungen
PI-1 Aufbauten mit Gussasphalt als Deckschicht werden regelwerkskonform zur ZTV-BEL B Teil 3 seit ca. 1980 als Abdichtungsaufbau alternativ zu Bitumen- Schweißbahnen auf Brücken eingesetzt. Sieht man von Fehlern bei der Ausführung ab, die meistens auf eine ungenügende Untergrundvorbereitung des Betons oder auf eine zu hohe Temperatur des Gussasphaltes beim Einbau zurückzuführen sind, hat sich dieser Aufbau in den letzten 25 Jahren bewährt.
PI-2 Lösungen mit Bitumenemulsionsestrich an Referenzobjekten existieren seit ca. 5 Jahren in Deutschland und zeichnen sich durch eine sehr hohe mechanische Beständigkeit aus. Hervorzuheben ist das geringere Einbaugewicht gegenüber Deckschichten aus Gussasphalt. An einem städtischen Busbahnhof werden seit fünf Jahren positive Erfahrungen mit der Anwendung eines Bitumenemulsionsestrichs gewonnen. Die sehr hohen mechanischen Beanspruchungen haben zu keinen gravierenden Veränderungen im Belag durch Verwalkungen, Abrieb oder Anschmutzung geführt.Die Möglichkeiten der Oberflächen-gestaltung und der Farbauswahl sind gegenüber Aufbauten aus Reaktionsharzen jedoch begrenzt.
PI-3 und PI-4 rissüberbrückende Systemaufbauten aus Reaktionsharzen finden seit Jahrzehnten Anwendung in Parkhäusern und auf Brückenkappen. Als aufwendigste Systemlösung ist dabei die Klasse OS 11 a zu nennen. Ein Abdichtungssystem der Klasse OS 10 übertrifft die bisherigen Systemlösungen im Hinblick auf die Rissüberbrückungseigenschaften sowie die damit verbundene Dichtigkeit weit und bietet dabei hohe Sicherheitsreserven. Sie kommen daher erfolgreich dort zum Einsatz, wo konstruktiv mit großen Rissbreiten und hohen Rissbewegungen zu rechnen ist.
6 Zusammenfassung
Maschinell verlegte Polyureas haben heute folgende Vorteile gegenüber Polyurethanen:
- geringere Wasseraufnahme,
- höhere Shore-Härte ,
- keine Verwalkungen in mechanisch hoch belasteten Bereichen
- hohe Abriebbeständigkeit ,
- wesentlich höhere Reißfestigkeiten bei gleichem Dehnungsverhalten (erhöhte Rissüberbrückung)
- große Flächenleistungen und kurze Sperrzeiten bei Instandsetzungen
Die Abdichtungsfunktion wird auch bei großen Rissbreiten und Rissbewegungen gewährleistet. Die rissüberbrückenden und abdichtenden Eigenschaften sind im Vergleich zu OS 11a oder OS11b Systemaufbauten deutlich höher. Nach heutiger Sicht sind die Systeme PI-3 und PI-4 im Verhältnis zur Leistung ihrer Eigenschaften die wirtschaftlichsten und bieten größte Sicherheit für den Nutzer, Betreiber und Eigner und sind auch der beste Schutz der Immobilie.
„Ganz einfach, ein modernes Parkhaussystem mit befahrbarer Abdichtung.“
Firma ROJEK Gmbh
GF Helmut Rojek
Literaturnachweise und Quellentexte
O. Ehrenthal, J. Magner Polymer Institut Dr. R. Stenner GmbH, Quellenstraße 3, 65439 Flörsheim-Wicker
[1] DAfStb-Richtlinie „Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen“ (Instandsetzungsrichtlinie), Ausgabe Oktober 2001
[2] DAfStb-Richtlinie „Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen“ (Instandsetzungsrichtlinie), Ausgabe Oktober 1990
[3] ZTV-BEL-B Teil 3 „Zusätzliche Technische Ver- tragsbedingungen und Richtlinien für das Herstellen von Brückenbelägen auf Beton – Dichtungsschicht aus Flüssigkunststoff-“ Ausgabe 1995
[4] Musterliste der Technischen Baubestimmungen, Ausgabe 2002
[5] Bauregelliste Ausgabe 2007
[6] ZTV-ING „Teil 7: Brückenbeläge, Abschnitt 3: Brückenbeläge auf Beton mit einer Dichtungsschicht aus Flüssigkunststoff“, Ausgabe 2003
[7] DIN 18195 „Bauwerksabdichtungen – Teil 2: Stof- fe“,
[8] ETAG 005 „Leitlinie für die Europäisch Technische Zulassung für flüssig aufzubringende Dachabdichtungen Teil 1 Allgemeine Bestim- mungen“, Ausgabe 2000
[9] ETAG 005 „Leitlinie für die Europäisch Technische Zulassung für flüssig aufzubringende Dachabdichtungen Teil 6 Besondere Bestimmun- gen für flüssig aufzubringende Dachabdichtun- gen aus Polyurethan-Basis“, Ausgabe 2000
[10] DIN EN 1504-2 „Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken - Prüfverfahren - Messung der Haftfestigkeit im Abreiß- versuch“, Ausgabe 2005
[11] DIN V 18026 „Oberflächenschutzsysteme für Beton aus Produkten nach DIN EN 1504-2“, Ausgabe 2005
[12] DIN EN 13687-2 „Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken - Prüfverfahren; Bestimmung der Temperaturwechsel- verträglichkeit - Teil 2: Gewitterregenbeanspruchung (Temperaturschock)“, Ausgabe Mai 2002
[13] DIN EN 13687-1 „Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken - Prüfverfahren; Bestimmung der Wärmeverträglich- keit - Teil 1: Frost-Tau-Wechselbeanspruchung mit Tausalzangriff“, )“, Ausgabe Mai 2002
[14] DIN EN 4628-ff „Beschichtungsstoffe – Beurteilung von Beschichtungsschäden – Bewertung der Menge und der Größe von Schäden und der Inten- sität von gleichmäßigen Veränderungen im Aussehen“ Teil 1: Allgemeine Einführung und Bewertungssystem Teil 2: Bewertung des Blasengrades Teil 4: Bewertung des Rissgrades
[15] DIN EN 1542 „Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken - Prüfverfahren - Messung der Haftfestigkeit im Abreiß- versuch“, Ausgabe 1999
[16] TL-BEL-B Teil 3 Technische Lieferbedingungen für Baustoffe zur Herstellung von Brückenbelägen auf Beton mit Dichtungsschicht nach ZTV-BEL-B, Teil 3, Ausgabe 1995