Gußasphaltestriche

Dipl.-Ing. Walter Peffekoven

Der Schutz dient nicht nur der Erhaltung der Nutzbarkeit der Böden. Nach dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG), insbesondere § 19 g (Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen), müssen Anlagen so beschaffen sein, so eingebaut, unterhalten und betrieben werden, daß eine Verunreinigung der Gewässer oder eine sonstige nachteilige Veränderung ihrer Eigenschaften nicht zu befürchten ist.

Die üblicherweise vorhandenen hydraulisch gebundenen Estriche oder Betonböden in diesen Anlagen wurden bisher in der Regel mit Beschichtungen versehen, die nach den Prüfgrundsätzen des Deutschen Institutes für Bautechnik (DBIT) geprüft waren und damit ein Prüfzeugnis hatten. Eine Normung für diese Beschichtungen gab es nicht.

Mit Erscheinen des Weißdrucks des Teiles 1 der DIN 28052 „Oberflächenschutz mit nicht metallischen Werkstoffen für Bauteile aus Beton in verfahrenstechnischen Anlagen – Begriffe, Auswahlkriterien“ (Ausgabe Februar 1992) hatte eine umfangreiche Normungsarbeit begonnen, die mit dem Gelbdruck des Teiles 6 „Eignungsnachweis und Prüfungen“ im Mai 1999 vorläufig abgeschlossen wurde. Über Einsprüche zu Teil 6, die bis 31.08.1999 möglich sind, wird der Ausschuß im November beraten und Teil 6 dann zum Weißdruck freigeben.

Ziel dieser Norm ist es, die Prüfzeugnisse zu ersetzen und für alle Systeme gleiche Anforderungen und Prüfverfahren zu beschreiben. Als weiterer Schritt kommt eine Harmonisierung dieser Norm auf europäischer Ebene in Betracht.

Anwendungsbereich und Zweck der Norm sind eine oder mehrere der folgenden Zielsetzungen:

• Schutz des Bauwerks vor der schädlichen Einwirkung durch aggressive Stoffe,

• Schutz der Gewässer (Grundwasser) vor Verunreinigung durch wassergefährdende Stoffe,

• Schutz des Füllgutes vor Verunreinigung durch lösliche Bestandteile im Beton,

• Erzielung besonderer Oberflächeneigenschaften.

Die Norm beschreibt Beschichtungen, Auskleidungen und kombinierte Beläge. Bei der Oberflächenschutzart Beschichtungen wird unterschieden nach:

• Imprägnierungen, Versiegelungen und Dünnbeschichtungen bis 1 mm,

• Dickbeschichtungen von 1 bis 5 mm,

• Faserverstärkte Beschichtungen (Laminate) von 2 bis 6 mm,

• Kunstharzestriche mit Dicken ab 5 mm,

• Gußasphaltestriche mit Dicken ab

20 mm,

• Kombinationen aus den vorgenannten Systemen.

Gußasphaltestriche, die in DIN 18560-7 „Estriche im Bauwesen – hochbeanspruchbare Estriche“ als Industrieestriche beschrieben sind, in DIN 28052 unter dem Begriff „Beschichtung“ zu finden, mag verwirrend sein. Im Teil 3 der DIN 28052 „Beschichtungen mit organischen Bindemitteln“ werden die Estrichschichten aus Gußasphalt jedoch definiert und schon im Anwendungsbereich präzisiert als Gußasphaltestriche im Verbund mit einer Dichtschicht.

Dieser Aufbau geht über den Begriff Estrich nach DIN 18560 hinaus und entspricht nach den Regelwerken des Bundesministers für Verkehr für Brückenbeläge auf Beton der seit Jahren bewährten Brückenabdichtung, bestehend aus einer Dichtungsschicht aus speziellen Bitumen-Schweißbahnen und einer Gußasphaltschutzschicht. Zur Aufnahme der Verkehrslasten erhält der Brückenbelag noch eine Deckschicht, meistens ebenfalls aus Gußasphalt.

Dieser Standard der Abdichtungstechnik hat sich im Bauwesen durchgesetzt und wird auf Parkdecks, in Tiefgaragen, auf begrünten oder erdüberschütteten Flächen, auf Terrassen und in Naßräumen eingesetzt. Nach der Einführung in die VOB/DIN 18354 „Gußasphaltarbeiten“ – zunächst als „wasserdichter Belag“ – in der Ausgabe 1992 heißt es in der Ausgabe 1998 jetzt „Abdichtung in Verbindung mit Gußasphalt“ unter Hinweis auf DIN 18195-5 „Bauwerksabdichtungen – Abdichtungen gegen nicht drückendes Wasser auf Deckenflächen und in Naßräumen“ (Gelbdruck September 1998, verabschiedet zum Weißdruck Juni 1999). Da nicht nur die Böden in verfahrenstechnischen Anlagen geschützt werden müssen, sondern auch sicherzustellen ist, daß austretende Stoffe – in aller Regel handelt es sich um wassergefährdende Stoffe – nicht in Boden und Grundwasser eindringen, muß die Beschichtung auch flüssigkeitsundurchlässig sein. Für die Beschichtung von Böden in verfahrenstechnischen Anlagen ist daher mindestens der Standard zu fordern, der auch für die Abdichtung von Bauwerken gilt. Darüber hinaus sind weitere Anforderungen in Abhängigkeit von den zu erwartenden Beanspruchungen zu stellen. Teil 1 beschreibt u. a. sechs Beanspruchungsstufen nach Art und Häufigkeit der Flüssigkeitsbeanspruchung. In Teil 6 werden dazu Prüfverfahren angegeben, mit denen die Eignung einer Beschichtung unter diesen Beanspruchungsstufen ermittelt werden muß (Tab. 1).

Weitere Beanspruchungen können auftreten durch Temperatur und Temperaturwechsel, Lasten (mechanische und hydrostatische) sowie durch Witterungseinflüsse. Zusätzliche Anforderungen können z. B. gestellt werden im Hinblick auf Brandverhalten, Dekontaminierbarkeit, Explosionsschutz, physiologische Unbedenklichkeit (Anwendung bei Lebensmittel und Trinkwasser), Rißüberbrückbarkeit, Trittsicherheit (insbesondere in Naßräumen) und Ebenheit der Beschichtung.

Wie Tabelle 1 zeigt, eignen sich Gußasphaltestriche für horizontale und schwach geneigte Flächen, d. h. auf Böden in Laboratorien, Lägern und Produktionsräumen. Bei Rinnen und Kanälen dürfte eine Anwendung von Gußasphalt auf Neigungen bis höchstens 20% beschränkt sein. Auf Rampen von Parkdecks und Tiefgaragen sind Gußasphaltbeläge schon erfolgreich bis etwa 18% eingesetzt worden. Eine Anwendung in Behältern und Gruben scheidet aus.

Mit den Prüfungen B1 bis B6 wird die Medienbeständigkeit der Beschichtung bei unterschiedlichen Bedingungen bzw. nach unterschiedlichen Vorbelastungen geprüft. Bei B1 z.B. wird ein Prüfkörper (h = Stunden; d = Tage) mit der Prüfflüssigkeit in einem Zylinder von 10 cm Innendurchmesser bei einer Füllhöhe von 1 cm während der in Tabelle 1 angegebenen Prüfdauer und Prüftemperatur beaufschlagt. Bei B2 wird zusätzlich auf die Prüfflüssigkeit ein Druck von 1 bar aufgebracht.

Einige der zahlreichen in Teil 6 beschriebenen und für Beschichtungen geforderten Prüfungen können bei Gußasphaltestrichen entfallen, da deren Eignung unter diesen Prüfbeanspruchungen bekannt ist. Dazu zählen z. B. die Alterungs- und Witterungsbeständigkeit. Gußasphalte werden auf Straßen, insbesondere hochbelasteten Autobahnen, sowie auf Fahrbahnen von Straßenbrücken, Tunneln und Trögen eingesetzt. Teilweise liegen diese Beläge ohne nennenswerte Veränderung oder Reparaturmaßnahmen bis zu 40 Jahren.

Gußasphaltestriche haben sich als Industrieestriche nach DIN 18560-7 „Hochbeanspruchbare Estriche – Industrieestriche“ bewährt und werden nach Prüfung in einer für Estrichprüfungen entwickelten Verschleißprüfmaschine nach 300 000 Lastwechseln unter abwechselnd eingesetzten Polyamid- und Vulkollanrädern aufgrund der Beurteilungskriterien, z. B. der maximalen Verschleißtiefe von 0,3 mm als „sehr geeignet für einen Betrieb mit Flurförderzeugen“ eingestuft [2].

Mit einem abgemilderten Verfahren sollten die Beschichtungen nach DIN 28052-6 ebenfalls geprüft werden. Hierbei waren aber nur 100 000 Lastwechsel mit einem Vulkollanrad und 25 000 Lastwechsel mit einem Polyamidrad vorgesehen. Da etliche Hersteller von Beschichtungen diese abgemilderten Beanspruchungen noch als zu scharf ansahen, wird im Gelbdruck (Mai 1999) auf das Prüfverfahren verzichtet und angemerkt, daß zur Zeit kein allgemein anerkanntes Verfahren zur Verfügung steht. Vor der oben beschriebenen Prüfung mit 300 000 Lastwechseln auf einem Gußasphaltestrich waren auf dem selben Estrich die 125 000 Lastwechsel gemäß den ursprünglich in DIN 28052-6 vorgesehenen Prüfbedingungen ausgeführt worden. Nach dem Prüfbericht ist kein Schaden erkennbar gewesen und die maximale Spurrinnentiefe betrug 0,15 mm.

Für die Rißüberbrückungsfähigkeit ist in Teil 6 ein aufwendiges Prüfverfahren beschrieben, das – nach Aussage von Prüfstellen – bei Gußasphalt in Verbindung mit Bitumen-Schweißbahn nicht anwendbar ist. Bei Gußasphaltestrichen im Verbund mit einer Bitumen-Schweißbahn gilt dennoch die Rißüberbrückungsfähigkeit bis 0,5 mm als gegeben, wenn Bitumen-Schweißbahnen gemäß ZTV-BEL-B Teil 1 eingesetzt werden, d. h. die gleichen Bahnen wie bei Brückenabdichtungen. Für dieses Abdichtungssystem wird auf Brücken eine Rißüberbrückung bei einmaliger Belastung bis 1 mm geprüft und von zahlreichen Bahnen bis 2 mm erfüllt. Zusätzlich wird eine dynamische Rißüberbrückung von +0,15 mm bei einer vorgegebenen Rißbreite von 0,2 mm während 100 000 Lastwechseln geprüft. DIN 18195-5 fordert ebenfalls eine Rißüberbrückungsfähigkeit von 0,5 mm zum Entstehungszeitpunkt der Risse, z. B. durch Schwinden des Betons, und eine Überbrückung bei Ausweitung des Risses bis 2,0 mm.

Gußasphalt ist beständig gegen viele Laugen, Säuren und Salzlösungen. Einen Auszug aus in der Literatur veröffentlichten Beständigkeitslisten zeigt Tabelle 2. Gußasphalt ist aber wegen seines aus dem Erdöl stammenden Bindemittels Bitumen nicht beständig gegen Lösemittel und niedrigviskose Destillate aus Erdöl. Hier werden in der Praxis lösemittel- und kraftstoffbeständige Beschichtungen auf Gußasphaltestrichen eingesetzt. Teil 1 der DIN 28052 sieht ja auch die Kombination verschiedener Beschichtungssysteme vor. Erstaunlich ist daher, daß die Beschichtungshersteller ihre Beschichtungen – soweit dem Verfasser bekannt – bisher nur auf Beton oder Zementestrichen haben prüfen lassen und eine Prüfung auf Gußasphalt teilweise sogar ablehnen.

Betonuntergründe und Zementestriche können bei überhöhten Spannungen, z. B. durch Schwinden, reißen. In der Dichtungsschicht aus Bitumen-Schweißbahn unter dem Gußasphaltestrich werden Spannungen infolge von Rissen im Untergrund in der Bitumen-Schweißbahn durch Formänderung – man nennt es Relaxatation – abgebaut und nicht in den Gußasphaltestrich übertragen. Risse im Gußasphaltestrich, der ja auch viskoelastische Eigenschaften hat, sind daher kaum zu befürchten. Eine Beschichtung auf Gußasphalt kann daher mehr auf andere Eigenschaften, z. B. auf Verschleißfestigkeit unter Verkehr von Flurförderzeugen optimiert werden. Geeignet auf Gußasphaltestrichen sind Beschichtungen auf Basis Polyurethan und Kombinationen aus PU und Epoxidharzen. Reine Epoxidharzbeschichtungen auf Gußasphalt sind im Regelfall kritisch und führen beim Aushärten der Beschichtung meistens zu Rissen in der Beschichtung und – bei hohen Gehalten an Lösemittel – oft auch zu Rissen im Gußasphaltestrich.

Beschichtungen müssen in ihrem elastischen Verhalten auf die Härte des Gußasphalts abgestimmt sein. Gußasphalt kann über die Zusammensetzung, insbesondere über die Bitumenhärte unterschiedlichen Beanspruchungen angepaßt werden. In DIN 18560-7 werden Härteklassen in Abhängigkeit von Umgebungstemperatur und mechanischer Belastung angegeben. DIN 28952-6 nimmt auf diese Einstufung bezug und erlaubt den Einsatz von Gußasphaltestrichen bis zur Beanspruchungsstufe 3b, d. h. für Flurförderzeuge mit Polyamidrädern mit Punktlasten >7 N/mm² ohne Prüfung.

Insbesondere für Naßräume kann die Rutschhemmung und der Verdrängungsraum von Gußasphaltestrichen über die Abstreuung mit Sand oder Feinsplitt den höchsten Anforderungen der Berufsgenossenschaft angepaßt werden.

Weitere Informationen cav-205