Die ordnungsgemäße Haftung von Beschichtungen und Auskleidungen auf Betonoberflächen erfordert eine ordnungsgemäße Reinigung und häufig auch eine Aufrauhung des Betons zur Vergrößerung der Oberfläche. Die Rauheit, die auch als Oberflächenprofil bezeichnet wird, kann dem Beton durch Strahlen, Säureätzen oder verschiedene schlagende/ritzende Elektrowerkzeuge verliehen werden. Die sich daraus ergebende Tiefe des Oberflächenprofils kann die Haftung und Leistung der Beschichtung/Auskleidung beeinflussen. Hersteller von Beschichtungen und Auskleidungen und/oder Bauherren schreiben häufig vor, die Betonoberfläche vor dem Einbau des Produkts zu reinigen und aufzurauen.
Traditionell wird das Oberflächenprofil (Rauheit) des vorbereiteten Betons visuell mit Hilfe von Betonoberflächenprofilen (CSP) bewertet, wie sie in der Richtlinie Nr. 310.2R, Selecting and Specifying Concrete Surface Preparation for Sealers, Coatings, Polymer Overlays, and Concrete Repair (Auswahl und Festlegung der Betonoberflächenvorbereitung für Versiegelungen, Beschichtungen, Polymerüberzüge und Betoninstandsetzung ) des International Concrete Repair Institute (ICRI) beschrieben sind. Dieser Leitfaden fasst die Möglichkeiten und Grenzen der verschiedenen Methoden zur Vorbereitung von Betonoberflächen für das Auftragen von Beschichtungen und Reparaturen zusammen. Späne sind wohl die am weitesten anerkannte und häufigste Methode zur Beurteilung der Betonrauheit; diese Methode ist jedoch qualitativ und erfordert eine gewisse Beurteilung durch den einzelnen Prüfer.
In jüngerer Zeit haben digitale Optionen wie der PosiTector SPG TS den Prüfern die Möglichkeit gegeben, das Betonoberflächenprofil mit einer digitalen, quantitativen Methode gemäß ASTM D8271 zu messen. Obwohl diese Methode erhebliche Vorteile bietet, war ihre Akzeptanz bisher durch die Schwierigkeit begrenzt, einen Querverweis zwischen der CSP (bei der die Chip-Nummer, die der Oberflächenbeschaffenheit des Betons am nächsten kommt, angegeben wird) und der digitalen Tiefenmikrometer-Methode (bei der das Profil in mils angegeben wird) herzustellen.
In einer kürzlich erschienenen Arbeit von Beamish und Corbett (2022)1 wurde jedoch eine Studie durchgeführt, um eine Kreuzreferenztabelle zu erstellen, so dass die beiden Methoden austauschbar verwendet werden können. Einzelheiten zum Verfahren, das zur Erstellung dieser Tabelle verwendet wurde, sind in Anhang A dieses Artikels zu finden.
Die ICRI-Chips sind als Satz von 10 Stück mit unterschiedlichen Oberflächenrauigkeitsgraden erhältlich, die die verschiedenen Methoden der Betonoberflächenvorbereitung wie Säureätzen, Schleifen, Kugelstrahlen, Strahlen und Auflockern anzeigen. Diese Chips sind als visueller und taktiler Komparator für die Identifizierung des Grades der Oberflächenrauheit gedacht. Der Benutzer vergleicht den vorbereiteten Beton mit den CSP und gibt die Chipnummer an, die der Oberfläche am ähnlichsten ist. Bei vielen Aufträgen wird die Art der erforderlichen Oberflächenvorbereitung angegeben.
Die ICRI CSP Chips sind ca. 16 Quadratzoll groß (3,5" x 4,5") und dienen zur Nachbildung von 10 Oberflächenprofilen, wie in Tabelle 1 dargestellt.
ASTM D8271, Standard Test Method for the Direct Measurement of Surface Profile of Prepared Concrete ( Standard für die direkte Messung des Oberflächenprofils von präpariertem Beton ) beschreibt ein alternatives Verfahren zur Erfassung von Messungen direkt am präparierten Beton mit einem elektronischen Tiefenmikrometer wie dem PosiTector SPG TS. Diese Geräte haben eine flache Basis und eine federbelastete Spitze, die in die Täler des Oberflächenprofils eintaucht.
Die flache Basis des PosiTector SPG TS liegt auf den höchsten Erhebungen auf, und jede Messung ist der Abstand zwischen den höchsten lokalen Erhebungen und dem jeweiligen Tal, in das die Spitze projiziert wird. Instrumente dieses Typs sind ideal für die Messung von Profilhöhen bis zu 6 mm direkt auf der Oberfläche, ohne die Notwendigkeit von Abdruckkitt oder die Unschärfe visueller Komparatoren. Sie sind ideal für die Messung des Oberflächenprofils von Beton, der durch Strahlen, Vertikutieren, Schleifen, Ätzen und andere vorbereitende Verfahren vorbereitet wurde.
Im Gegensatz zu den qualitativen visuellen Komparatoren ist die ASTM D8271 quantitativ, aber noch nicht allgemein spezifiziert. Es wurde eine Studie mit starren, in Epoxidharz gegossenen Nachbildungen von sieben der zehn ICRI CSP CSP 1-7) und der ASTM D8271-Methode unter Verwendung des digitalen Tiefenmikrometers PosiTector SPG TS durchgeführt.
Die nachstehende Tabelle ermöglicht dem Planer die einfache Umwandlung einer qualitativen Bewertung (zg B. ICRI CSP 1-7) in einen quantitativen Bereich für Oberflächenprofile auf Beton. Die Bereiche sind nur für CSP 1-7 angegeben, da nur diese im Rahmen dieser Studie untersucht wurden und die Werte gerundet sind. Die Toleranzen wurden auf der Grundlage der standard festgelegt.
Im Gegensatz zu subjektiven visuellen Beurteilungen bietet das digitale PosiTector SPG TS Concrete Surface Profile Gage eine echte quantitative Analyse im Bereich der Rauheitsmessung. Das einfach zu bedienende PosiTector SPG bietet eine hohe Messgeschwindigkeit von über 50 Messwerten pro Minute und einen integrierten Speicher für die Aufzeichnung, Überprüfung und den Austausch mit anderen Benutzern zur weiteren Analyse.
Mit einem leistungsstarken Statistikmodus zur Anzeige von Durchschnitt, standard und minimaler/maximaler Profiltiefe ist der in den USA hergestellte PosiTector SPG ideal für die schnelle und genaue Analyse großer Flächen. Der HiLo-Alarm warnt hör- und sichtbar, wenn die Messungen die vom Benutzer festgelegten Grenzwerte überschreiten. Der PosiTector SPG verfügt über eine langlebige Aluminiumoxid-Verschleißfläche und eine Sondenspitze aus Wolframkarbid und wurde für eine lange Lebensdauer und kontinuierliche Genauigkeit entwickelt.
Die AMPP Standard Practice SP21513, Procedure for Determining Conformance to Concrete Surface Profile Requirements (Verfahren zur Bestimmung der Konformität mit den Anforderungen an das Betonoberflächenprofil ) beschreibt, wo und wie viele Messungen vorzunehmen sind, und gibt Hinweise zur Identifizierung nicht konformer Bereiche. Diese standard beschreibt ein Verfahren, das für den Einsatz im Labor und vor Ort geeignet ist, um die Übereinstimmung mit dem spezifizierten Oberflächenprofil auf Betonsubstraten zu bestimmen, wobei Methode 1: Tiefenmikrometer, wie in ASTM D8271 beschrieben, und Methode 2: Concrete Surface ProfileCSP) ChipsCSP 1-10), wie in ICRI Guideline No. 310.2R beschrieben, verwendet werden.
Das Studiendesign setzte sich zunächst aus Methoden zusammen, die speziell ausgewählt wurden, um es den Planern zu ermöglichen, von qualitativen Verfahren zur Bewertung des Oberflächenprofils auf quantitative Bereiche umzustellen.
Die ICRI CSP Chips bestehen aus einem grauen, biegsamen Gummimaterial, das für die meisten Anwendungen akzeptabel ist, aber für diese Forschung problematisch war. Die Sonde des digitalen Tiefenmikrometers, das zur Messung des Oberflächenprofils auf diesen CSP verwendet werden sollte, enthält eine gefederte , kegelförmige 60°-Spitze aus rostfreiem Stahl, die in das biegsame Gummi eindringen und falsch hohe Werte erzeugen würde. Daher wurden Silikonformen von CSP 1-7 hergestellt und in jede Form wurde ein schwarzes Epoxidharz gegossen, so dass exakte Nachbildungen von CSP 1-7 aus gehärtetem Epoxidharz entstanden, die von der Mikrometersonde und dem Druck unbeeinflusst bleiben würden.
Sobald das Epoxidharz vollständig ausgehärtet war, wurden drei Unterchargen mit jeweils 15 Messwerten von sechs Technikern (unabhängig voneinander) mit einem digitalen TiefenmikrometerPosiTector SPG TS (Abbildung 6) mit einem Messbereich von bis zu 250 mils an den CSP 1-7-Replikaten gemessen und im Speicher des Messgeräts für die spätere Analyse gespeichert.
In jedem Fall ergaben die Epoxidkitt-Nachbildungen (indirekte Messmethode) eine größere Oberflächenprofilhöhe als die direkte Messmethode (d. h. Messungen direkt an den CSP ), und die standard der Daten war größer.
Tabelle 2 enthält die Ergebnisse; Schaubild 2 veranschaulicht die Daten.
Die ordnungsgemäße Haftung von Beschichtungen und Auskleidungen auf Betonoberflächen erfordert eine ordnungsgemäße Reinigung und häufig auch eine Aufrauhung des Betons zur Vergrößerung der Oberfläche. Die Rauheit, die auch als Oberflächenprofil bezeichnet wird, kann dem Beton durch Strahlen, Säureätzen oder verschiedene schlagende/ritzende Elektrowerkzeuge verliehen werden. Die sich daraus ergebende Tiefe des Oberflächenprofils kann die Haftung und Leistung der Beschichtung/Auskleidung beeinflussen. Hersteller von Beschichtungen und Auskleidungen und/oder Bauherren schreiben häufig vor, die Betonoberfläche vor dem Einbau des Produkts zu reinigen und aufzurauen.
Die von ICRI hergestellten CSP sind wohl die am weitesten anerkannte und am häufigsten spezifizierte Methode zur Bewertung der Betonrauheit; sie ist jedoch qualitativ und erfordert ein gewisses Urteilsvermögen. Die in der ASTM D8271 beschriebenen Verfahren sind quantitativ, aber at Zeitpunkt der Erstellung dieses Dokuments nicht allgemein spezifiziert.
Diese Studie hat gezeigt, dass es Unterschiede zwischen direkten Messungen an bekannten Oberflächen (d.h. den ICRI CSP ) und indirekten Messungen an einem Epoxidkittabguss derselben bekannten Oberflächen gibt. Daher ist es wichtig, dass der Planer angibt, welche Methode zu verwenden ist, wenn quantitative Methoden in den Vertragsunterlagen genannt werden (ASTM D8271).
Die Nachschlagetabelle ermöglicht es dem Planer, eine qualitative Methode leicht in einen quantitativen Bereich des Oberflächenprofils auf Beton umzuwandeln. Die Bereiche sind nur für CSP 1-7 angegeben, da nur diese in dieser Studie untersucht wurden. Die Werte sind gerundet. Da eine direkte Messung am Beton möglich ist, ist es wenig sinnvoll, mit dem Epoxidharzkitt Nachbildungen der Betonoberfläche zu erstellen (und diese anschließend mit einem Mikrometer zu messen), es sei denn, eine dauerhafte Aufzeichnung der Betonrauhigkeit ist erwünscht.
1 Beamish M. & Corbett, W, Correlating Qualitative Surface Profile Assessment Methods to Quantitative Methodology on Prepared Concrete. AMPP-Konferenz 2022, San Antonio, Texas.
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