Wie in der JPCL-Zeitschrift, Ausgabe Juli 2012, zu sehen
Beschichteter Beton wird häufig als Baumaterial verwendet und ist wohl das am häufigsten auftretende Material für Beschichtungsfehler. Diese Fehler erhöhen das Potenzial für eine vorzeitige Verschlechterung des Trägermaterials erheblich und verursachen in der Regel zusätzliche Ausgaben für die Reparatur.
In vielen Fällen ist das Fehlen eines umfassenden Qualitätskontrollverfahrens die Ursache von Beschichtungsfehlern. Wie bei anderen Baumaterialien sind auch bei der Beschichtung von Beton besondere Maßnahmen erforderlich, um die Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit der Beschichtung zu gewährleisten.
Unter der Voraussetzung, dass die Betonoberfläche als intakt eingestuft wurde, dass sie nicht durch Verunreinigungen wie Staub, Öl und Fett beeinträchtigt ist und dass der Feuchtigkeitsgehalt des Betons für den Anstrich geeignet ist, sollten die folgenden Maßnahmen Teil eines Qualitätskontrollprogramms für den Anstrich sein.
Eine der ersten Überlegungen bei der Qualitätskontrolle von Beschichtungen ist die Kompatibilität der physikalischen Oberflächenstruktur des Betons (auch bekannt als Anker oder Oberflächenprofil") mit der aufzubringenden Beschichtung. Die kürzlich veröffentlichte ASTM standard D7682 "Standard Test Method for Replication and Measurement of Concrete Surface Profiles Using Replica Putty" verweist sowohl auf Methode A (visueller Vergleich) als auch auf Methode B (quantifizierbare Messung) als Mittel zur Bestimmung des Betonoberflächenprofils. In Anbetracht des möglichen Versagens der Beschichtung und der Kosten für die Vorbereitung und das Material kann es wünschenswert sein, eine dauerhafte Aufzeichnung dieses Profils als Referenz zu haben.
Eine solche Prüfmethode, die sowohl den visuellen Vergleich als auch die quantifizierbare Messung des Oberflächenprofils erfüllt, verwendet einen schnell aushärtenden, zweikomponentigen Kitt. Durch Auftragen und Entfernen der Spachtelmasse wird eine dauerhafte Reliefform einer Oberflächenprobe erhalten. Die Reliefform kann visuell mit ICRI (International Concrete Repair Institute) CSP (concrete surface profile) Coupons verglichen oder mit einem speziell angefertigten Mikrometer an mehreren Stellen der Form gemäß der Prüfmethode gemessen werden.
Der Hauptgrund für die Messung der klimatischen Bedingungen ist die Vermeidung von Nacharbeiten und des vorzeitigen Versagens von Schutzschichten. Empfehlungen und Anforderungen sind in verschiedenen international anerkannten Normen enthalten, zusätzlich zu denen, die vom Beschichtungshersteller angegeben werden. Die Möglichkeit, Ergebnisse zu protokollieren, kann auch als Nachweis für die Einhaltung dieser Bedingungen vor, während und nach dem Beschichtungsprozess wichtig sein.
Die Oberflächenvorbereitung und das Auftragen der Beschichtung sollten unter optimalen Umweltbedingungen erfolgen, um ein mögliches Versagen der Beschichtung zu verhindern. Ein wichtiger Faktor, der sich auf die langfristige Leistung von Beschichtungen auf Beton auswirkt, sind die klimatischen Bedingungen während der Vorbehandlung und des Auftragens der Beschichtung. Elektronische Handgeräte ermöglichen es Malerbetrieben, Inspektoren und Eigentümern, die Umgebungsbedingungen zu messen und aufzuzeichnen (PosiTector DPM abgebildet)
Der Hauptzweck der Messung der Beschichtungsdicke auf Beton besteht darin, die Beschichtungskosten zu kontrollieren und gleichzeitig eine angemessene Schutzabdeckung zu gewährleisten. Kommerzielle Verträge verlangen oft eine unabhängige Inspektion der Arbeiten nach Abschluss.
Mauerwerksbeschichtungen werden für eine Vielzahl von Zwecken verwendet, darunter kosmetisches Aussehen, Haltbarkeit, Abriebfestigkeit sowie Schutz vor Elementen wie Feuchtigkeit, Salz, Chemikalien und ultraviolettem Licht. Zu den gängigen Beschichtungen für Beton gehören Latexfarben, Acrylate, Lacke, Urethane, Epoxide und Polyesterharze. Die St.-Anthony-Falls-Brücke (Bild) ist mit einer gleichmäßigen, glatten Beschichtung versehen, um die mehrfarbigen LED-Leuchten bei Nacht zur Geltung zu bringen, und wird mit einer Anti-Graffiti-Klarlackierung abgeschlossen.
Traditionell wird zur Bestimmung der Schichtdicke auf Mauerwerkssubstraten wie Beton eine zerstörende Prüfmethode verwendet. Die auf Beton verwendeten Beschichtungen reichen von hart bis weich, glatt bis strukturiert und decken einen großen Dickenbereich ab. Die Oberfläche von Beton kann recht rau sein, was zu erheblichen Abweichungen bei der Dickenmessung führen kann.
ASTM D6132 "Standard Test Method for Nondestructive Measurement of Dry Film Thickness of Applied Organic Coatings Using an Ultrasonic Gage" (Prüfverfahren für die zerstörungsfreie Messung der Trockenschichtdicke von aufgetragenen organischen Beschichtungen mit einem Ultraschallmessgerät) beschreibt ein zerstörungsfreies Prüfverfahren, bei dem die Beschichtung nach der Prüfung nicht mehr repariert werden muss, was sowohl für den Prüfer als auch für den Auftragnehmer Zeit spart. Die Ultraschallmessgeräte (PosiTector 200 abgebildet) arbeiten, indem sie mit Hilfe einer Sonde (d. h. eines Wandlers) und eines auf der Oberfläche angebrachten Kopplungselements Ultraschallschwingungen in eine Beschichtung senden.
Ultraschall-Schichtdickenmessgeräte werden auch im Rahmen von SSPC-PA 9 "Measurement of Dry Coating Thickness on Cementitious Substrates Using Ultrasonic Gages" eingesetzt. Die PA 9-Methode bestimmt die Beschichtungsdicke durch Mittelwertbildung einer vorgeschriebenen Mindestanzahl von (gemäß der Methode) akzeptablen Messwerten innerhalb separater Punktmessbereiche einer beschichteten Oberfläche.
Nachdem die Beschichtung korrekt in der erforderlichen Dicke aufgetragen wurde, ist es wünschenswert, die Haftfestigkeit zwischen der Beschichtung und dem Betonuntergrund quantitativ zu messen. Diese Prüfmethode ist in ASTM D7234 "Standard Test Method for Pull-Off Adhesion Strength of Coatings on Concrete Using Portable Pull-Off Adhesion Testers" beschrieben.
Die Haftfestigkeitsprüfung ist ein Maß für den Widerstand einer Beschichtung, sich von einem Substrat zu lösen, wenn eine senkrechte Zugkraft ausgeübt wird. Tragbare Abzugshaftungsprüfgeräte (PosiTest AT Automatische und manuelle Modelle) messen die Kraft, die erforderlich ist, um eine Beschichtung mit einem bestimmten Durchmesser vom Substrat abzuziehen. Diese gemessene Abzugskraft liefert einen direkten Hinweis auf die Stärke der Zughaftung zwischen der Beschichtung und dem Substrat. Durch die Eliminierung von Schwankungen bei der Abzugskraft, wie z. B. unbeabsichtigte Haftungsverluste zwischen dem Klebstoff und schlecht vorbereiteten Dollies, werden die Ergebnisse der Haftfestigkeitsprüfung noch aussagekräftiger und berechenbarer.
Die Hauptbestandteile eines Haftfestigkeitsprüfgeräts sind eine Druckquelle, ein Druckmessgerät und ein Stellglied. Während des Betriebs wird die flache Seite eines Abziehstummels (Dolly) auf die zu prüfende Beschichtung geklebt. Nachdem der Klebstoff ausgehärtet ist, wird ein Kupplungsstecker des Aktuators an den Dolly angeschlossen. Durch Aktivieren der Druckquelle wird der Druck auf den Aktuator innerhalb des Systems langsam erhöht.
Bei der Prüfung von Beton übersteigt der Druck im Prüfkopf in der Regel die innere Zugfestigkeit des Betons selbst, so dass es zu einem Kohäsionsbruch im Beton kommt. Die Maximaldruckanzeige des Manometers des Systems liefert eine direkte Ablesung des Drucks, bei dem der Abriss erfolgte. Mit dem richtigen Zuschnitt um den Dolly kann das Gerät zur Messung der Zugfestigkeit von unbeschichtetem Beton sowie zur Betoninstandsetzung verwendet werden.
Mit der zunehmenden Verwendung von Beton als Baumaterial steigt auch die Notwendigkeit, beim Auftragen von Beschichtungen angemessene Qualitätskontrollmaßnahmen durchzuführen. Wie bereits erwähnt, gewährleisten diese Maßnahmen die Langlebigkeit sowohl der Beschichtung als auch der darunter liegenden Struktur und tragen in erster Linie dazu bei, die Kosten- und Leistungserwartungen zu erfüllen.
DAVID BEAMISH (1955 - 2019), ehemaliger Präsident der DeFelsko Corporation, einem in New York ansässigen und weltweit vertriebenen Hersteller von tragbaren Beschichtungsprüfgeräten. Er hatte einen Abschluss in Bauingenieurwesen und mehr als 25 Jahre Erfahrung in der Entwicklung, Herstellung und Vermarktung dieser Prüfgeräte in einer Vielzahl von internationalen Branchen, darunter Industrielackierung, Qualitätskontrolle und Fertigung. Er leitete Schulungsseminare und war aktives Mitglied in verschiedenen Organisationen wie NACE, SSPC, ASTM und ISO.
