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Dokumentenidentifikation DE19828827C1 20.07.2000
Titel Thermisch gespritzte Korrosionsschicht für Stahlbeton und Verfahren zur Herstellung derselben
Anmelder Grillo-Werke AG, 47169 Duisburg, DE
Erfinder Spriestersbach, Jochen, 45770 Marl, DE;
Knepper, Michael, 45470 Mülheim, DE;
Wisniewski, Jürgen, 46487 Wesel, DE
Vertreter Patentanwälte von Kreisler, Selting, Werner, 50667 Köln
DE-Anmeldedatum 27.06.1998
DE-Aktenzeichen 19828827
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 20.07.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.07.2000
IPC-Hauptklasse C23C 4/08
IPC-Nebenklasse C04B 41/70   C04B 41/69   C23F 13/14   
Zusammenfassung Das Verfahren zum Auftragen einer Korrosionsschicht für Stahlbeton auf Basis von Zink besteht darin, daß eine Schicht aus mindestens zwei Schichten besteht, von denen die erste, direkt auf den Beton aufgespritzte Schicht aus reinem Zink und die nachträglich darauf aufgespritzte zweite Schicht aus einer Zink/Aluminium-Legierung besteht.

Beschreibung[de]

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine thermisch gespritzte Korrosionsschicht für Stahlbeton auf Basis von Zink sowie Verfahren zur Herstellung derselben.

Thermisch gespritzte Schichten aus Zink werden seit langem als Anoden zum Schutz von Stahlbetonbauten eingesetzt. Dabei übernimmt die thermisch gespritzte Zinkanode, die auf die Außenflächen der Bauwerken mit thermischen Spritzverfahren aufgebracht wird, die Funktion des Korrosionsschutzes der Stahlbewehrung. Diese Anode kann sowohl als galvanische Opferanode oder auch als Anode in mit Fremdstrom betriebenen Korrosionsschutzsystemen eingesetzt werden. Die Lebensdauer solcher Zinkanoden wird maßgeblich beeinflußt von der Außenkorrosion und der Erosion der Spritzschicht.

Die EP 0 305 914 A2 beschreibt ein Verfahren zum Behandeln von Walzstahl zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit, wobei vorzugsweise ein Überzug von Zinkpulver aufgebracht wird. Dieser Walzstahl findet insbesondere Verwendung in Betonstahl oder Spannstahl. Hierbei wird der Walzstahl direkt aus der Walzhitze bei Temperaturen unter 600°C mit dem metallischen Pulver beschichtet. Anschließend wird noch ein Überzug aus einem Kunstharz, z. B. Epoxydharz aufgetragen. Bei diesem Verfahren wird die Bewehrung direkt im Stahlbeton vor einem Korrosionsangriff geschützt.

Die EP 0 668 364 A1 beschreibt Aluminium-Zink Legierungen zum kathodischen Schutz von Stahlbeton mit Zinkgehalten von 10% bis 50%. Nachteilhaft an diesen Aluminium-Zink Legierungen ist ihre geringe Beständigkeit bei höheren pH-Werten des Betons zwischen 11 und 14. Hierbei setzt eine starke Unterkorrosion der Beschichtung ein, die zum Abplatzen der Beschichtung führen kann. Reine Zinkschichten zeigen dieses Verhalten nicht und sind damit für den direkten Kontakt mit der Betonoberfläche besser geeignet.

Die JP 0831159 A beschreibt eine Aluminium-Legierung zum Korrosionsschutz von Stahlbeton mit einem Zinkgehalt von 2-7%.

Die JP 08199279 A beschreibt eine Legierung zum Korrosionsschutz von Stahlbeton mit einem Zinkanteil von 7-50%.

Die EP 0 591 775 A1 beschreibt ein Verfahren, bei dem die Betonoberfläche zuerst eine rauhe Epoxyd-Polyamid Primer- Schicht aufgetragen wird. Auf diese Primer-Schicht wird dann eine Aluminiumlegierung oder eine Zink-Aluminium- Pseudolegierung aufgespritzt, die mit Fremdstrom betrieben wird.

Die JP 6-2174 A beschreibt ein Verfahren, bei dem ebenfalls eine rauhe Primer-Schicht auf die Betonoberfläche aufgetragen wird. Anschließend wird Aluminium oder eine Aluminium- Legierung aufgespritzt. Zusätzlich wird auf diese Schicht noch Zink, eine Zink-Legierung oder Zink-Pseudolegierung aufgetragen. In beiden Verfahren ist die Primer-Schicht notwendig, da ein direkter Kontakt von Aluminium- oder Aluminium-Zink-Legierungen mit der Betonoberfläche vermieden werden soll.

Es ist somit bekannt, daß die Korrosionsbeständigkeit von thermisch gespritzten Zinkschichten dadurch verbessert werden kann, daß man dem Zinkdraht Aluminium zulegiert, wobei der Aluminiumgehalt zwischen 2 und 33, vorzugsweise zwischen 15 bis 22% liegen sollte. Dies gilt insbesondere dann, wenn Zinkschichten einer chloridhaltigen oder feuchten Atmosphäre ausgesetzt werden sollen, vergl. DE 198 11 447 A1.

Diese Zink/Aluminium-Legierungen lassen sich thermisch in gleicher Weise auf Stahlbetonoberflächen aufbringen, wie Schichten aus reinem Zink. Bedingt durch den hohen pH-Wert des Betons zwischen 11 und 14 kommt es aber bei derartigen Schichten aus Zink/Aluminium-Legierungen zu der oben erwähnten Unterkorrosion, insbesondere der aluminiumreichen Zonen. Die dabei entstehenden Korrosionsprodukte neigen dazu, sich auszudehnen und Blasen zu bilden.

Hierdurch kommt es zu örtlichen mechanischen Schwächungen und sogar zu örtlichen Verlusten des Kontaktes zwischen dem Betonelektrolyt und der Betonoberfläche.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einerseits die bessere Korrosionsbeständigkeit von Zink/Aluminium-Legierungen auszunutzen, andererseits die dabei beobachteten Nachteile der Unterkorrosion zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird jetzt dadurch gelöst, daß die Schicht aus mindestens zwei Schichten besteht, von denen die erste, direkt auf den Beton aufgespritzte Schicht aus reinem Zink und die nachträglich darauf aufgespritzte zweite Schicht aus einer Zink/Aluminium-Legierung besteht.

Diese zweite Schicht enthält 4 bis 33 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 22 Gew.-% Aluminium. Die Eigenschaften können darüber hinaus noch verbessert werden, wenn dieser Zink/Aluminium-Legierung 0,002 bis 0,04 Gew.-% Indium zulegiert werden.

Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn auf die zweite Schicht noch eine dritte Schicht auf Polyurethanbasis aufgebracht wird, die in der Lage ist, zumindest die Poren der zweiten Schicht zu verschließen.

Die erste, direkt auf den Beton aufgespritzte Schicht weist im allgemeinen eine Schichtstärke von 100 bis 400 µm auf. Auf diese Oberfläche wird dann anschließend beispielsweise mit Hilfe des Drahtlichtbogens oder Drahtflammspritzverfahrens eine Spritzschicht aus der Zink/Aluminium-Legierung aufgetragen, die wiederum im allgemeinen eine Schichtdicke von 100 bis 400 µm aufweist.

Wird auf diese zweite Schicht eine dünnflüssige Polyurethanschicht aufgetragen, die zumindest die offenen Poren verschließt, entsteht eine zusätzliche Schichtdicke von 50 bis 100 µm.

Für das Auftragen der zweiten Schicht geeigneter Draht ist beispielsweise beschrieben in der deutschen Patentanmeldung 198 11 447.8.

Ein besonders geeignetes einkomponentiges luftfeuchtigkeitshärtendes Polyurethanharz und seine Anwendung sind beispielsweise beschrieben in der EP-A-0 677 592.


Anspruch[de]
  1. 1. Thermisch gespritzte Korrosionsschicht für Stahlbeton auf Basis von Zink, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus mindestens zwei Schichten besteht, von denen die erste, direkt auf den Beton aufgespritzte Schicht aus reinem Zink und die nachträglich darauf aufgespritzte zweite Schicht aus einer Zink/Aluminium-Legierung besteht.
  2. 2. Thermisch gespritzte Korrosionsschicht gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zink/Aluminium-Legierung 4 bis 33 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 22 Gew.-% Aluminium enthält.
  3. 3. Thermisch gespritzte Korrosionsschicht gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zink/Aluminium- Legierung 0,002 bis 0,04 Gew.-% Indium enthält.
  4. 4. Thermisch gespritzte Korrosionsschicht für Stahlbeton gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine dritte Schicht auf Polyurethanbasis vorhanden ist, welche zumindest die Poren der zweiten Schicht verschließt.
  5. 5. Verfahren zum Auftragen einer Korrosionsschicht für Stahlbeton auf Basis von Zink, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst eine erste Schicht aus reinem Zink aufgespritzt und danach eine zweite Schicht aus einer Zink/Aluminium-Legierung aufgespritzt wird.
  6. 6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht 4 bis 33 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 22 Gew.-% Aluminium enthält.
  7. 7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zink/Aluminium-Legierung 0,002 bis 0,04 Gew.-% Indium enthält.
  8. 8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß anschließend die Poren der zweiten Schicht verschlossen werden mit einer Schicht auf Polyurethanbasis.






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