Korrosionsschutz - Verband der deutschen Lack

Transcription

Verband der deutschen Lack- und Druckfarbenindustrie e.V.
Bundesverband Korrosionsschutz e.V.
Korrosionsschutz
von Stahlbauten
durch Beschichtungssysteme
Korrosionsschutz
von Stahlbauten
Leistungsbereich DIN EN ISO 12944
Autoren
der überarbeiteten und aktualisierten Ausgabe 2010:
Dr. Frank Bayer
Alfred W. H. Capell
Guido Gormanns
Dr. Oliver Nicolai
Joachim Pflugfelder
Verband der deutschen
Lack- und Druckfarbenindustrie e.V.
Frankfurt/Main
Bundesverband
Korrosionsschutz e.V.
Köln
Kugelgasbehälter Stuttgart
4
Vorwort
Die Schrift „Korrosionsschutz von Stahlbauten
Grundlagen des Korrosionsschutzes von Stahl-
durch Beschichtungssysteme“, herausgegeben vom
bauten durch Beschichtungssysteme und den dafür
Verband der deutschen Lack- und Druckfarben-
eingesetzten Materialien vertraut zu machen.
industrie e. V., Frankfurt am Main, und dem
Bundesverband Korrosionsschutz e. V., Köln,
Die Korrosionsschutz-Basisnorm DIN EN ISO 12944
erschien in der ersten Auflage im März 1999
bildet die Grundlage für viele Regelwerke und
nach Einführung der Normenreihe DIN EN ISO
Spezifikationen. Der Schwerpunkt dieser Broschüre
12944 – Korrosionsschutz von Stahlbauten durch
liegt deshalb auf den einzelnen Teilen dieser Norm.
Beschichtungssysteme.
Darüber hinausgehende Festlegungen in anderen
Regelwerken und Spezifikationen können aufgrund
Die jetzt überarbeitete Fassung der Broschüre
der Vielfalt nicht gesondert betrachtet werden.
entspricht dem Stand des Jahres 2010. Sie soll allen,
die sich mit Korrosionsschutz befassen – Planern
Den Herren Dr. Wolf-Dieter Kaiser, Dr. Philipp
und Konstrukteuren, Lehrenden und Lernenden,
Öchsner und Rainer Schmidt danken wir für die
vor allem den Praktikern – eine Hilfe sein, um
Erarbeitung der ersten Ausgabe von 1999.
sich mit den gültigen Normen, aber auch mit den
Herausgeber und Autoren
5
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
_________________________________________
1
Korrosionsschutz von Stahlbauten
1.1
Stahl als Baustoff
1.2
________________________________
DIN EN ISO 12944
und ihr Anwendungsbereich
___________________
5
9
9
4.4
Verfahren der
Oberflächenvorbereitung
____________________
4.4.1
Reinigung mit chemischen Mitteln
4.4.2
Mechanische Verfahren
4.5
Oberflächenvorbereitungsgrade
4.6
Rauheit
4.7
Bewertung der Oberflächen
24
__________
24
______________________
24
____________
27
_________________________________________
28
_________________
29
_______________
29
2
Korrosion von Stahl
4.8
Temporärer Korrosionsschutz
2.1
Ursachen und Mechanismen
der Korrosion ___________________________________ 12
4.9
Vorbereitung verzinkter Oberflächen
4.10
Vorbereitung sonstiger Oberflächen
2.2
Erscheinungsformen der Korrosion
2.3
Unterteilung der Korrosion
5
2.3.1
Atmosphärische Korrosion
Korrosionsschutz durch
Beschichtungssysteme
2.3.2
Korrosion in Wasser und im Erdreich
5.1
Einleitung
2.3.3
Korrosion unter
besonderer Belastung
5.2
Aufbau und Eigenschaften von
Beschichtungsstoffen ________________________ 31
5.3
Übergang vom Beschichtungsstoff
zur Beschichtung ______________________________ 33
5.3.1
Physikalische Trocknung
5.3.2
Oxidative Vernetzung
5.3.3
Chemische Härtung
Aufbau und Eigenschaften
von Korrosionsschutzsystemen
2.4
Beschichtungs- und
Korrosionsschäden
_________
13
____________________
13
___________________
13
________
_________________________
____________________________
15
15
16
3
Verfahren des Korrosionsschutzes
3.1
Prinzipien des Korrosionsschutzes
3.2
Maßnahmen durch Veränderung
des angreifenden Mediums ___________________ 17
5.4
Maßnahmen durch
Planung und Konstruktion
5.5
3.3
3.4
3.5
4
_____________________
17
17
Maßnahmen des elektrochemischen
Korrosionsschutzes
(Kathodischer Korrosionsschutz) ____________ 19
Überzüge und Beschichtungen
______________
19
Arten von Oberflächen
und Oberflächenvorbereitung
4.1
Anwendungsbereich
4.2
Arten der Oberflächen
4.3
Ausgangszustand der Oberflächen
6
__________
___________________________
21
_________________________
21
_________
21
_______
29
________
29
______________________________________
31
_____________________
33
_________________________
34
__________________________
35
Schichtdicke von
Beschichtungssystemen
_____________
35
______________________
37
5.6
Auswahl der Beschichtungssysteme
5.6.1
Beschichtungssysteme für atmosphärische
Umgebungsbedingungen ____________________ 41
5.6.2
für den Stahlwasserbau
_______
40
______________________
42
_______________________________
44
____________________________________
44
5.7
Duplex-Systeme
5.7.1
Definitionen
5.7.2
von Duplex-Systemen ________________________ 44
5.7.3
Eigenschaften der Beschichtungen
________
46
5.7.4
5.8
Oberflächenvorbereitung der
verzinkten Oberflächen und
Haftfestigkeit der Beschichtungen
__________
_________________________
48
5.8.1
Beschichtung im Werk
________________________
48
5.8.2
Beschichtung auf der Baustelle
5.9
Schutzdauer und Gewährleistung
6
49
Anwendungsbereich
6.2
Prüfverfahren
6.2.1
Belastung
6.2.2
Prüfung und Bewertung
der Beschichtungssysteme
_________________________
53
__________________________________
53
______________________________________
54
__________________
6.3
Einheitliche Prüfung und Bewertung
7
Ausführung und Überwachung
der Beschichtungsarbeiten
7.1
Anwendungsbereich
7.2
Qualifikation des Auftragnehmers
________
55
Planung von Korrosionsschutzarbeiten
bei der Instandsetzung _______________________ 63
8.5
Gewährleistungsansprüche
9
Arbeitssicherheit,
Gesundheitsschutz und Umweltschutz
9.1
Einleitung
9.2
Arbeitssicherheit bei der
Zustand der Oberfläche
vor der Beschichtung _________________________ 58
7.4
Qualität der Beschichtungsstoffe
7.5
Ausführung der Arbeiten
___________
_____________________
58
58
Eisenglimmerhaltige und aluminiumpigmentierte Beschichtungsstoffe
und ihre Verarbeitung _________________________ 59
7.7
Überwachung der Arbeiten
7.8
Anlegen von Kontrollflächen
8
Erarbeiten von Spezifikationen
für Erstschutz und Instandsetzung
8.1
Anwendungsbereich
8.2
Nutzungsdauer, Schutzdauer
und Gewährleistung __________________________ 62
__________________
_________________
_________________________
60
____________________
65
67
9.4
Maßnahmen zum Umweltschutz
9.5
Sicherheit von Anfang an
9.6
Gesetze, Verordnungen und
andere Vorschriften zur Arbeitssicherheit
und zum Umweltschutz _______________________ 71
9.6.1
Gesetze und Verordnungen
9.6.2
Konkretisierungen und
Verwaltungsanweisungen
zu Gesetzen und Verordnungen
57
57
_______________________________________
63
Arbeitssicherheit beim Aufbringen
von Beschichtungen __________________________ 68
__________________________
____________
_________________
9.3
55
7.3
7.6
8.4
51
___________
Laborprüfungen zur Bewertung
von Beschichtungssystemen
6.1
Planung von Korrosionsschutzarbeiten
im Erstschutz __________________________________ 63
46
und auf der Baustelle
_____________
8.3
9.6.3
___________
_____________________
68
70
__________________
_____________
71
72
Ausgewählte Vorschriften und
Regeln der Berufsgenossenschaften
zur Unfallvermeidung ________________________ 73
10
Regelwerke und Normen
10.1
Regelwerke
10.2
Normenverzeichnis
Impressum
_____________________________________
74
____________________________
74
__________________________________
78
61
62
7
Neue Messe Stuttgart
8
1 Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme
Stahl ist als Baustoff sehr weit verbreitet. Er ist wirtschaftlich, vielseitig verwendbar und
weltweit verfügbar.
Ungeschützter Stahl korrodiert in der Atmosphäre, im Erdreich und im Wasser.
Um Korrosionsschäden zu vermeiden, werden Stahlbauten durch verschiedene Maßnahmen
geschützt, damit sie den Korrosionsbelastungen während der geplanten Nutzungsdauer
standhalten. Hauptsächlich wird der Schutz durch spezielle Beschichtungssysteme
sichergestellt.
Die Schutzdauer von Beschichtungssystemen lässt sich durch regelmäßige Inspektion und
Instandhaltung deutlich verlängern.
1.1
Stahl als Baustoff
Erfolgreicher Korrosionsschutz beginnt bereits
in der Planungsphase. Neben der Auswahl des
Stahl ist ein weit verbreiteter, sehr vielseitiger Bau-
richtigen Verfahrens können konstruktive Maß-
stoff, der weltweit verfügbar ist. Die Gestaltungs-
nahmen Korrosionsschäden „bereits am Reißbrett“
möglichkeiten von Stahlbauten sind sehr vielfältig,
vermeiden.
entsprechend groß ist der Einsatzbereich. Aus
Stahl – darunter ist normalerweise unlegierter und
Die vorliegende Broschüre dient dazu, das Wissen
niedriglegierter Stahl (Baustahl, S 235) zu verste-
im Bereich des Korrosionsschutzes von Stahl ver-
hen – werden beispielsweise Brücken und Stahl-
ständlicher zu machen. Dazu werden erläuternde
bauten, Hafenanlagen, Schleusentore und Schiffe
Hinweise zu Korrosionsschutznormen gegeben
gebaut; Stahl wird im Kraftwerksbau, beim Bau von
und Erfahrungen aus der Praxis vermittelt. Sie
Chemieanlagen und Raffinerien, für Tanklager und
richtet sich hauptsächlich an Planer, Architekten,
Gittermasten verwendet. Mit anderen Baustoffen
Stahlbauer und Korrosionsschützer und soll zur
kombiniert, wird er als Verbundwerkstoff, z. B. mit
Ausbildung genutzt werden.
Beton, zu Stahl- und Spannbeton.
1.2
Stahl hat aber auch einen Nachteil, er korrodiert.
DIN EN ISO 12944
und ihr Anwendungsbereich
Bei Kontakt mit Sauerstoff und Feuchtigkeit bildet
sich Eisenoxid – die chemische Bezeichnung für
Stahl lässt sich durch Beschichtungssysteme wirk-
Rost –, das nicht nur den optischen Eindruck von
sam vor Korrosion schützen. Dabei können aus
Stahlbauten beeinträchtigt, sondern im Laufe der
einem großen Angebot die für den Anwendungsfall
Zeit auch die Stabilität der Bauwerke durch Quer-
geeigneten Produkte ausgewählt werden. Beschich-
schnittsreduzierung herabsetzt. Je nach korrosivem
tungen erlauben zudem eine farbliche Gestaltung
Angriff können ungeschützte Stähle um bis zu
von Bauwerken nach individuellen Wünschen oder
200 μm pro Jahr abgebaut werden.
sachlichen Anforderungen, z. B. zur Kennzeichnung.
Der Begriff Korrosionsschutz fasst verschiedene
Verfahren zusammen, die Kapitel 3 näher erläutert.
9
Farbgebung eine gestalterische oder technische
Funktion?
Die Auswahl des am besten geeigneten Beschichtungssystems orientiert sich an folgenden Fragen:
Z Wo steht das Bauwerk? In ländlicher Umgebung
oder im Industriegebiet, an der Küste, ganz oder
teilweise im Wasser oder im Erdreich?
Z Welchen zusätzlichen Belastungen ist die Beschichtung ausgesetzt? Salzen, Industrieabgasen,
dauernder Kondenswasserbelastung, mechanischer Belastung etc.?
Z Welche Nutzungsdauer ist für das Bauwerk vorgesehen?
Z Wie lässt sich die zu erwartende Schutzdauer
abschätzen? Sind Instandsetzungszyklen vorgesehen?
Z Wie kann das Beschichtungssystem appliziert
werden? Gibt es objektbezogene Besonderheiten
(z. B. bei Gittermasten, Brücken, Spundwänden
im Meer)?
Z Welche ästhetischen Anforderungen werden an
das Bauwerk gestellt? Spielt der optische Eindruck eine untergeordnete Rolle, übernimmt die
All diese und weitere Fragen lassen sich nicht
pauschal beantworten. Ebenso wenig lässt sich
eine Liste erstellen, aus der man sicher das richtige
Beschichtungssystem auswählen kann. Es bedarf
des Verständnisses für die Ursachen der Korrosion
und die Prinzipien des Korrosionsschutzes, um
sich dem Problem zu nähern. Diese Ausführungen
können die qualifizierte Beratung durch Fachleute
allerdings nur ergänzen.
Die internationale Normenreihe DIN EN ISO 12944 –
„Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme“ bildet die Grundlage zur Planung
und Ausführung von Korrosionsschutzarbeiten.
Weitere Normen, z. B. Korrosionsschutz von Stahl
durch Überzüge, sind im Anhang aufgeführt.
Tab. 1-1: Anwendungsbereich von DIN EN ISO 12944
Angaben zum Objekt
Bemerkungen
Art des Bauwerks
Bauwerke aus unlegiertem oder niedriglegiertem Stahl von mindestens 3 mm Wanddicke, die
entsprechend einem Sicherheitsnachweis ausgelegt sind; Stahlbeton ist nicht behandelt
Art der zu beschichtenden Oberfläche
und der Oberflächenvorbereitung
Z unbeschichtete Oberflächen
Z Oberflächen mit thermisch gespritztem Überzug aus Zink, Aluminium oder deren Legierungen
Z feuerverzinkte Oberflächen
Z galvanisch verzinkte Oberflächen
Z sherardisierte Oberflächen
Z Oberflächen mit Fertigungsbeschichtungen
Z andere beschichtete Oberflächen
Art der Umgebungsbedingungen
Z sechs Korrosivitätskategorien für atmosphärische Umgebungsbedingungen
Z drei Kategorien für Bauwerke in Wasser oder im Erdreich
Art des Beschichtungssystems
Beschichtungsstoffe, die unter Umgebungsbedingungen trocknen bzw. härten, also keine
Z Pulverlacke
Z Einbrennlacke
Z wärmehärtenden Beschichtungsstoffe
Ebenso ausgeschlossen sind:
Z Beschichtungen mit mehr als 2 mm Trockenschichtdicke
Z Auskleidungen von Tanks
Z Produkte für die chemische Oberflächenbehandlung
Art der Maßnahme
Erstschutz und Instandsetzung
Schutzdauer des Beschichtungssytems
drei Zeitspannen für die Schutzdauer
10
Abb. 1-1: Funkmast mit Flugwarnanstrich
Abb. 1-2: Leuchtturm Roter Sand
DIN EN ISO 12944 besteht aus acht Teilen, die viele
der zentrale Teil 5 zuletzt im Jahre 2008 überarbei-
Aspekte des Korrosionsschutzes von Stahlbauten
tet. Sie stellt eine gute Grundlage zur Orientierung
durch Beschichtungssysteme umfassen:
dar. Darüber hinaus besteht immer die Möglichkeit
individueller Vereinbarungen zwischen den Vertragspartnern.
DIN EN ISO 12944-1
Allgemeine Einleitung
DIN EN ISO 12944-2
Einteilung der Umgebungsbedingungen
DIN EN ISO 12944-3
Grundregeln zur Gestaltung
DIN EN ISO 12944-4
Arten von Oberflächen und
(Tab. 1-1).
DIN EN ISO 12944-5
Die DIN EN ISO 12944 beschreibt nur Korrosions-
DIN EN ISO 12944-6
Laborprüfungen zur Bewertung von
schutzsysteme. Beschichtungssysteme mit anderen
DIN EN ISO 12944-7
Ausführung und Überwachung der
Beschichtungsarbeiten
Der Anwendungsbereich von DIN EN ISO 12944
DIN EN ISO 12944-8
Erarbeiten von Spezifikationen für
Erstschutz und Instandsetzung
ist durch verschiedene Angaben charakterisiert
Schutzfunktionen, beispielsweise gegen chemische
oder mechanische Belastung, gegen Mikroorganismen oder Einwirkung von Feuer, sind nicht
berücksichtigt.
Entgegen dem Motto: „Was rostet, das kostet“
Die Normenreihe wird regelmäßig auf Aktualität
schützen Beschichtungssysteme Stahlbauten wirt-
überprüft und gegebenenfalls revidiert. So wurde
schaftlich vor Korrosion.
11
2 Korrosion von Stahl
Stahl korrodiert in Gegenwart von Feuchtigkeit und Sauerstoff, wobei die Geschwindigkeit
der Korrosionsreaktion durch den Einfluss von Stimulatoren wie Chloride und Sulfate erheblich
erhöht wird.
Art und Geschwindigkeit der Reaktion hängen vom Standort des Bauwerks und von den
Umgebungsbedingungen ab. In der Norm sind diese Bedingungen aufgrund von Belastungen
kategorisiert. Die Korrosivitätskategorie der Umgebung dient als Grundlage für die Auswahl
der Korrosionsschutzmaßnahmen.
2.1
Ursachen und Mechanismen
Die Reaktion lässt sich wie folgt beschreiben:
der Korrosion
Eisen und andere unedle Metalle liegen in der
Natur meist als Oxide vor und müssen in aufwän-
Anodische Teilreaktion:
Fe
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯9
digen Prozessen unter Energiezufuhr zu Metallen
Kathodische Teilreaktion:
reduziert werden.
H 2O + ½ O2 + 2 e– ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯9
Eisenoxid
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯9
Eisen
Verhüttung
Fe2+ + 2 e–
2 OH –
Summenreaktion:
Fe + H 2O + ½ O2
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯9
Fe (OH)2
Nachfolgende Oxidation und Bildung von Rost:
Das Oxid ist gegenüber dem Metall thermodyna-
2 Fe (OH)2 + ½ O2 ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯9
2 FeO(OH) + H 2O
misch stabiler, deshalb strebt das Metall danach,
wieder in die oxidierte Form überzugehen.
Die elektrochemische Korrosion ist an das VorEisen
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯9
Eisenoxid
Korrosion
handensein von Sauerstoff, Wasser und einem
Elektrolyten gebunden.
Dabei kann die Oxidation nach einem rein che-
An frisch gestrahlten Stahloberflächen lässt sich
mischen oder nach einem elektrochemischen
dies bereits bei niedriger Luftfeuchtigkeit beob-
Mecha nismus ablaufen. Die festhaftende blaugraue
achten. Korrosion tritt zudem besonders schnell
Eisenoxidschicht (Walzhaut/Zunder), die sich beim
auf, wenn Stimulatoren wie Chloride oder Sulfate
Walzen des Stahls bei Temperaturen von mehreren
vorhanden sind. Dies lässt sich experimentell durch
hundert Grad bildet, entsteht ausschließlich durch
den Evans’schen Tropfenversuch nachstellen.
die Reaktion mit Sauerstoff (chemische Korrosion).
Daraus folgt, dass Stahl nicht rostet, wenn an die
Der Rost auf den Stahloberflächen wird dagegen
Oberfläche
auf elektrochemischem Wege gebildet: Eisen wird
Z kein Wasser,
anodisch gelöst, Sauerstoff kathodisch reduziert.
Z kein Sauerstoff und
Z keine Stimulatoren
gelangen. Genau dies verhindern Beschichtungssysteme.
12
2.2
Erscheinungsformen der
Korrosion
Unabhängig von den Umgebungsbedingungen tritt
Korrosion in unterschiedlichen Erscheinungsformen
auf, denen bestimmte, meist elektrochemische
Ursachen zugrunde liegen (Tab. 2-1).
Die Korrosionsgeschwindigkeit hängt unter anderem ab:
Z von der Umgebung (Atmosphäre, Wasser oder
Erdreich),
Z von der Konzentration von Korrosionsstimulatoren,
Z von der Temperatur,
Abb. 2-1: Evans’scher Tropfenversuch
1 Anodische Auflösung von Eisen, 2 Elektronenfluss zur Kathode,
3 Kathodische Reduktion von Sauerstoff, 4 Bildung von
Eisenhydroxid, 5 Ablagerung von Eisen-Korrosionsprodukten
Z von weiteren Belastungen während der Nutzung,
z. B. mechanischem Abrieb.
Art und Erscheinungsform der Korrosion sind da-
2.3
Unterteilung der Korrosion
2.3.1
Atmosphärische Korrosion
von weitgehend unabhängig.
DIN EN ISO 12944-2 nimmt eine „Einteilung der
Atmosphärische Korrosion tritt an allen Bauteilen
Umgebungsbedingungen“ vor in
oder Bauwerken auf, die sich im Kontakt mit der
Z atmosphärische Korrosion,
Atmosphäre befinden. Sie wird beschleunigt durch
Z Korrosion in Wasser und
Z steigende relative Luftfeuchte,
Z Korrosion im Erdreich.
Z Kondenswasserbildung,
Z korrosive Stoffe in der Atmosphäre und
Aus diesen Umgebungsbedingungen lassen sich
spezifische Schutzmaßnahmen ableiten.
Z steigende Temperatur.
Tab. 2-1: Erscheinungsformen der Korrosion
Korrosionsform
Definition
Gleichmäßige Flächenkorrosion
Korrosion mit nahezu gleicher Abtragsrate auf der gesamten Oberfläche
Muldenkorrosion
Korrosion mit örtlich unterschiedlicher Abtragsrate, bedingt durch das Auftreten von
räumlich getrennten Anoden- und Kathodenflächen
Lochkorrosion (Lochfraß)
Korrosion auf nahezu punktförmig kleinen Anodenstellen, verursacht z. B. durch
Chloridionen an Fehlstellen der Beschichtung
Bimetallkorrosion
(Kontaktkorrosion)
Korrosion, die auftritt, wenn zwei Metalle mit unterschiedlichem elektrochemischem
Potenzial leitend miteinander verbunden sind und durch Elektrolyte ein elektrochemischer
Kreislauf hergestellt wird
Risskorrosion
Korrosionsrisse, die sich durch gleichzeitigen Angriff von aggressiven Medien und
Zugspannung bilden und die den tragenden Querschnitt beeinträchtigen
Wasserstoffinduzierte Korrosion
Korrosionsrisse, die durch Aufnahme von atomarem Wasserstoff entstehen
13
Dabei ist sowohl das Gesamtklima, also
Wetter und durch die Verunreinigungen der Atmo-
Z Klimatyp,
sphäre, z. B. Gase oder gelöste Salze.
Z ländliche oder Industrieatmosphäre,
Aus diesen Angaben lässt sich jedoch noch keine
Z Stadt- oder Küstenbereich,
Korrosionsgeschwindigkeit ermitteln. Deshalb teilt
als auch das Kleinstklima von Bedeutung, etwa die
die DIN EN ISO 12944-2 die korrosive Wirkung
Z Sonnen- oder Schattenseite eines Bauwerkes,
der Atmosphäre anhand des Massenverlustes von
Z Luftfeuchtigkeit im Innenraum (Schwimmbad,
Brauerei),
unlegiertem Stahl und Zink in sechs Korrosivitätskategorien ein (Tab. 2-2).
Z spezifische chemische Belastung lokalen
Charakters.
Zur Bestimmung der Kategorien wurden Standardproben aus niedrig legiertem Stahl und Zink in
Die verschiedenen Klimatypen sind in ISO 9223 mit
unterschiedlicher Umgebung (ländliche Atmosphä-
den Extremwerten für Temperatur und Luftfeuchte
re, Industrieatmosphäre, Meeresklima) ausgelagert.
definiert. Hinzu kommen die Einflüsse durch das
Anschließend ermittelte man den Massenabtrag.
Tab. 2-2: Korrosivitätskategorien für atmosphärische Belastungen und typische Umgebungen
Korrosivitätskategorie
Typische Umgebung
innen
Typische Umgebung
außen
Korrosionsbelastung
C1
Beheizte Gebäude
Atmosphären mit geringer Verunreinigung
unbedeutend
C2
Unbeheizte Gebäude
Ländliche Bereiche
gering
C3
Räume mit hoher Feuchte und geringer
Luftverunreinigung
Stadt- und Industrieatmosphäre
mäßig
C4
Chemieanlagen, Schwimmbäder
Industrielle Bereiche und Küstenbereiche
mit mäßiger Salzbelastung
stark
C 5-I
Bereiche mit nahezu ständiger Kondensation und starker Verunreinigung
Industrielle Bereiche mit hoher Feuchte
und aggressiver Atmosphäre
sehr stark
(Industrie)
C 5-M
Gebäude oder Bereiche mit nahezu
ständiger Kondensation
Küsten- und Offshore-Bereiche mit hoher
Salzbelastung
sehr stark
(Meer)
Tab. 2-3: Korrosivitätskategorien für atmosphärische Belastung und ermittelte Massenverluste
(verkürzt nach DIN EN ISO 12944, Tab. 1)
Korrosivitäts kategorie
Flächenbezogener Massenverlust /Dickenabnahme
(nach dem ersten Jahr der Auslagerung)
Unlegierter Stahl
Massenverlust g/m
2
Dickenabnahme μm
Zink
Massenverlust g/m2
Dickenabnahme μm
≤ 10
≤ 1,3
≤ 0,7
≤ 0,1
gering
> 10 – 200
> 1,3 – 25
> 0,7 – 5
> 0,1 – 0,7
C3
mäßig
> 200 – 400
> 25 – 50
> 5 – 15
> 0,7 – 2,1
C4
stark
> 400 – 650
> 50 – 80
> 15 – 30
> 2,1 – 4,2
sehr stark (Industrie)
> 650 – 1500
> 80 – 200
> 30 – 60
> 4,2 – 8,4
sehr stark (Meer)
> 650 – 1500
> 80 – 200
> 30 – 60
> 4,2 – 8,4
C1
unbedeutend
C2
C 5-I
C 5-M
14
Abb. 2-2: Schiffshebewerk Niederfinow
Im Anwendungsfall kann anhand dieser Tabelle
Korrosion im Erdreich hängt ab
die Korrosivitätskategorie abgeschätzt werden,
die zur Auswahl der geeigneten Korrosionsschutz-
Z von Art und Menge der löslichen Salze im
Erdreich,
maßnahme dient.
Z vom Gehalt an Wasser und an Sauerstoff,
Z vom pH-Wert des Erdreichs,
2.3.2
Korrosion in Wasser und im Erdreich
Z von den organischen Bestandteilen.
Stahl korrodiert in Wasser oder teilweise auch im
Erdreich deutlich schneller als an der Atmosphäre.
Die Korrosivitätsparameter der verschiedenen
Nach Untersuchungen der Bundesanstalt für
Bodenarten sind in dieser Norm nicht berücksich-
Wasserbau liegt die Abrostungsrate an der deut-
tigt. Hier sei auf EN 12501-1 „Korrosion metalli-
schen Küste in der Wasserwechselzone jährlich bei
scher Werkstoffe – Korrosionswahrscheinlichkeit
250 μm, an einzelnen Stellen sogar bis zu 1 mm
in Böden“ verwiesen.
pro Jahr.
Für Bauten im Wasser oder im Erdreich können
Korrosion in Wasser hängt von folgenden Parame-
feste Korrosivitätskategorien nur schwer definiert
tern ab:
werden, daher sind verschiedene Umgebungen mit
Z von der Art des Wassers (Süßwasser, Brackwasser, Salzwasser),
typischen Beispielen grob charakterisiert (Tab. 2-4).
Z von der Temperatur, dem Sauerstoffgehalt, der
Art und Menge gelöster Stoffe,
2.3.3
Korrosion unter besonderer Belastung
Die bisher beschriebenen, in Korrosivitätskatego-
Z vom eventuellen Vorhandensein pflanzlichen
oder tierischen Bewuchses
rien eingestuften Umgebungsbedingungen lassen
sowie von der Belastungszone, z. B.
die Einstufung von Sonderbelastungen. Darunter
Z Unterwasserzone, d. h. ständige Belastung durch
Wasser,
sind chemische und mechanische Belastungen und
Z Wasserwechselzone, d. h. abwechselnde Einwirkung des Wassers und der Atmosphäre,
Temperatur zu verstehen, die die Korrosion erheb-
Z Spritzwasserzone, d. h. periodische Belastung
mit Wasser.
tungssystem besondere Anforderungen stellen.
sich relativ leicht zuordnen. Problematischer wird
solche durch Kondenswasser oder höhere bzw. hohe
lich verstärken können bzw. die an das Beschich-
15
Tab. 2-4: Kategorien der Belastung im Wasser und im Erdreich
Kategorie
Umgebung
Beispiele
Im 1
Süßwasser
Flussbauten, Wasserkraftwerke
Im 2
Meer- oder Brackwasser
Hafenbereiche mit Schleusentoren, Sperr werke; Offshore-Anlagen wie Bohrinseln
Im 3
Erdreich
Behälter, Stahlspundwände, Stahlrohre
2.4
Beschichtungs- und
Korrosionsschäden führen zur Beeinträchtigung
Korrosionsschäden
der Funktion des Bauteils. Im Extremfall wird die
Standsicherheit eines Bauwerks gefährdet.
Beschichtungsschäden machen sich z. B. durch
Roststellen, Blasen, Abblättern der Beschichtung
Nicht selten werden bereits während der Planungs-
oder Risse bemerkbar. Bei regelmäßiger Inspektion
phase die Korrosionsbelastungen falsch eingeschätzt
des Bauwerkes können diese Schäden erkannt und
und falsche Beschichtungssysteme spezifiziert.
mit geringem Aufwand beseitigt werden. Je nach
Viele weitere Ursachen können zum Versagen eines
Ausmaß der Schädigung können Ausbesserung,
Beschichtungssystems führen.
Teilerneuerung oder Vollerneuerung notwendig
werden.
Besonders die Beseitigung von Korrosionsschäden
ist mit hohen Kosten verbunden. Darunter fallen
Werden Beschichtungsschäden nicht rechtzeitig
nicht nur die unmittelbaren Kosten für die Instand-
erkannt und beseitigt, können Korrosionsschäden
setzung oder den Austausch eines korrodierten Tei-
an Bauwerken auftreten.
les. Ein Vielfaches betragen meist die Folgekosten,
wie Ausfallzeiten, Schadenersatzansprüche bzw.
völlige Erneuerung des Gesamtsystems.
Abb. 2-3: Korrosion an einem Brückengeländer
16
3 Verfahren des Korrosionsschutzes
Stahl kann vor Korrosion geschützt werden, in dem die Korrosionsreaktionen verlangsamt
oder unterbunden werden.
Der Korrosionsschutz durch Beschichtungssysteme beruht im Wesentlichen auf der Trennung
der Stahloberfläche und des korrosiven Mediums.
3.1
Prinzipien des
Wasser in Kühl- und Leitungssystemen wird durch
Korrosionsschutzes
Zusatz von Inhibitoren so verändert, dass innerhalb
des Systems keine Korrosion entsteht.
Um die Korrosionsgeschwindigkeit zu reduzieren,
gibt es mehrere Prinzipien, die in entsprechende
Im Stahlbau findet dieses Prinzip nur selten An-
technische Verfahren umgesetzt sind (Abb. 3-1).
wendung.
3.3
Prinzipien des Korrosionsschutzes
Maßnahmen
durch Veränderung
des angreifenden
Mediums
Maßnahmen
am zu schützenden
Werkstoff
Maßnahmen durch
Planung und Konstruktion
Trennung
des Werkstoffs
vom angreifenden
Medium
Werkstoffauswahl
Maßnahmen
durch Planung
und Konstruktion
Metallische
Überzüge
zur Vermeidung von Korrosionsschäden.
Kathodischer
Korrosionsschutz
Nichtmetallische
Überzüge
Abb. 3-1: Prinzipien des Korrosionsschutzes,
auf denen die technischen Verfahren aufbauen
Die Auswahl des richtigen Werkstoffs ist bei der
Planung von Bauwerken ein wesentlicher Schritt
Bei der Betrachtung der Wirtschaftlichkeit sollten
sowohl die Werkstoffkosten als auch die Instandsetzungsintervalle berücksichtigt werden.
Korrosionsschutzgerechte Gestaltung
Konstruktive Maßnahmen haben entscheidenden
Einfluss auf die Wirksamkeit des Korrosionsschutzes. In DIN EN ISO 12944-3 werden „Grundregeln
zur Gestaltung“ beschrieben (Abb. 3-2).
3.2
Maßnahmen durch Veränderung
Weitere Regelungen zu Planung, Konstruktion und
des angreifenden Mediums
Ausführung von Stahlbauten werden in der Normenreihe DIN 18800 „Stahlbauten“ beschrieben. Im
Dicht geschlossene Hohlkästen aus Stahl benötigen
Zuge der europäischen Harmonisierung wird diese
keinen Korrosionsschutz. Solche Bauteile können
Norm durch die DIN EN 1993 und die DIN EN 1090
im Falle besonderer Anforderungen mit Stickstoff
ersetzt.
geflutet werden, um Sauerstoff und Feuchtigkeit aus
dem Innenraum zu verdrängen.
Im Wesentlichen werden in der neuen europäischen
Norm ebenfalls Regeln zur Planung, Auslegung
und Ausführung von Stahlbauten festgelegt.
17
Abb. 3-2: Korrosion an einem Funkmast
Korrosionsschutztechnisch relevant ist dort bei-
gezielter Korrosionsschutz durch Beschichtungen
spielsweise die Festlegung, dass zukünftig alle
notwendig; letztere werden nicht beschichtet, sie
Kanten bei einer hohen korrosiven Belastung (C 5-I
müssen aber dicht sein.
und C 5-M) mit einem Radius von mindestens 2 mm
abgerundet werden müssen.
Bei der Verbindung von Metallen mit unterschiedlichem elektrochemischem Potenzial besteht bei Ein-
Aus korrosionsschutztechnischer Sicht sollten
wirkung von Feuchtigkeit die Gefahr der Bimetall-
Oberflächen von Stahlbauten möglichst klein und
korrosion (Kontaktkorrosion). Dabei korrodiert das
wenig gegliedert sein. Um Elemente zu verbinden,
unedlere Metall (Anode). Die Geschwindigkeit der
sind aufgrund der glatten Flächen Schweißnähte
Bimetallkorrosion ist abhängig von der Potenzial-
den Niet- oder Schraubverbindungen vorzuziehen.
differenz und dem Größenverhältnis der verbun-
Unterbrochene Nähte und Punktschweißungen
denen Oberflächen. Die ungünstigste Kombination
sollten hingegen vermieden werden. In Spalten und
ist eine kleine Anode und eine große Kathode
Fugen, die nicht abgedichtet sind, kann sich Wasser
(z. B. Kupferdachrinne mit Stahlnagel befestigt).
und Schmutz sammeln. Generell sind Oberflächen-
Müssen Metalle mit unterschiedlichen elektro-
formen, in denen sich Wasser ansammeln kann,
chemischen Potenzialen verbunden werden, sind
problematisch.
besondere Korrosionsschutzmaßnahmen erforderlich (z. B. Isolation der Verbindungsflächen).
Zur Durchführung, Prüfung und Instandsetzung
von Korrosionsschutzmaßnahmen müssen alle
Handhabung, Transport, Montage und spätere
Bauteile zugänglich oder mindestens mit Werkzeu-
Inspektionen des Bauwerks müssen bereits beim
gen erreichbar sein. In der Norm sind Maße und
Entwurf berücksichtigt werden. Es ist ebenfalls da-
Grenzwerte für Zugänglichkeit und Erreichbarkeit
für zu sorgen, dass im Werk aufgebrachte Beschich-
angegeben.
tungen beim Transport und auf der Baustelle nicht
beschädigt werden.
Hohlkästen und Hohlbauteile werden in offene und
geschlossene Bauteile unterteilt. Bei ersteren ist
18
3.4
Maßnahmen des elektroche-
lichen Verfahren in verschiedenen Schichtdicken
mischen Korrosionsschutzes
auf den Werkstoff aufgebracht. Zinküberzüge spie-
(Kathodischer Korrosionsschutz)
len beim Korrosionsschutz von Stahlbauten neben
Beschichtungen eine sehr große Rolle.
Die Geschwindigkeit der Korrosionsreaktionen
hängt stark von der elektrochemischen Potenzial-
Es gibt eine Reihe nichtmetallischer anorganischer
differenz ab. Beim kathodischen Korrosionsschutz
Überzüge, die zum Teil aus dem Werkstoff selbst,
mit galvanischen Anoden („Opferanoden“) oder mit
z. B. durch Oxidation, zum Teil aus völlig anderen
Fremdstrom erfolgt eine Potenzialabsenkung bzw.
Materialien, z. B. Email oder Keramik, hergestellt
eine gezielte Polarisation in einen Potenzialbereich.
werden.
Dies führt zu einer verminderten Korrosionsgeschwindigkeit. Das zu schützende Objekt erhält
Beschichtungen
die Funktion einer Kathode. Dies kann sowohl
Beschichtungsstoffe sind Materialien auf Basis
durch Verbindung mit elektrochemisch negativeren
unterschiedlicher Bindemittel, mit oder ohne
Metallen wie Magnesium, Zink oder Aluminium
Korrosionsschutz pigmente, die in der Regel in
oder durch das Anlegen von Gleichstrom aus einer
Lösemitteln und/oder Wasser gelöst oder disper-
Fremdstromanlage erfolgen.
giert sind. Sie werden nach sehr unterschiedlichen
Verfahren auf das Bauteil aufgebracht und härten
Der kathodische Korrosionsschutz ist besonders
zu einer festen Beschichtung mit gleichmäßiger
wirtschaftlich, wenn der zu schützende Stahl be-
Schichtdicke aus, die auf dem Substrat haftet.
schichtet ist. Einerseits fallen dadurch die ständigen Stromkosten geringer aus, andererseits werden
Zu den organischen Beschichtungen im weiteren
die Einsatzzeiten der Opferanoden länger. Die
Sinne gehören auch Gummierungen und Ausklei-
Beschichtungsstoffe müssen zuvor auf ihre Eignung
dungen (DIN EN 14879-1).
für diesen besonderen Anwendungsfall hin untersucht werden.
Der Korrosionsschutz durch Beschichtungen hat
einen besonderen Stellenwert: Etwa 80 % aller vor
3.5
Korrosion zu schützenden Flächen werden durch
Überzüge und Beschichtungen
Beschichtungen geschützt.
Der Grund dafür liegt in der Vielfalt der Möglich-
Die Trennung des Werkstoffes vom angreifenden
keiten
Medium ist das Prinzip des sog. passiven Korro-
Z des Materials und
sionsschutzes. Sie kann erfolgen durch
Z der Applikation.
Z metallische Überzüge,
Z nichtmetallische anorganische Überzüge,
Z organische Beschichtungen sowie
Z Kombinationen unterschiedlicher Überzüge und/
oder Beschichtungen.
Bei der Instandsetzung ist die Applikation von
Beschichtungsstoffen meist die einzige Möglichkeit, vor Ort die schützende Wirkung des Korrosionsschutzsystems zu verlängern und somit der
Nutzungsdauer des Objektes anzupassen.
Metallische und nichtmetallische
anorganische Überzüge
Es gibt sehr viele Objekte, die durch konsequente
Überzüge aus Zink, Kupfer, Nickel, Chrom, Zinn
Inspektion, Ausbesserung und Erneuerung des
oder Edelmetallen sowie aus Legierungen wie
Korrosionsschutzsystems bereits mehr als 100 Jahre
Messing und Bronze werden nach sehr unterschied-
zuverlässig ihre Funktion erfüllen.
19
Korrosionsschutzarbeiten an einer Moselbrücke
20
4 Arten von Oberflächen und Oberflächenvorbereitung
Die richtige Oberflächenvorbereitung ist die notwendige Voraussetzung für ein langlebiges
Korrosionsschutzsystem. Das hochwertigste Beschichtungssystem versagt auf unzureichend
gereinigten oder vorbereiteten Oberflächen.
Art und Intensität der Oberflächenvorbereitung müssen dem Ausgangszustand und der zu
erwartenden Belastung angepasst werden.
4.1
4.2
Anwendungsbereich
Arten der Oberflächen
Als Grundlage für eine einwandfreie Beschichtung
Die Oberflächen und die darauf befindlichen Ver-
ist eine gründliche Vorbereitung der Oberfläche
unreinigungen lassen sich wie in Tab. 4-1 charakte-
erforderlich. In der Praxis wird unterschieden
risieren.
zwischen
Z mechanischer Oberflächenvorbereitung, d. h.
abrasive Reinigung der Oberflächen vor dem
Beschichten und
4.3
Ausgangszustand der
Oberflächen
Z chemischer Oberflächenvorbehandlung (schichtbildend), d. h. Aufbringen von Konversions- oder
anderen Schichten.
Stahloberflächen sind mit haftungsmindernden und
DIN EN ISO 12944-4 „Arten von Oberflächen
dukten zu unterscheiden gilt.
korrosionsfördernden Verunreinigungen belegt,
wobei es zwischen arteigenen und artfremden Pro-
und Oberflächenvorbereitung“ behandelt nur die
Oberflächenvorbereitung, also das Entfernen von
Charakteristische arteigene Schichten auf Stahl
Oberflächenverunreinigungen und das Aufrauen
sind:
der Oberfläche vor der Beschichtung. Die Norm
Z Zunder (oder Walzhaut),
lässt sich anwenden auf Bauteile aus unlegiertem
Z Rost in seinen verschiedenen Modifikationen
mit Verunreinigungen, z. B. Salzen, die zu den
artfremden Stoffen zu rechnen sind.
und niedriglegiertem Stahl mit
Z unbeschichteten oder beschichteten Oberflächen,
Z metallischen Überzügen.
Tab. 4-1: Arten der Oberflächen
Art der Oberflächen
Bemerkungen
Unbeschichtete Oberflächen
Stahloberflächen, bedeckt mit Zunder, Rost oder anderen Verunreinigungen; der Rostgrad
ist nach ISO 8501-1 zu bewerten
Thermisch gespritzte Oberflächen
Überzüge aus Zink, Aluminium oder deren Legierungen, die durch Flamm- oder
Lichtbogenspritzen nach ISO 2063 aufgebracht sind, bedeckt mit Korrosionsprodukten
von Zink und/oder Aluminium und anderen Verunreinigungen
Feuerverzinkte Oberflächen
Überzüge aus Zink oder Zinklegierungen, die durch Schmelztauchen nach ISO 1461 aufgebracht sind, bedeckt mit Korrosionsprodukten von Zink und anderen Verunreinigungen
Oberflächen mit Fertigungsbeschichtungen
Gestrahlter Stahl mit Fertigungsbeschichtungen
Beschichtete Oberflächen
Stahloberflächen bzw. Oberflächen von metallischen Überzügen mit Resten von
Beschichtungsstoffen einschließlich Rost und anderen Verunreinigungen
21
Z wasserlösliche Verunreinigungen wie Salze,
Säuren und Laugen etc.
Typische artfremde Verunreinigungen der
Stahloberfläche sind:
Z Öle, Fette, Wachse, Seifen u. ä.,
Des Weiteren können Altbeschichtungen mit unter-
Z Feuchtigkeit,
Z andere wasserunlösliche Verunreinigungen wie
Staub, Asche und Schlackenreste von Schweißarbeiten etc.,
schiedlichen Alterungs- und Oberflächenzuständen und bereits korrodierte metallische Überzüge
vorgefunden werden.
Tab. 4-2: Verunreinigungen der Oberfläche und Verfahren zu deren Entfernung
nach DIN EN ISO 12944-4, Anhang C
Verunreinigungen
Verfahren
Anmerkungen
Wasserlösliche
Verunreinigungen,
z. B. Salze
Reinigen mit Wasser
Sauberes Wasser mit oder ohne Zusatz von Reinigungsmitteln, ggf. mit Druck
(< 70 MPa entspricht 700 bar); Nachreinigen mit sauberem Wasser
Dampfstrahlen
Strahlen mit sauberem Wasser, ggf. mit Reinigungsmitteln;
Nachreinigen mit sauberem Wasser
Fett und Öl
Reinigen mit Emulsionen
Reinigen mit Alkalien
Metallische Überzüge können durch Alkalien angegriffen werden;
Beizen mit Säure
Nicht auf der Baustelle anwendbar;
gründliches Nachreinigen mit sauberem Wasser
Trockenstrahlen
Geeignete Strahlmittel verwenden, Staub durch Absaugen entfernen
Nassstrahlen
Verschiedene Verfahren; Nachreinigen mit sauberem Wasser
Flammstrahlen
Strahlen mit Acetylen/Sauerstoff-Flamme,
Verbrennungsprodukte und Staub entfernen
Walzhaut/Zunder
Rost
Beschichtungen
Zinkkorrosionsprodukte
Gleiche Verfahren wie für
Walzhaut/Zunder,
außerdem
Reinigen mit maschinell
angetriebenen Werkzeugen
Klopfen, maschinelles Bürsten bei losem, Schleifen bei fest haftendem Rost,
Staub und lose Ablagerungen entfernen
Druckwasserstrahlen*
Entfernen von losem Rost ohne Beeinflussung der Rauheit des Stahls
Spot-Strahlen
Lokales Entfernen von Rost
Abbeizen
Lösemittelhaltige oder alkalische Pasten,
gründliches Nachreinigen mit sauberem Wasser
Trockenstrahlen
Geeignete Strahlmittel verwenden, Staub durch Absaugen entfernen
Nassstrahlen
Verschiedene Verfahren; Nachreinigen mit sauberem Wasser
Hochdruckwasserstrahlen bei schlecht haftenden Beschichtungen (70 bis
170 MPa), Ultrahochdruck-Wasserstrahlen (>170 MPa) bei fest haftenden
Beschichtungen
Sweep-Strahlen
Aufrauen der Beschichtung oder Entfernen der obersten Schicht
Spot-Strahlen
Punktuelles Entfernen der Beschichtung
Sweep-Strahlen
Bei Zink mit Korund, Silicaten oder Olivinsand
Alkalisches Reinigen
Ammoniaklösung für kleinere Stellen, alkalische Reinigungsmittel für größere
Flächen; bei hohem pH-Wert wird Zink angegriffen
* In der Norm DIN EN ISO 8501-4:2006 werden hierzu die folgenden Begriffe verwendet: Hochdruck-Wasserwaschen (oberhalb von 70 MPa) und
Ultrahochdruck-Wasserwaschen (über 200 MPa).
22
Abb. 4-1: Beschichtungsarbeiten an einem Stadiondach in Hamburg
Auf feuerverzinktem Stahl ist mit löslichen Zink-
hängt vom Ausgangszustand der Oberflächen,
salzen, Zinkkorrosionsprodukten und Flussmittel-
den Anforderungen an den gewünschten Grad der
resten zu rechnen.
Oberflächenvorbereitung und den zu erwartenden
Belastungen ab.
Der Ausgangszustand ist durch verschiedene
Rostgrade charakterisiert, die für beschichteten
Die Art der Oberflächenvorbereitung bei der Teil-
Stahl in ISO 4628-3 und für unbeschichteten Stahl
oder Vollerneuerung wird bestimmt durch
in ISO 8501-1 beschrieben und durch fotografische
Z den eingesetzten Werkstoff,
Vergleichsmuster belegt sind.
Z das Alter und den Standort des Bauwerks,
Z Rostgrad A: festhaftender Zunder, frei von Rost,
Z die Qualität der Oberfläche,
Z Rostgrad B: beginnende Rostbildung und
Zunderabblätterung,
Z die Schutzwirkung des vorhandenen
Beschichtungssystems,
Z Rostgrad C: Zunder meist abgerostet, ansatzweise Rostnarben,
Z das Ausmaß der Beschichtungs- und/oder
Korrosionsschäden,
Z Rostgrad D: Zunder abgerostet, Rostnarben
sichtbar.
Z die Art und Intensität der zu erwartenden
Belastung,
Z das vorgesehene neue Beschichtungssystem,
Die Auswahl der geeigneten Maßnahmen zur
Vorbereitung der Oberflächen beim Erstschutz
Z die zu erwartende Nutzungsdauer.
23
Alle Arbeiten zur Oberflächenvorbereitung müs-
4.4.1
Reinigung mit chemischen Mitteln
sen von qualifiziertem Personal ausgeführt und
Wasserlösliche Verunreinigungen werden mit saube-
überwacht werden, die vorbereitete Oberfläche
rem Wasser oder mit Wasserdampf entfernt, denen
muss geprüft und dokumentiert werden. Die Maß-
ggf. Reinigungsmittel zugesetzt sind. Ebenso wer-
nahme muss wiederholt werden, wenn der verein-
den Emulsionen oder wässrige Alkalien verwendet.
barte Oberflächenvorbereitungsgrad nicht erreicht
Werden Reinigungsmittel zugesetzt, ist stets mit rei-
wurde.
nem Wasser nachzuwaschen. Organische Verunreinigungen, wie Öle oder Fette, werden mit geeigne-
4.4
Verfahren der
ten, zugelassenen Reinigungsmitteln entfernt, wo-
bei die strengen Vorschriften zur Arbeitssicherheit
und des Umweltschutzes zu beachten sind.
Um die beschriebenen Verunreinigungen wie Öle,
Fette, Salze, Walzhaut/Zunder, Rost und ggf. alte
Zunder und Rost lassen sich durch Beizen mit
Beschichtungen oder alte Überzüge zu entfernen,
Säuren im Tauchbad unter Zusatz von Inhibitoren
sind in der Norm alle chemischen und mecha-
entfernen. Gründliches Spülen nach dem Beizen
nischen Reinigungsverfahren einschließlich des
ist unerlässlich. Dieses Verfahren kann nur in ge-
Strahlens beschrieben und in Anhang C in einer
schlossenen Anlagen angewendet werden.
Tabelle zusammengefasst (Tab. 4-2).
4.4.2
Mechanische Verfahren
Die Norm unterscheidet zwischen Reinigen mit che-
mischen Mitteln und den mechanischen Verfahren
mit verschiedenen Werkzeugen
der Oberflächenvorbereitung, wobei der Schwer-
Mechanische Verfahren ermöglichen es, die art-
punkt auf den im Korrosionsschutz im Stahlbau
eigenen Verunreinigungen wie Zunder und Rost,
üblichen mechanischen Verfahren liegt und hier
aber auch Schmutz und Staub zu entfernen. Bei
besonders auf dem Strahlen.
Teil- oder Vollerneuerungsmaßnahmen können auf
diese Weise auch Oberflächen mit Altbeschichtungen vorbereitet werden.
Tab. 4-3: Charakterisierung der Strahlverfahren
Trockenstrahlen
Feuchtstrahlen
Nassstrahlen
Schleuderstrahlen
Z stationär
Z Strahlmittelumlauf
Feuchtstrahlen
Z Zudosierung geringer Wassermengen
Z umweltfreundlich
Z Staubbindung
Nass-Druckluftstrahlen
Z Druckluftstrahlen mit
Frischwasserzusatz
Z Staubbindung
Hochdruckwasserstrahlen
Z 70 bis 170 MPa
Z Abwaschen und Reinigen
Druckluftstrahlen
Schlämmstrahlen
Ultrahochdruckwasserstrahlen
Z Freistrahlen
Z feinkörniges Strahlmittel
Z über 170 MPa
Z Kabinen, Strahlräume usw.
Z meist Einwegstrahlmittel
in Wasser aufgeschlämmt
Saugkopfstrahlen
Druckflüssigkeitsstrahlen
Z Strahlmittelumlauf
Z Strahlmittel im
Z staubfrei
Z vorzugsweise Reinigung
Z gleichmäßige Oberflächen
Flüssigkeitsstrom
Z begrenzte Leistung
* In der Norm DIN EN ISO 8501-4:2006 werden hierzu die folgenden Begriffe verwendet: Hochdruck-Wasserwaschen (oberhalb von 70 MPa) und
Ultrahochdruck-Wasserwaschen (über 200 MPa).
24
Abb. 4-2: Rhein-Neckar-Arena Sinsheim
Zu den einfachen mechanischen Verfahren zählen
Strahlmittel. Beide sind in ISO 8504-2 charakteri-
die Oberflächenvorbereitung mit Handwerkzeugen
siert und kategorisiert.
und mit maschinell angetriebenen Werkzeugen.
Typische Handwerkzeuge sind Drahtbürsten,
Umgang mit Strahlmitteln
Spachtel, Schaber, Kunststoffvlies mit Schleif-
Prinzipiell unterscheidet man Einweg- und Mehr-
mitteleinbettung, auch Schleifpapier sowie
wegstrahlmittel. Erstere können nur einmal ver-
Rost klopfhämmer. Typische maschinell angetrie-
wendet werden, sind in der Regel nichtmetallischer
bene Werkzeuge sind Maschinen mit rotierenden
Natur und gelangen fast ausschließlich beim
Drahtbürsten, verschiedene Arten von Schleifern,
Freistrahlen zum Einsatz.
Rostklopfhämmer und Nadelpistolen. Einzelheiten
Mehrwegstrahlmittel werden im Kreislauf geführt,
zu diesen Verfahren sind in ISO 8504-3 aufgeführt.
sind meist metallischer Natur und werden in
Oberflächenvorbereitung durch Strahlen
entsprechenden Anlagen eingesetzt. Durch
Im Korrosionsschutz von Stahlbauten mit Be-
den mehrfachen Einsatz verändern sie sich in
schichtungen gilt das Strahlen als die mit Abstand
der Korngröße und Form; sie müssen daher regel-
wichtigste Form der Oberflächenvorbereitung.
mäßig durch neues Strahlmittel ergänzt werden
Je nach Art der Anwendung kann das Strahlen
(Tab. 4-5).
durch verschiedene Strahlverfahren, unterschiedlich arbeitende Strahlanlagen und eine Auswahl an
In Abhängigkeit von der ursprünglichen Kornform
Strahlmitteln optimiert werden. Auf der Baustelle
werden folgende Kategorien von Strahlmitteln
gibt es keine wirkungsvolleren Alternativen.
unterschieden (Tab. 4-4).
Unter Strahlen versteht man das Auftreffen eines
Strahlmittels mit hoher kinetischer Energie auf die
vorzubereitende Oberfläche. Das Strahlmittel ist der
feste Stoff, der zum Strahlen benutzt wird, das zu
strahlende Objekt ist das Strahlgut.
Tabelle 4-3 gibt einen Überblick über die gebräuchlichen Strahlverfahren, Tabelle 4-4 und 4-5 über die
Tab. 4-4: Bezeichnung der unterschiedlichen
Strahlmittelformen
Strahlmittelart
Strahlmittel form
Bezeichnung
(ISO 8504-2)
Shot
Rundkorn
S
Grit
kantig, unregelmäßig
G
Zylindrisch
scharfkantig
C
25
Tab. 4-5: Einteilung der Strahlmittel
Metallisch (M)
Nichtmetallisch (N)
Umlaufstrahlmittel
Einwegstrahlmittel
Umlaufstrahlmittel
Hartguss, kantig
synthetisch
Kupferhüttenschlacke
Schmelzkammerschlacke
Hochofenschlacke
Nickelhüttenschlacke
synthetisch
Elektrokorund
Z Typ A
Normalkorund
Z Typ WA
Edelkorund
feste Kohlenstoffdioxid-Pellets
nicht genormt sind:
Glasperlen
Glasbruch
Siliciumcarbid
Keramik
Aufschlämmungen von
Strahlmitteln wie Mikroglaskugeln, Elektrokorund oder
Siliciumcarbid in Wasser
Stahlguss
kugelig oder kantig
natürlich
Granatsand
Olivinsand
(begrenzt können diese auch als
Mehrwegstrahlmittel eingesetzt werden)
Sonstige
flüssiger Stickstoff
Aufschlämmungen von
mineralischen Strahlmitteln
in Wasser
Beim Strahlen fällt Strahlschutt an, der aus benutz-
werden, um zu entscheiden, ob er als Wirtschafts-
tem Strahlmittel, Rost und Zunder sowie – beim
gut einer weiteren Verwendung zugeführt werden
Abstrahlen von Altbeschichtungen – Beschich-
kann – somit kein Abfall ist – oder als Sonderabfall
tungsresten bestehen kann. Da die Komponenten
behandelt und entsprechend deponiert werden
der abgestrahlten Beschichtungsstoffe nicht immer
muss oder ob er der Hausmülldeponie zugeführt
bekannt sind, muss der Strahlschutt analysiert
werden kann.
Tab. 4-6: Oberflächenvorbereitungsgrade bei primärer Oberflächenvorbereitung
Oberflächenvorbereitungsgrad
Zustand der vorbereiteten Oberflächen
Sa 1
Lose(r) Walzhaut/Zunder, loser Rost, lose Beschichtungen und lose artfremde Verunreinigungen sind entfernt.
Sa 2
Nahezu alle(r) Walzhaut/Zunder, nahezu aller Rost, nahezu alle Beschichtungen und nahezu alle
artfremden Verunreinigungen sind entfernt. Alle verbleibenden Rückstände müssen fest haften.
Sa 2½
Walzhaut/Zunder, Rost, Beschichtungen und artfremde Verunreinigungen sind entfernt. Verbleibende
Spuren sind allenfalls noch als leichte, fleckige oder streifige Schattierungen zu erkennen.
Sa 3
Walzhaut/Zunder, Rost, Beschichtungen und artfremde Verunreinigungen sind restlos entfernt. Die
Oberfläche besitzt ein einheitliches metallisches Aussehen.
St 2
Stahloberflächen bzw. Oberflächen von metallischen Überzügen mit Resten von Beschichtungsstoffen
einschließlich Rost und anderen Verunreinigungen.
St 3
Lose(r) Walzhaut/Zunder, loser Rost, lose Beschichtungen und lose artfremde Verunreinigungen sind
entfernt. Die Oberfläche muss jedoch viel gründlicher bearbeitet sein als für St 2, sodass sie einen vom
Metall herrührenden Glanz aufweist.
Fl
Walzhaut/Zunder, Rost, Beschichtungen und artfremde Verunreinigungen sind entfernt. Verbleibende Rückstände dürfen sich nur als Verfärbung der Oberfläche (Schattierungen in verschiedenen Farben) abzeichnen.
Be
Walzhaut/Zunder, Rost und Rückstände von Beschichtungen sind vollständig entfernt. Beschichtungen
müssen vor dem Beizen mit Säure mit geeigneten Mitteln entfernt werden.
26
Strahlen mit Quarzsand ist nach wie vor verboten,
Es wird unterschieden zwischen der
auch wenn auf Baustellenschildern immer wieder
Z primären (ganzflächigen) Oberflächenvorbereitung, bei der die gesamte Oberfläche bis zum
blanken Stahl gereinigt wird (Tab. 4-6) und der
das Wort „Sandstrahlen“ zu lesen ist. Allerdings
können im Einzelfall die Berufsgenossenschaften
und die in den Bundesländern jeweils zuständigen
Behörden (z. B. Gewerbeaufsichtsämter/Ämter für
Arbeitsschutz, Bezirksregierungen) Ausnahme-
Z sekundären (partiellen) Oberflächenvorbereitung,
bei der die intakten Beschichtungen oder Überzüge verbleiben (Tab. 4-7).
genehmigungen erteilen.
Bei der primären Oberflächenvorbereitung werden
4.5
Oberflächenvorbereitungsgrade
Walzhaut/Zunder, Altbeschichtungen und andere
Verunreinigungen entfernt und die Vorbereitungs-
Der Zustand einer Oberfläche nach der Reinigung
grade Sa (durch Strahlen), St (durch Vorbereiten
ist in sogenannten Oberflächenvorbereitungsgraden
mit Werkzeugen), Fl (durch Flammstrahlen) und
festgelegt und lässt sich visuell nach den Normen
Be (durch Beizen) erreicht. Sie sind in Anhang A
ISO 8501-1 und 8501-2 beurteilen. Die Tabelle 4-5
von DIN EN ISO 12944-4 definiert.
bzw. die Anhänge A und B der DIN EN ISO 12944-4
beschreiben die Oberflächenvorbereitungsgrade.
Bei der sekundären Oberflächenvorbereitung
werden Rost und andere Verunreinigungen ent-
Andere Grade der Oberflächenvorbereitung können
fernt und die Vorbereitungsgrade P Sa, P St, P Ma
z. B. anhand von Referenzflächen am Bauwerk
erreicht (P = partiell). Sie sind in Anhang B des
vereinbart werden.
gleichen Teils der Norm definiert.
Tab. 4-7: Oberflächenvorbereitungsgrade bei sekundärer Oberflächenvorbereitung
Oberflächenvorbereitungsgrad
Zustand der vorbereiteten Oberflächen
P Sa 2
Festhaftende Beschichtungen müssen intakt sein. Von der Oberfläche der anderen Bereiche sind lose
Beschichtungen und nahezu alle(r) Walzhaut/Zunder, nahezu aller Rost, nahezu alle Beschichtungen und
nahezu alle artfremden Verunreinigungen entfernt. Alle verbleibenden Rückstände müssen fest haften.
P Sa 2½
Beschichtungen und Walzhaut/Zunder, Rost und artfremde Verunreinigungen entfernt. Verbleibende Spuren
sind allenfalls noch als leichte, fleckige oder streifige Schattierungen zu erkennen.
P Sa 3
Beschichtungen und Walzhaut/Zunder, Rost und artfremde Verunreinigungen entfernt. Die Oberfläche
besitzt ein einheitliches metallisches Aussehen.
P Ma
Beschichtungen und Walzhaut/Zunder, Rost und artfremde Verunreinigungen entfernt. Verbleibende Spuren
sind allenfalls noch als leichte, fleckige oder streifige Schattierungen zu erkennen.
P St 2
Festhaftende Beschichtungen müssen intakt sein. Von der Oberfläche der anderen Bereiche sind lose(r)
Walzhaut/Zunder, loser Rost, lose Beschichtungen und lose artfremde Verunreinigungen entfernt.
P St 3
Festhaftende Beschichtungen müssen intakt sein. Von der Oberfläche der anderen Bereiche sind lose(r)
Walzhaut/Zunder, loser Rost, lose Beschichtungen und lose artfremde Verunreinigungen entfernt. Die
Oberfläche muss jedoch viel gründlicher bearbeitet sein als für P St 2, sodass sie einen vom Metall
herrührenden Glanz aufweist.
27
Segment 4
Segment 1
1 mm
Segment 3
Abb. 4-3: Rauheitsvergleichsmuster für Grit-Strahlung
(kantiges Strahlmittel)
Segment 2
Abb. 4-4: Mikroskopische Aufnahmen der Segmente
1 bis 4 des Rauheitsvergleichsmusters Grit-Strahlung
ISO 8501-1 enthält für die Oberflächenvorberei-
ISO 8501-4 Vergleichsnormale und darüber hinaus
tungsgrade Sa, St und Fl repräsentative fotografi-
Bilder für die Flugrostbildung (flash rusting) in drei
sche Beispiele (Vergleichsnormale), die auch den
Intensitätsstufen enthalten.
jeweiligen Ausgangszustand berücksichtigen.
Das Erscheinungsbild der Stahloberfläche nach
4.6
Rauheit
der Oberflächenvorbereitung hängt stark vom
ursprünglichen Rostgrad und dem verwendeten
Die Rauheit der vorbereiteten Oberfläche beein-
Strahlmittel ab. Der Einsatz von Stahlguss als
flusst die Haftfestigkeit der Beschichtung. Am bes-
Strahlmittel führt beispielsweise zu helleren
ten geeignet für Beschichtungssysteme sind mittle-
Oberflächen als Kupferhüttenschlacke.
re Rauheitsgrade mit kantigen Strahlmitteln (Grit).
Für die Vorbereitungsgrade Be und P sind keine
ISO 8503-1 legt die Anforderungen an Rauheits-
speziellen fotografischen Beispiele vorhanden.
vergleichsmuster fest. Diese Muster dienen zum
Sicht- und Tastvergleich von Stahloberflächen, die
Für das Druckwasserstrahlen (Hochdruckwasser-
mit rundem oder kantigem Strahlmittel gestrahlt
waschen) ohne abrasive Bestandteile sind in der
wurden. Die Rauheit einer Oberfläche kann z. B.
mit einem Tastschnittgerät bestimmt werden. Im
Allgemeinen wird als Maß für die Rauigkeit der
Tab. 4-8: Nennwerte der Rauheitsgrade
für Grit- und Shot-Strahlung gem ISO 8503
Wert Ry5 (bzw. R z; gemittelte maximale Rautiefe)
angegeben.
Nennwert
R y5-Grit
Nennwert
R y5-Shot
Rauheitsgrad
In Abb. 4-3 ist ein Rauheitsvergleichsmuster für eine
1
25 μm
25 μm
Fein
Grit-Strahlung dargestellt. Die einzelnen Segmente
2
60 μm
40 μm
Mittel
unterscheiden sich in den Ry5-Werten (vgl. Tab. 4-8).
3
100 μm
70 μm
Grob
4
150 μm
100 μm
Segment
Kommt diese Norm zur Anwendung, sind engere
28
Einstufungen nicht notwendig, andernfalls müssen
sie zwischen den Vertragspartnern vereinbart
werden.
4.7
Bewertung der Oberflächen
Die visuelle Bewertung der vorbereiteten Oberflächen ist in Anhang A bzw. B von DIN EN ISO
12944-4 beschrieben und in ISO 8501-1 und 8501-2
durch Vergleichsnormale belegt.
Zur Prüfung der vorbereiteten Oberflächen auf
visuell nicht feststellbare Verunreinigungen sollten
die Prüfmethoden der DIN EN ISO 8502 oder des
Abb. 4-5: Unter Laborbedingungen durch Sweep-Strahlen
vorbereitete Feuerverzinkung
DIN-Fachberichts 28 zum Einsatz kommen. Andere
Prüfungen können zwischen den Vertragspartnern
vereinbart werden.
einem geringen Abtrag. Nach dem Sweepen muss
die Zinkober fläche einheitlich matt sein. Andere
4.8
Temporärer Korrosionsschutz
Vorbereitungsverfahren und Parameter müssen
zwischen den Beteiligten vereinbart werden.
Kann die Beschichtung nicht direkt im Anschluss
an die Oberflächenvorbereitung aufgebracht wer-
Unbewitterte Zinkoberflächen (t Zn k, nach ISO
den, muss die vorbereitete Oberfläche ggf. mit einem
1461) können mit geeigneten Beschichtungsstoffen
temporären Korrosionsschutz versehen werden.
ohne weitere Oberflächenvorbereitung beschichtet
In diesem Fall ist es unerlässlich, die Oberfläche
werden. Dabei sind die besonderen Hinweise des
kurz vor dem Beschichten nochmals entweder mit
Herstellers zu beachten.
Wasser, durch Strahlen oder Schleifen zu reinigen.
Anschließend muss der Staub entfernt werden.
4.10
Vorbereitung
sonstiger Oberflächen
4.9
Vorbereitung
verzinkter Oberflächen
Sind Beschichtungen vorhanden, die überbeschichtet werden sollen, so ist bei der Vorbereitung darauf
DIN EN ISO 12944-4 unterscheidet zwischen der
zu achten, dass die nachfolgenden Beschichtungen
Vorbereitung bewitterter und unbewitterter Zink-
fest haften. Roststellen müssen beseitigt, Verunreini-
ober flächen.
gungen und lose Beschichtungsteile entfernt werden.
Das Anlegen von Probeflächen, um das geeignete
Zur Vorbereitung bewitterter Zinkober flächen wird
Verfahren festzulegen, wird empfohlen.
Sweep-Strahlen mit nichtmetallischem Strahlmittel
empfohlen. Vor der Beschichtung muss die Ober-
Thermisch gespritzte Überzüge werden nicht vor-
fläche frei von Fett, Öl und Flussmittelresten sein.
bereitet, sondern sind sofort zu beschichten.
Sweep-Strahlen ist eine besondere Form der abrasi-
Die Oberflächenvorbereitung von NE-Metallen und
ven Oberflächenvorbereitung. Ein geringerer Strahl-
Edelstählen erfolgt meistens durch Sweep-Strahlen
druck, feinkörniges (ferritfreies) Strahlmittel und
mit ferritfreien Strahlmitteln. Nach dem Sweepen
ein flacherer Strahlwinkel führen im Ergebnis zu
muss die Oberfläche einheitlich matt sein.
29
Dachkonstruktion des Olympiastadions Berlin
30
5 Korrosionsschutz durch Beschichtungssysteme
Stahl lässt sich durch Beschichtungen optimal gegen Korrosion schützen. Beschichtungssysteme bestehen aus mehreren Schichten, die als Grund-, Zwischen- oder Deckbeschichtung
unterschiedliche Funktionen erfüllen.
Die Kombination aus metallischen Überzügen und nachfolgenden Beschichtungen wird als
Duplex-System bezeichnet.
Sowohl unterschiedliche Beschichtungssysteme als auch Duplex-Systeme sind unter dem Begriff
„Korrosionsschutzsysteme“ zusammengefasst.
Um eine möglichst hohe Schutzdauer zu erreichen, müssen Korrosionsschutzsysteme
dem Substrat und dessen Oberflächenvorbereitung, den Umgebungsbedingungen und den
spezifischen Anforderungen der jeweiligen Nutzung angepasst sein.
5.1
Einleitung
In DIN EN ISO 12944-5:2008-01 „Beschichtungssysteme“ werden Beschichtungsstoffe und Beschichtungssysteme beschrieben, die zum Korro-
Lösemittel
Additive
sionsschutz von Stahlbauten verwendet werden.
Ausführliche Tabellen erlauben die Auswahl
geeigneter Systeme für die jeweilige Anwendung,
Füllstoffe
Pigmente
die Umgebungsbedingungen und die geforderte
Schutzdauer auf der Basis praxiserprobter Be-
Bindemittel
schichtungssysteme. Neben zusätzlichen Informationen und Erfahrungen zu Beschichtungsstoffen
und -systemen wird die Auswahl von geeigneten
Abb. 5-1: Bestandteile von Beschichtungsstoffen
Korrosionschutzsystemen beschrieben.
Die Eigenschaften der daraus hergestellten Be-
5.2
Aufbau und Eigenschaften von
schichtungen werden durch die Art und die Menge
Beschichtungsstoffen
der einzelnen Bestandteile bestimmt.
Beschichtungsstoffe bestehen aus vielen einzelnen
Bindemittel sind überwiegend synthetisch her-
Bestandteilen, die sich in fünf Gruppen zusammen-
gestellte Polymere (Harze), deren chemische
fassen lassen:
Eigenschaften von den eingesetzten Grundstoffen
Z Bindemittel,
(Monomeren) abhängen. Neben der chemischen Zu-
Z Pigmente,
sammensetzung bestimmen das Molekulargewicht
Z Füllstoffe,
Z Additive,
Z organische Lösemittel und/oder Wasser.
(die Kettenlänge der Polymere) und die Molekulargewichtsverteilung weitere Eigenschaften. Niedermolekulare Bindemittel benötigen immer einen
Reaktionspartner (z. B. Härterkomponente oder
31
Luftfeuchtigkeit) zur Filmbildung, während höher-
Kennzeichnung des Pigmenttyps „Zn(R)“ und an-
molekulare Bindemittel für flüssige Beschichtungs-
deren Grundbeschichtungen des Pigmenttyps „div.“
stoffe in organischen Lösemitteln gelöst oder in
(Grundbeschichtungsstoffe mit verschiedenen
Wasser dispergiert vorliegen. Durch ihre chemische
Korrosionsschutzpigmenten) unterschieden.
Natur und ihre physikalischen Eigenschaften
bestimmen sie maßgeblich die Eigenschaften
Füllstoffe beeinflussen insbesondere die mecha-
des Beschichtungsstoffes, die Art und Dauer der
nischen Eigenschaften der fertigen Beschichtung.
Filmbildung und das Verhalten der Beschichtung
Neben Naturprodukten und davon abgeleiteten
während des Gebrauchs (z. B. bei Witterungs-
Substanzen werden auch synthetisch hergestellte
einflüssen). Beschichtungsstoffe werden überwie-
Füllstoffe verwendet. Häufig wird in Korrosions-
gend nach der Art des hauptsächlich eingesetzten
schutzbeschichtungsstoffen sog. Eisenglimmer
Bindemittels klassifi ziert, z. B. in Alkydharz-
als funktionaler Füllstoff eingesetzt.
Beschichtungsstoffe, Epoxidharz-BeschichtungsBindemittel, Pigmente, Füllstoffe und die festen
stoffe usw.
Anteile der Additive stellen zusammen den Festkörpergehalt von Beschichtungsstoffen dar, d. h.,
Applikation
flüssiger
pulverförmiger
Spritzen,
Streichen,
Rollen
Elektrostatisches
Sprühen
Physikalische
Trocknung
oder chemische
Härtung
Thermische
Aushärtung bei
150 – 220 °C
Beschichtungsstoff
sie bilden die Beschichtung.
Lösemittel – herkömmlich werden darunter organische Lösemittel verstanden – sind nur Bestandteile
flüssiger Beschichtungsstoffe. Es ist ihre Aufgabe,
Trocknung/
Härtung
das Bindemittel zu lösen und ihm eine geeignete
Konsistenz zu verleihen, sodass Pigmente und
Füllstoffe eingearbeitet werden können. Sie beeinBeschichtung
flussen u. a. das Fließverhalten des Beschichtungsstoffes bei der Applikation und die Filmbildung.
Abb. 5-2: Übergang des Beschichtungsstoffes in eine
Beschichtung (schematisch)
Während der Filmbildung verdunsten die Lösemittel in die Umgebung als VOC-Emission.
Pigmente sind die farbgebenden Bestandteile eines
Unter VOC (Volatile organic compounds) sind alle
Beschichtungsstoffes. Sie können aus anorgani-
flüchtigen organischen Substanzen zu verstehen,
schen oder organischen Substanzen bestehen und
die während der Filmbildung und Aushärtung in
sind im Gegensatz zu Farbstoffen in den einge-
die Atmosphäre abgegeben werden. Möglichkeiten
setzten Lösemitteln nicht löslich. Es werden bunte,
zur Verringerung von VOC-Emissionen sind der
weiße, schwarze oder metallische Farbmittel einge-
Einsatz von High-Solid- oder wasserverdünnbaren
setzt, die dem Beschichtungsstoff Farbe und Deck-
Beschichtungsstoffen. In der VDL-Richtlinie 04
vermögen verleihen. Zusätzlich gibt es funktionelle
wird der Lösemittelgehalt von lösemittelarmen
Pigmente, die sich durch eine besondere Funktion
Beschichtungsstoffen (High-Solid-Beschichtungs-
auszeichnen, z. B. Korrosionsschutzpigmente.
stoffe) für den Korrosionsschutz von Stahlbauten
mit maximal 25 Masseprozent festgelegt.
Gängige Korrosionsschutzpigmente sind vor allem
32
Zinkstaub, daneben Zinkphosphat und Zink-
In wasserverdünnbaren Beschichtungsstoffen ist
oxid. In den Tabellen der Norm wird zwischen
das Bindemittel entweder in Wasser gelöst oder als
zinkstaubreichen Grundbeschichtungen mit der
sehr kleine Bindemittelteilchen in Wasser disper-
giert. Zur sicheren Filmbildung enthalten auch
wasserverdünnbare Beschichtungsstoffe eine kleine
Ausgangszustand
Dispersion
Menge organischer Lösemittel.
Additive sind Hilfsmittel, die dem Beschichtungs-
Verdunstung und
Aufkonzentration
stoff in der Regel nur in sehr geringen Mengen
zugesetzt werden. Sie können dazu dienen, die
Deformation
Eigenschaften des Beschichtungsstoffs während
der Herstellung und Lagerung, aber auch bei der
Koaleszenz und
Interdiffusion
Applikation und Filmbildung zu verbessern oder
unerwünschte Eigenschaften zu verhindern.
Entschäumer oder Thixotropiermittel sind nur
zwei Beispiele für eine Vielzahl von Additiven
Abb. 5-3: Filmbildung wasserverdünnbarer Beschichtungsstoffe auf der Basis von Acrylat-Copolymerdispersionen (mit freundlicher Genehmigung der BASF SE)
mit unterschiedlichsten Zusammensetzungen und
Wirkungsweisen.
5.3.1
Physikalische Trocknung
Bei der physikalischen Trocknung entsteht die
5.3
Übergang vom Beschichtungs-
Filmbildung, indem sich die Bindemittelmoleküle
stoff zur Beschichtung
unter Abgabe des Lösemittels oder Wassers (Verdunstung) zusammenlagern, ohne sich durch eine
Beschichtungsstoffe werden in flüssiger Form auf
chemische Reaktion zu verbinden (Abb. 5-4). Dieser
das zu beschichtende Substrat (z. B. Stahl) auf-
Vorgang ist reversibel, d. h., durch Zugabe des
gebracht und bilden dort eine feste, zusammen-
verwendeten Lösemittels löst sich die Beschichtung
hängende Beschichtung. Dieser Vorgang wird als
wieder auf.
Filmbildung bezeichnet und ist für die Qualität der
Beschichtungen von entscheidender Bedeutung
Typische Bindemittel physikalisch trocknender Be-
(Abb. 5-2). Die Filmbildung von Beschichtungs-
schichtungsstoffe sind Acrylharze (AY), Copolymeri-
stoffen für den Korrosionsschutz von Stahlbauten
sate des Vinylchlorids (PVC), Chlorkautschuk (CR).
erfolgt bei Umgebungstemperaturen in den vom
Hersteller angegebenen Grenzen. Pulver- oder
Einbrennbeschichtungen bilden erst bei höheren
Temperaturen zwischen 80 und 250 °C stabile FilApplikation
me. Pulverbeschichtungsstoffe für den Korrosionsschutz von Stahlbauten werden in der DIN 55633
Substrat
beschrieben und können nur in der Werkstatt
unter den entsprechenden Bedingungen verarbeitet
Lösemittel
Abgabe von
Lösemittel
(physikalische
Trocknung)
werden.
Grundsätzlich ist bei der Filmbildung zwischen
Substrat
physikalischer Trocknung und chemischer Härtung
zu unterscheiden. In welcher Weise die Filmbildung
erfolgt, hängt von der chemischen Struktur des
Substrat
Vernetzung
eingesetzten Bindemittels ab.
Abb. 5-4: Schematische Darstellung der Filmbildung und
Härtung von Beschichtungsstoffen auf der Basis von
Reaktionsharzen
33
Die Filmbildung bei Beschichtungsstoffen auf Basis
5.3.2
Oxidative Vernetzung
wässriger Dispersionen unterscheidet sich grund-
Die oxidative Vernetzung ist die älteste bekannte
sätzlich von derjenigen auf Basis gelöster Binde-
Form der Filmbildung, denn natürliche, ungesät-
mittel. Sie erfolgt durch Verdunsten des Wassers
tigte Öle pflanzlichen Ursprungs härten auf diese
und Koaleszenz (Zusammenfließen und Mitein-
Weise. Die Bindemittelmoleküle werden über Sauer-
anderverkleben) des dispergierten Bindemittels
stoffbrücken miteinander verbunden. Die relativ
(Abb. 5-3). Dieser Vorgang ist nicht reversibel.
langsam verlaufende, oxidative Härtung kann
durch Trockenstoffe beschleunigt werden.
Tab. 5-1: Eigenschaften von Beschichtungsstoffen auf unterschiedlicher Bindemittelbasis
Art des Beschichtungsstoffs
Typische Bindemittel
Eigenschaften
Physikalisch trocknende Beschichtungsstoffe
Lösemittelhaltige Beschichtungsstoffe
Filmbildung erfolgt durch Verdunsten des Lösemittels,
der Vorgang ist reversibel
Wasserverdünnbare Beschichtungsstoffe (Dispersionen)
Filmbildung erfolgt durch Verdunsten des Wassers und
Koaleszenz des Bindemittels. Der Vorgang ist nicht
reversibel.
Z Acrylharze (AY)
Z einkomponentig
Z Vinylchlorid-Copolymere (PVC)
Z hohe Wasserbeständigkeit
Z Chlorkautschuk (CR)
Z thermoplastisch
Z Acrylharzdispersionen
Z einkomponentig
Z Vinylharzdispersionen
Z hohe Wetterbeständigkeit
Z Alkydharze (AK)
Z einkomponentig
Oxidativ härtende Beschichtungsstoffe
Filmbildung erfolgt durch Verdunsten des Lösemittels
und Vernetzung des Bindemittels durch die Reaktion
mit dem Luftsauerstoff
Z leichte Verarbeitung
Z gute Benetzungseigenschaften
Z gute Wetterbeständigkeit
Z begrenzte Beständigkeit bei
Wasserbelastung und auf Verzinkung
Z verseifbar in alkalischen Medien
Reaktions-Beschichtungsstoffe
Zweikomponenten-Epoxidharz-Beschichtungsstoffe
Filmbildung erfolgt durch Verdunsten des
Lösemittels und Reaktion zwischen Stamm- und
Härterkomponente
Stammkomponente
Z zweikomponentig
Z Epoxidharze
Z hohe chemische und mechanische
Z Epoxidharz-Kombinationen
Härterkomponente
Z Polyamine
Z Polyaminoamide
oder deren Addukte
Beständigkeit
Z hohe Haftfestigkeit und Nasshaftung
auf Stahl
Z geeignet als Grund- und
Zwischenbeschichtungsstoffe
Z begrenzte Wetterbeständigkeit
Zweikomponenten-Polyurethan-Beschichtungsstoffe
Filmbildung erfolgt durch Verdunsten des
Lösemittels und Reaktion zwischen Stamm- und
Härterkomponente
Stammkomponente (Polyol)
Z zweikomponentig
Z Acrylharze
Z höchste Wetterbeständigkeit
Z Polyesterharze
Z gute chemische und mechanische
Z Polyetherharze
Härterkomponente
Z aliphatische Polyisocanate
Feuchtigkeitshärtende Beschichtungsstoffe
Filmbildung erfolgt durch Verdunsten des Lösemittels
und Reaktion des Bindemittels mit der Luftfeuchtigkeit
34
Beständigkeit
Z geeignet als Deckbeschichtungsstoff
Z Polyurethane (PUR)
Z einkomponentig
Z Ethylsilicat (ESI)
Z hitzebeständig
der Komponenten, z. B. aliphatische oder aromatische Polyisocyanate, lassen sich Beschichtungsstoffe nach Maß konzipieren. Je nach erforderlichen
Bedingungen stehen dann Beschichtungsstoffe
zur Verfügung, die z. B. bessere Benetzungseigenschaften oder eine höhere Farb- bzw. Chemikalienbeständigkeit aufweisen.
Beschichtungsstoffe, die im Korrosionsschutz eingesetzt werden, basieren auf einer relativ kleinen
Zahl von Bindemitteln (Tab. 5-1). Diese Bindemittel
lassen sich vielfältig modifizieren und kombinieren, sodass eine ganze Palette von Produkten mit
Abb. 5-5: Trocknung von Beschichtungsstoffen
unterschiedlichen Eigenschaften und Beständigkeiten bereitsteht.
Die größte Gruppe oxidativ trocknender Bindemittel
sind die Alkydharze (AK).
5.4
von Korrosionsschutzsystemen
5.3.3
Chemische Härtung
In Reaktionsbeschichtungsstoffen reagieren zwei
Als Korrosionsschutzsysteme für Stahlbauten mit
unterschiedliche Komponenten miteinander, eine
mindestens 3 mm Dicke werden Beschichtungs-
sogenannte Stammkomponente und eine Härter-
systeme sowie metallische Überzüge in Kombina-
komponente (2K-Beschichtungsstoffe). Stamm- und
tion mit Beschichtungen eingesetzt.
Härterkomponente werden getrennt geliefert, erst
kurz vor der Verarbeitung vermischt und innerhalb
Beschichtungssysteme bestehen in der Regel aus
der vom Hersteller angegebenen Verarbeitungszeit
Z einer Grundbeschichtung,
(„Topfzeit“) verarbeitet. Sie reagieren nach der
Applikation auf dem Substrat miteinander zu gut
Z einer oder mehreren Zwischenbeschichtung(en)
und
haftenden, vernetzten und beständigen Polymer-
Z einer Deckbeschichtung.
filmen (Abb. 5-4).
Einschicht-Beschichtungen gelten normgemäß
Zu den Reaktionsbeschichtungsstoffen gehören
auch als Korrosionsschutzsysteme. In diesen sind
Epoxidharze (EP) und Polyurethane (PUR).
die Funktionen von Grund- und Deckbeschichtung
vereint.
Beschichtungsstoffe auf der Basis feuchtigkeitshärtender Polyurethane (1K-PUR) und Ethylsilikat
(ESI) härten nach einem anderen Mechanismus
aus. Beide Bindemittel reagieren im ersten Schritt
Tab. 5-2: Beispiel eines klassischen Beschichtungssystems für den Korrosionsschutz
Schicht
Bindemittel
Pigmente
Grundbeschichtung Zn (R)
EP
Zinkstaub
werk und bilden die Matrix für stabile Filme.
Zwischenbeschichtung
EP
Eisenglimmer,
Buntpigmente
Der Vorteil von Reaktionsbeschichtungsstoffen ist
Deckbeschichtung
PUR
Eisenglimmer,
Buntpigmente
mit der Luftfeuchtigkeit. Die daraus gebildeten
reaktiven Spezies reagieren zu einem stabilen Netz-
ihre große Variabilität. Durch geschickte Auswahl
35
Das „klassische“ Beschichtungssystem für den Kor-
Je nach Art und Menge der eingesetzten Korro-
rosionsschutz von Stahl ist in Tab. 5-2 angegeben.
sionsschutzpigmente unterscheidet DIN EN ISO
12944-5:2008-01 zwischen zinkstaubreichen
Die Grundbeschichtung dient dem Korrosionsschutz
Grundbeschichtungsstoffen (zinc rich primer,
und der Haftvermittlung. Sie ist die erste Schicht
Pigmenttyp „Zn(R)“) und Grundbeschichtungs-
eines Beschichtungssystems und muss so einge-
stoffen, die verschiedene Korrosionsschutz pigmente
stellt sein, dass sie auf dem Substrat optimal haftet,
(Pigmenttyp „div.“), z. B. Zinkphosphat (Tab. 5-3)
eine gute Basis für die nachfolgenden Zwischen-
enthalten. In Zinkstaubbeschichtungsstoffen
beschichtungen darstellt und durch ihre Pigmen-
(Zn(R)) muss der Anteil des Zinkstaubs im Fest-
tierung (z. B. Zinkstaub, Zinkphosphat oder andere
körper mindestens 80 Masseprozent betragen.
aktive Korrosionsschutzpigmente) die wesentliche
Schutzfunktion übernimmt.
Den darauffolgenden Zwischenbeschichtungen
kommt eine Reihe von Aufgaben zu. Sie müssen
Grundbeschichtungsstoffe lassen sich durch das
das Substrat egalisieren, alle verarbeitungsbeding-
verwendete Bindemittel und die eingesetzten
ten Unebenheiten ausgleichen und ggf. die Farbe
Korrosionsschutzpigmente charakterisieren. Dabei
des Substrates abdecken, wenn z. B. ein dunkleres
kommt Alkyd- und Epoxidharzen die größte Bedeu-
Objekt heller beschichtet werden soll. Hauptfunk-
tung zu.
tion ist ihre Barrierewirkung. Die Bindemittelbasis
Tab. 5-3: Typische Beschichtungsstoffe für Grundbeschichtungen
Bindemittel-Basis
Kurzzeichen
Pigmenttyp
Zinkstaub
Beschichtungsstoff
Diverse
Alkydharze und deren Kombinationen
AK
1-K – lösemittelhaltig und wasserverdünnbar
Acrylharze
AY
Epoxidharze
EP
Polyurethane
PUR
1-K, 2-K – lösemittelhaltig
Ethylsilicat
ESI
1-K, 2-K – lösemittelhaltig
Aufgrund zu hoher Lösemittelgehalte heute nur noch in geringem Umfang eingesetzt
Vinylchlorid-Copolymere und deren Kombinationen
PVC
1-K – lösemittelhaltig
Chlorkautschuk
CR
Tab. 5-4: Typische Beschichtungsstoffe für Zwischen- oder Deckbeschichtungen
Bindemittel-Basis
Kurzzeichen
Beschichtungsstoff
Alkydharze und deren Kombinationen
AK
Acrylharze
AY
Polyurethane
PUR
Aufgrund zu hoher Lösemittelgehalte heute nur noch in geringem Umfang eingesetzt
Vinylchlorid-Copolymere und deren Kombinationen
PVC
Chlorkautschuk
CR
36
Neben den Bindemitteln müssen auch die eingesetzten farbgebenden Pigmente eine hohe Farbbeständigkeit aufweisen.
5.5
Schichtdicke von
Nicht nur die Art der Beschichtungsstoffe, sondern
auch die Schichtdicke, in der sie auf das Bauteil
oder Bauwerk aufgebracht werden, ist von entscheidender Bedeutung für die Schutzdauer des gesamten Korrosionsschutzsystems.
Die einzelnen Begriffe zur Schichtdicke sind in der
Tab. 5-5 zusammengefasst.
Abb. 5-6: Genietete Stahlkonstruktion
Die in den nachfolgenden Tabellen festgelegten
Sollschichtdicken müssen in den definierten
Toleranzen (vgl. Tab. 5-5) eingehalten werden. Zu
muss an die der Grundbeschichtung und die der
geringe Schichtdicken können zu einem vorzeitigen
nachfolgenden Deckbeschichtung angepasst sein.
Verlust der Schutzwirkung des Korrosionsschutz-
Zwischenschichten oder Füller können auch funk-
systems führen, zu hohe Schichtdicken können
tionelle Füllstoffe und Pigmente, z. B. Korrosions-
unter Umständen deutlich verlangsamte Trocknung
schutzpigmente mit Barrierewirkung, enthalten.
und Härtung oder auch Adhäsions- bzw. Kohäsionsprobleme nach sich ziehen. Sie sollten daher aus
Eine spezielle Art der Zwischenbeschichtung ist
wirtschaftlichen und technischen Gründen vermie-
der Kantenschutz, der als zusätzlicher Schutz an
den werden.
Schwachstellen wie Kanten oder Schweißnähten
aufgebracht wird.
Die geforderten Schichtdicken sind auf den Typ des
Beschichtungsstoffes und auf die zu erwartenden
Die Anzahl und die Schichtdicke von Zwischen-
Umgebungsbedingungen abgestimmt. Dies zeigen
schichten richten sich nach der Qualität des
zwei Beispiele für unterschiedliche Korrosivitäts-
Substrates und den Anforderungen an das fertige
kategorien in den Tab. 5-6 und 5-7.
Objekt.
Aus den Tabellen kann entnommen werden, dass
Die Deckbeschichtung ist die letzte Schicht eines Be-
eine geringere Schichtdicke die zu erwartende
schichtungssystems. Sie ist verantwortlich für die
Schutzdauer herabsetzt.
gewünschten optischen Eigenschaften wie Farbe,
Glanz, Reflexionsverhalten und Effektwirkung. Sie
Vor Beginn der Beschichtungsarbeiten sollte
ist auch als erste allen Belastungen ausgesetzt: me-
zunächst geprüft werden, ob sich die vereinbarte
chanischen Belastungen, z. B. Abrieb und Kratzer,
Schichtdicke mit dem vereinbarten Material und
Belastungen durch Chemikalien, Fette und Öle und
dem gewählten Verfahren erreichen lässt.
nicht zuletzt dem Wetter mit UV-Strahlung und
Wasser und ggf. aggressiver Atmosphäre (Tab. 5-4).
37
Tab. 5-5: Definitionen der Schichtdicke
Sollschichtdicke
(NDFT = nominal
dry film thickness)
Vorgegebene Schichtdicke für einzelne Beschichtungen oder das gesamte Beschichtungssystem, um die
geforderte Schutzdauer zu erzielen
Mindestschichtdicke
Diese Schichtdicke muss an jeder Stelle des Bauteils erreicht werden.
Trockenschichtdicke
Dicke einer Beschichtung, die nach der Härtung auf der Oberfläche verbleibt.
(DFT = dry film
thickness)
Als Abnahmekriterien für die Trockenschichtdicke werden in der Norm folgende Festlegungen getroffen:
Z Der Mittelwert aus allen Messungen muss mindestens gleich oder größer der vereinbarten Sollschichtdicke sein.
Z Alle Einzelwerte der Trockenschichtdicke müssen gleich oder größer als 80 % der Sollschichtdicke sein.
Z Maximal 20 % der Messwerte dürfen die Sollschichtdicke unterschreiten.
Z Kein Wert darf die festgelegte Höchstschichtdicke überschreiten.
Dies bedeutet, dass bei einer Sollschichtdicke von 100 μm kein Einzelwert unter 80 μm liegen darf und dass
der Mittelwert aus allen Messungen gleich oder größer 100 μm sein muss. Bei 100 Messungen dürfen höchstens
20 Einzelwerte kleiner als 100 μm sein.
Höchstschichtdicke
Höchste zulässige Schichtdicke, oberhalb der die Eigenschaften einer Beschichtung oder eines
Beschichtungssystems beeinträchtigt sein können.
Die Höchstschichtdicke soll das Dreifache der Sollschichtdicke nicht überschreiten. Es können nach
Rücksprache mit dem Hersteller besondere Vereinbarungen getroffen werden. In anderen Regelwerken
(z. B. ZTV-ING, ZTV-W) sind geringere Höchstschichtdicken festgelegt.
Tab. 5-6: Sollschichtdicken für gängige Beschichtungssysteme bei geringer atmosphärischer
Belastung (Korrosivitätsklasse C 2)
Grundbeschichtung
Deckbeschichtung
Gesamtsollschichtdicke in μm
erwartete Schutzdauer
AK
div.
AK
80
niedrig (L)
120
mittel (M)
160
hoch (H)
120
mittel (M)
160
hoch (H)
EP
div.
EP oder PUR
Tab. 5-7: Sollschichtdicken für verschiedene Beschichtungssysteme bei starker atmosphärischer
Belastung (Korrosivitätsklasse C 4)
Grundbeschichtung
Deckbeschichtung
Gesamtsollschichtdicke in μm
erwartete Schutzdauer
AK
div.
AK
200
niedrig (L)
EP, PUR, ESI
Zn(R)
EP oder PUR
160
niedrig (L)
200
mittel (M)
240
hoch (H)
200
niedrig (L)
240
mittel (M)
280
hoch (H)
EP
div.
38
EP oder PUR
Abb. 5-7: Prüfung einer Rohrinnenbeschichtung
Prinzipiell werden Sollschichtdicken des Gesamt-
bestimmt. Die Kalibrierung der Geräte erfolgt auf
systems gemessen. In begründeten Einzelfällen
planer Metalloberfläche.
können die Schichtdicken der einzelnen Schichten
auch getrennt gemessen werden.
Die in den Empfehlungen der Beschichtungsstoffhersteller, den Prüfzeugnissen der Prüfinstitute
Um Schichtdicken auf gestrahlten Oberflächen zu
und in den meisten Spezifikationen angegebenen
messen, stehen zwei Verfahren zur Verfügung (DIN
Schichtdicken basieren auf der Methodik nach
EN ISO 2808 und ISO 19840). ISO 19840 nimmt
DIN EN ISO 2808.
eine Korrektur des Messwertes in Abhängigkeit des
Daher empfehlen die Fachverbände VdL und BVK,
Rauheitsgrades vor. In den meisten europäischen
dieses Verfahren, das sich in der Praxis bewährt
Ländern ist die Messung der Schichtdicke nach DIN
hat, zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer
EN ISO 2808 etabliert.
als Grundlage für die Messung der Schichtdicke zu
vereinbaren.
Die Verfahren zum Messen der Schichtdicke, die
in DIN EN ISO 2808 beschrieben sind, einschließ-
Es empfiehlt sich, bereits während der Applikation
lich der Messgeräte und der Kalibrierung, sollten
die Einhaltung der Schichtdicke durch Messung
ebenfalls Bestandteile der Vereinbarung zwischen
der Nassschichtdicke zu überprüfen. Dabei wird
den Partnern sein. Auf Baustahl wird die Trocken-
die Dicke des noch flüssigen Films mit Hilfe eines
schichtdicke mit magnetinduktiven Verfahren, auf
Nassschichtdickenkamms bestimmt.
nichtmagnetischen Untergründen (z. B. Feuerverzinkung oder Edelstahl) mit Wirbelstromverfahren
39
5.6
Auswahl der
der Oberflächenvorbereitung kann das Beschich-
tungssystem mit Hilfe der Tabellen in der Norm
DIN EN ISO 12944-5:2008-01 ausgewählt werden.
In der Praxis sollten im ersten Schritt die zu
Die dort beschriebenen Beschichtungssysteme
erwartende Korrosivitätskategorie und die ge-
sind bewährte Beispiele aus der Praxis für den
wünschte Schutzdauer festgelegt werden. Nach
Erstschutz von Stahl, feuerverzinktem Stahl und
der Definition des Untergrundes (z. B. Stahl) und
thermisch gespritzten Metalloberflächen.
Tab. 5-8: Auswahl von Beschichtungssystemen nach DIN EN ISO 12944-5 : 2008-01 Anhang A
DIN EN ISO 12944
Beschichtungssysteme für
Korrosions belastung
Substrat
Korrosivitätskategorien
Tabelle A 1 (Überblick)
oder
Tabellen A 2 bis A 5
Stahl
C2
C3
C4
C 5-I
C 5-M
Atmosphäre
gering
mäßig
stark
sehr stark (Industrie)
sehr stark (Meer)
Tabelle A 6
Stahl
Im 1
Im 2
Im 3
Immersion
Süßwasser
Meer-, Brackwasser
Erdreich
Tabelle A 7
feuerverzinkter Stahl
C2
C3
C4
C 5-I
C 5-M
Atmosphäre
s. oben
Tabelle A 8
Stahl mit thermisch
gespritzten (Metall)Überzügen
C2
bis
Im 3
Atmosphäre und Immersion
s. oben
Tab. 5-9: Beispiele zur Systematik der Einstufung der zu erwartenden Schutzdauer
Niedrig (L), Mittel (M) und Hoch (H) von Beschichtungssystemen bei verschiedener
Korrosionsbelastung in Anlehnung an DIN EN ISO 12944-5, Anhang A, Tabelle A.1
System
Nr.
Grundbeschichtungen
Bindemittel
Pigment
Anzahl
A1.05
AK
div.
A1.18
EP, PUR
A1.21
Nachfolgende
Schichten
Beschichtungssystem
NDFT
μm
Bindemittel
1
80
AK
3–5
200
div.
1
80
EP, PUR
3–5
200
EP, PUR
div.
1
80
EP, PUR
3–5
280
A1.24
EP, PUR
div.
1
80
EP, PUR
3–5
320
A1.17
EP, PUR
Zn (R)
1
80
EP, PUR
2–3
160
A1.20
EP, PUR
Zn (R)
1
80
EP, PUR
3–4
240
A1.23
EP, PUR
Zn (R)
1
80
EP, PUR
3–4
320
40
An zahl
NDFT
μm
Erwartete Schutzdauer
C3
L
M
C4
H
L
M
C5
H
L
M
H
Hinsichtlich der Instandsetzung kann analog vorgegangen werden.
Die Tabellen 5-8 und 5-9 verdeutlichen anhand von
Beispielen aus DIN EN ISO 12944-5:2008-01, wie
die Bewertung (Einstufung) von Beschichtungssystemen bei unterschiedlicher Korrosionsbelastung erfolgen kann.
Sind zusätzliche Belastungen, beispielsweise durch
erhöhte oder hohe Temperaturen, besondere mechanische oder chemische Einwirkungen usw. zu
erwarten, müssen diese genau beschrieben und bei
der Auswahl der Systeme berücksichtigt werden.
Beispiele solcher Sonderbelastungen sind in DIN EN
ISO 12944-2, Anhang B2, enthalten (Tab. 5-10).
Abb. 5-8: Beschichtete Fahrleitungsmasten
5.6.1
Beschichtungssysteme für atmosphärische Umgebungsbedingungen
von Beschichtungssystemen für atmosphärische
Um Stahl unter den verschiedenen atmosphärischen
Belastung auf.
Bedingungen wirksam vor Korrosion zu schützen,
steht eine Vielzahl geeigneter Korrosionsschutz-
Diese Systemtabellen stellen Korrosionsschutz-
systeme zur Verfügung. Tabelle 5-11 listet einige
systeme dar, die sich in der Praxis bewährt haben.
prinzipielle Beispiele von Beschichtungssystemen
Durch Variationen, z. B. der Sollschichtdicken
für geringe bis sehr starke Belastung auf.
oder der Art und der Anzahl von Einzelschichten
Die Vielfalt der Möglichkeiten wird auch in den
ergeben sich weitere Möglichkeiten. Es wird aus-
Systemtabellen der DIN EN ISO 12944-5:2008-01
drücklich betont, dass auch andere Beschichtungs-
deutlich. Die Tabellen A1 – A5 und A7 (Duplex-
systeme mit der gleichen Schutzwirkung zum
Systeme) führen etwa 60 grundsätzliche Beispiele
Einsatz kommen können.
Tab. 5-10: Sonderbelastungen nach DIN EN ISO 12944-2, Anhang B2
Nr.
Belastung
B.2.1
Chemische Belastungen durch betriebsbedingte Immissionen (z. B. Säuren, Alkalien, Salze, organische Lösemittel)
B.2.2
Mechanische Belastungen
B.2.2.1
in der Atmosphäre,
durch vom Wind mitgerissene Teile (z. B. Sand) und sonstigen Abrieb
B.2.2.2
im Wasser,
schwache, mäßige, starke Belastung (z. B. durch Strömung, mitgeführtes Geröll oder Sandmengen, Bewuchs, Wellenschlag)
B.2.3
Belastungen durch Kondenswasser
B.2.4
Belastungen durch erhöhte (60 bis 150 °C) oder hohe (150 bis 400 °C) Temperaturen
B.2.5
Verstärkte Korrosion durch kombinierte Belastungen
41
5.6.2
Planer und Spezifizierer von Korrosionsschutzmaß-
nahmen müssen, zugeschnitten auf den jeweiligen
für den Stahlwasserbau
Fall, das optimale System auswählen. Differen-
Zum Stahlwasserbau zählen Stahlbauten und
zierter Korrosionsschutz bedeutet, dass vor dem
Anlagen, die am oder im Wasser stehen, z. B.
Hintergrund der zu erwartenden Belastung und
Schleusentore, Wehrverschlüsse, Kanalbrücken,
der Nutzungsdauer des Objektes Korrosionsschutz-
Hafenanlagen und Sperrwerke. Im weiteren Sinn
systeme ausgewählt werden, die wirtschaftlich sind
kann man auch Offshore-Anlagen, wasserführende
und guten Schutz bieten.
Stahlrohre (z. B. Druckrohrleitungen) und Stahl-
Dabei sollten auch effiziente Fertigungs- und
behälter zur Wasseraufbereitung dazuzählen.
Montageabläufe, die einfache Ausbesserung
mechanischer Beschädigungen und die spätere
Früher wurden Beschichtungen auf Basis von
Sanierungsfähigkeit eines Beschichtungssystems
Teerpech eingesetzt. Diese wurden in den 60er-
wichtige Entscheidungskriterien sein.
Jahren durch Beschichtungsstoffe auf Basis von
Epoxidharz-Teer abgelöst, die aus technischer Sicht
Viele Berater, unabhängige Institute und die Be-
auch heute noch bestehen können. Aus Gründen
schichtungsstoffhersteller bieten bei der Auswahl
der Arbeitssicherheit und des Umweltschutzes
des geeigneten Beschichtungssystems fachliche
kommen inzwischen teerfreie Beschichtungsstoffe
Hilfestellung an.
Tab. 5-11: Allgemein erforderliche Sollschichtdicke von Beschichtungssystemen nach DIN EN ISO 12944-5
Umgebung
Korrosionsbelastung
Erwartete
Schutzdauer
GesamtSollschichtdicke μm
Bindemittelbasis
außen
innen
Atmosphären mit geringer
Verunreinigung und
trockenem Klima.
Unbeheizte Gebäude,
in denen Kondensation
auftreten kann, z. B. Lager,
Sporthallen
C2
mittel (M)
120
AK, AY
gering
hoch (H)
160
AK
Produktionsräume mit
hoher Feuchte und geringer
Luft ver un reinigung, z. B.
Anlagen zur Lebensmittelherstel lung, Wäschereien,
Brauereien, Molkereien
C3
mittel (M)
160
AK
hoch (H)
200
EP/PUR
AK
Industrielle Bereiche
und Küstenbereiche mit
mäßiger Salzbelastung
Chemieanlagen,
Schwimmbäder,
Bootsschuppen über
Meerwasser
C4
mittel (M)
200
240
EP(Zn)/PUR
AK, AY, (PVC)
stark
hoch (H)
240
280
EP(Zn)/PUR
EP(div.)/PUR
mit hoher Feuchte und
aggressiver Atmosphäre
Gebäude oder Bereiche
mit nahezu ständiger
Kondensation und mit
starker Verunreinigung
C 5-I
mittel (M)
240
280
EP(Zn)/PUR
EP(div.)/PUR
sehr stark
hoch (H)
320
EP/PUR
Küsten- und
Offshorebereiche mit hoher
Salzbelastung
C 5-M
mittel (M)
240
280
EP(Zn)/PUR
EP(div.)/PUR
sehr stark
hoch (H)
320
EP/PUR
Meistens ländliche Bereiche
Stadt- und Industrieatmosphä re, mäßige
Verunreinigungen durch
Schwefeldioxid.
Küstenbereiche mit
geringer Salzbelastung
42
mäßig
zum Einsatz, vornehmlich auf Basis von Epoxiden
und Polyurethanen.
Im Stahlwasserbau findet im Unterwasserbereich
und in der Wasserwechselzone eine Dauerwasserbelastung durch Süßwasser, Salzwasser oder auch
Abwasser statt. Für den Korrosionsschutz von
Objekten im Stahlwasserbau kommen deshalb nur
dauerhaft wasserbeständige Beschichtungssysteme
in Frage, die eine Reihe von zusätzlichen Belastungen aushalten müssen. Das können z. B. Abrieb
und Stoß, Bewuchs und Mikroorganismen sein, Belastungen durch Witterungseinflüsse oberhalb der
Wasserwechselzone sowie durch gewollte (kathodische Polarisation beim zusätzlichen kathodischen
Korrosionsschutz) oder ungewollte Elementbildung
(Metallkombinationen).
Für den Stahlwasserbau werden heute hauptsächlich lösemittelarme und lösemittelfreie Beschich-
Abb. 5-9: Montage eines beschichteten Schleusentores
tungsstoffe auf Epoxidharz- und Polyurethanharzbasis eingesetzt.
Im Stahlwasserbau sind Schichtdicken von 500 μm
Die Beschichtungssysteme lassen sich in Ein-
(Regelschichtdicke) bis 2000 μm (in besonderen
(hauptsächlich für die Korrosivitätskategorie Im 1)
Fällen) für hochabriebfeste Beschichtungen üblich.
und Mehrschichtsysteme (Im 2 und Im 3) unter-
Die Tabelle A.6 der DIN EN ISO 12944-5:2008-01
teilen, wobei u. a. die Geometrie des Bauteils für
gibt einen allgemeinen Überblick über mögliche
den jeweiligen Einsatz mitentscheidend ist.
Beschichtungssysteme. Diese Systeme lassen sich
auf Beschichtungen im Erdreich übertragen.
Tab. 5-12: Beschichtungssysteme für den Stahlwasserbau in Anlehnung an DIN EN ISO 12944-5
Substrat: Niedriglegierter Stahl, Oberflächenvorbereitung: Sa 2 ½, Rostgrad: A, B, C
Grundbeschichtungen
Nachfolgende
Schichten
Beschichtungssystem
Bindemittel
Pigment
Anzahl
NDFT μm
Bindemittel
Anzahl
NDFT μm
EP, PUR
Zn (R)
1
60
EP, PUR
2–4
360
EP, PUR
Zn (R)
1
60
EP, PUR
2–5
500
EP, PUR
div.
1
80
EP, PUR
2–4
380
EP, PUR
div.
1
80
EP, PUR
2–5
540
–
–
–
–
EP, PUR
1–3
400
–
–
–
–
EP, PUR
1–3
600
Erwartete
Schutzdauer
Niedrig
Mittel
Hoch
43
5.7
Duplex-Systeme
5.7.2
von Duplex-Systemen
5.7.1
Definitionen
Bei der Auswahl geeigneter Beschichtungsstoffe
Der Begriff Duplex-System (lat. duplex = doppelt)
müssen die anwendungsbedingten Eigenschaften,
wurde in den frühen 50er-Jahren für Feuer-
z. B. UV-Stabilität, Alkalibeständigkeit, Diffusions-
verzinkung + Beschichtung geprägt.
dichte etc. berücksichtigt werden. Voraussetzung
für einen langfristigen Schutz ist insbesondere eine
Die Dauer des Schutzes eines Duplex-Systems ist
einwandfreie Haftfestigkeit auf der Verzinkung. Es
erheblich länger als die Summe der Schutzdauer
sollten prinzipiell nur solche Systeme verwendet
von Feuerverzinkung oder Beschichtungssystemen
werden, die sich auf Verzinkung bewährt und ent-
auf Stahl. Je nach Anwendungsbereich und
sprechende Eignungsprüfungen bestanden haben,
Duplex-System werden Synergieeffekte mit einem
außerdem müssen mindestens die Anforderungen
Verlängerungsfaktor von 1,5 bis 2,5 erreicht; eine
der DIN EN ISO 12944-6 erfüllt werden.
Schutzdauer von 25 bis 50 Jahren ist möglich.
Beschichtungen für Duplex-Systeme werden
mit Beschichtungsstoffen auf unterschiedlicher
Tab. 5-13: Allgemein erforderliche Sollschichtdicke
von Beschichtungssystemen auf Feuerverzinkung gemäß Tabelle A.7 der DIN EN ISO 12944
Umgebung
Korrosionsbelastung
außen
innen
Atmosphären mit geringer
Verunreinigung und
trockenem Klima.
Unbeheizte Gebäude,
in denen Kondensation
auftreten kann, z. B. Lager,
Sporthallen
C2
Produktionsräume mit
hoher Feuchte und geringer
Luft ver un reinigung, z. B.
Anlagen zur Lebensmittelherstel lung, Wäschereien,
Brauereien, Molkereien
C3
und Küstenbereiche mit
mäßiger Salzbelastung
Chemieanlagen,
Schwimmbäder,
Bootsschuppen über
Meerwasser
C4
mit hoher Feuchte und
aggressiver Atmosphäre
C 5-I
Küsten- und
Offshorebereiche mit hoher
Salzbelastung
Meistens ländliche Bereiche
Stadt- und Industrieatmosphäre, mäßige
Verunreinigungen durch
Schwefeldioxid.
Küstenbereiche mit
geringer Salzbelastung
44
Erwartete
Schutzdauer
GesamtSollschichtdicke μm
Bindemittelbasis
hoch (H)
80
AY
(PVC)
hoch (H)
120
EP/PUR
160
AY
(PVC)
160
EP/PUR
240
AY
(PVC)
mittel (M)
240
EP/PUR
sehr stark
hoch (H)
320
EP/PUR
C 5-M
mittel (M)
240
EP/PUR
sehr stark
hoch (H)
320
EP/PUR
gering
mäßig
hoch (H)
stark
Abb. 5-10: Bahnhof Straßburg
Bindemittelbasis hergestellt (vgl. Tab. 5-1). Die für
Ein- oder Zweikomponenten-Wash-Primer haben
Duplex-Systeme speziell formulierten Beschich-
sich als Haftvermittler für freibewitterte Beschich-
tungsstoffe unterscheiden sich, auch bei gleicher
tungen auf feuerverzinktem Stahl nicht bewährt.
Bindemittelbasis, zum Teil erheblich von den
Beschichtungsstoffen für Stahloberflächen.
Beschichtungsstoffe auf Basis trocknender Öle
können im Laufe der Belastung ihre Haftfestig-
Der Hersteller von Beschichtungsstoffen muss die
keit verlieren, da die enthaltenen Fettsäuren mit
Eignung der Beschichtungsstoffe und des Beschich-
der Zinkoberfläche unter Bildung von Zinkseifen
tungssystems für verzinkten Stahl ausdrücklich
reagieren. Das schließt auch die Anwendung von
bestätigen, beispielsweise in technischen Merkblät-
sogenannten Universal-Primern auf Alkydbasis aus.
tern. Allgemein gilt unabhängig vom zu beschich-
Diese werden nur im dekorativen Bereich und nicht
tenden Substrat, dass die Beschichtungsstoffe für
im Anwendungsbereich der DIN EN ISO 12944
ein Beschichtungssystem aufeinander abgestimmt
eingesetzt.
sein müssen und vom gleichen Hersteller stammen
sollten.
45
5.7.3
Eigenschaften der Beschichtungen
Abhängig vom jeweils vorliegenden Fall kommen
geeignete Grund- und Deckbeschichtungen oder
auch Einschichtbeschichtungen zum Einsatz. Da
der elektrochemisch wirksame Zinküberzug vorliegt, sind in den Beschichtungen im Prinzip keine
aktiven Korrosionsschutzpigmente erforderlich,
können aber eingesetzt werden.
Voraussetzung für ein wirksames Duplex-System
ist ein guter Schutz des chemisch reaktionsfähigen
Zinküberzuges. In Tabelle 5-13 sind die Sollschichtdicken angegeben, die nach DIN EN ISO 12944-5:
2008-01 allgemein für Beschichtungssysteme auf
Feuerverzinkung bei unterschiedlicher Korrosionsbelastung und erwarteter Haltbarkeit gelten sollen.
Insbesondere im Bereich sehr starker Korrosions-
Abb. 5-11: Beschichtete Achterbahn in Rust
belastung (Korrosivitätskategorie C 5) sollte sehr
sorgfältig geprüft werden, ob ein Duplex-System als
Korrosionsschutzsystem geeignet ist. Vor allem bei
erheblich unterscheiden, sind in Tabelle 5-14 praxis-
sehr hoher Salz- oder Chemikalienbelastung u. a.
relevante Beispiele für Duplex-Systeme aufgeführt.
durch Säuren oder Laugen sind Duplex-Systeme
nicht geeignet. Besonders kritische Anwendungen
5.7.4
Oberflächenvorbereitung der
für Duplex-Systeme sind beispielsweise Verzinke-
verzinkten Oberflächen und
reien (Säurebelastung), Viehställe und Rottehallen.
Haftfestigkeit der Beschichtungen
Eine einwandfreie Haftfestigkeit der BeschichtunDies erklärt auch den scheinbaren Widerspruch,
gen auf dem Substrat ist eine wesentliche Voraus-
der in der Tabelle A.7 der DIN EN ISO 12944-5:
setzung für geeignete Korrosionsschutzsysteme
2008-01 zu finden ist. Im Bereich der hohen zu er-
mit langer Haltbarkeit. Dies gilt insbesondere für
wartenden Schutzdauer auf Ebene der sehr starken
Duplex-Systeme.
Belastungen C 5-I/C 5-M werden Schichtdicken von
320 μm analog zu den Beschichtungssystemen auf
Die Zusammensetzung der Beschichtungsstoffe hat
gestrahltem Stahl empfohlen. Für diese Fälle sind
einen erheblichen Einfluss auf die Haftfestigkeit der
nach Ansicht des Normengremiums die Beschich-
Beschichtungen auf Feuerverzinkung. Organische
tungssysteme auf Stahl die bessere Alternative.
Substanzen, die mit der Zinkoberfläche reagieren
und lösliche, instabile, haftungsmindernde Schich-
Der Einsatz von Duplex-Systemen in diesen Korrosi-
ten bilden, dürfen nicht enthalten sein. Bei der
vitätskategorien sollte daher sehr gründlich geprüft
Bindemittel- und Pigmentauswahl, aber auch beim
werden. Da sich die Angaben zu Beschichtungs-
Einsatz von Lösemitteln und Additiven muss dies
systemen sowohl in der Norm als auch in ver-
konsequent beachtet werden.
schiedenen Publikationen (z. B. Merkblatt 405 vom
46
Stahl-Informationszentrum, Verbände-Richtlinie
Beschichtungsstoffe, die auf physikalisch trocknen-
Duplex, Institut Feuerverzinken) und Spezifika-
den Bindemitteln basieren – wie PVC oder Acryl-
tionen (ZTV-ING, Teil 4, Abschnitt 3) teilweise
harz – haften auf Stückverzinkung sehr gut und
Z Verwendung von Beschichtungsstoffen, die nicht
ausdrücklich für frische, ungesweepte Feuerverzinkung geeignet sind,
verhalten sich „unkomplizierter“ als Zweikomponenten-Beschichtungsstoffe auf Basis der herkömmlichen Epoxidharz- oder Polyurethan-Bindemittel.
Z durch ständige Wassereinwirkung (z. B. Kondensation oder Immersion) werden hohe Korrosionsbelastungen erwartet.
Eine zunehmende Bedeutung verzeichnen die
wasserverdünnbaren Beschichtungsstoffe auf
Acryl-Copolymerisatbasis, z. B. beim Neubau von
Aus der Prüf- und Baustellenpraxis hat sich er-
Freileitungs- und Fahrleitungsmasten.
geben, dass eine sichere Beurteilung der Haftfestigkeit von Duplex-Systemen nur nach einer Wasser-
Sehr gute Voraussetzungen für den Einsatz von
belastung möglich ist (vgl. die vielfältige Literatur
Beschichtungsstoffen auf nicht gesweepten Feuer-
zu dieser Thematik).
verzinkungen liegen immer dann vor, wenn die Beschichtung direkt im Verzinkungsbetrieb in einem
Tabelle 5-14 fasst praxisrelevante Duplex-Systeme
der Feuerverzinkung nachgelagerten Prozess durch-
für verschiedene Anwendungen zusammen.
geführt wird. Geeignet sind speziell formulierte
ein- und zweikomponentige Beschichtungsstoffe.
Im Stahlbau werden immer wieder bandverzinkte
Der Hersteller muss die Eignung der Beschichtungs-
Bauteile angetroffen, die beschichtet werden sollen.
stoffe für diese Anwendung beschreiben.
Aus Gründen des Umweltschutzes haben die Hersteller auf Cr(VI)-freie chemische Passivierungen
Eine Oberflächenvorbereitung des feuerverzink-
der Verzinkung umgestellt. In DIN EN 10346:2009-07
ten Stahls durch Sweep-Strahlen oder eine gleich
wurden die technischen Vorgaben von vier Normen
wirksame Vorbereitungsmethode ist immer dann
zusammengefasst und zum Teil neu definiert.
erforderlich, wenn folgende Ausgangszustände
Generell müssen Beschichtungssysteme auf Band-
vorliegen:
verzinkung auf ihre Eignung hin geprüft werden.
Z freibewitterte Feuerverzinkung mit beginnender
oder bereits erfolgter Weißrostbildung,
Eine sinnvolle Aussage ist auch in diesem Fall erst
nach einer Wasserbelastung möglich.
Tab. 5-14: Praxisbewährte Duplex-Systeme für unterschiedliche Anwendungen
Grundbeschichtungen
Beschichtungssystem
Anwendungsbeispiele
Bindemittel
Anzahl
NDFT μm
Bindemittel
Anzahl
NDFT μm
PUR
1
AY
1
60 – 80
–
1
60 – 80
Dekorative Beschichtung ohne korrosive Belastung
1
1
100
–
1
100
Neubau von Hochspannungs- und
Fahrleitungsmasten, Werksbeschichtung
EP
1
AY
1
80
PUR
2
160
Brückengeländer, Signal- und Schilderbrücken
EP
1
80
PUR
2
160
Fuß- und Ankerplatten, Berührungen zwischen
Beton und Stahl
EP
1
80
EP, PUR
3
240
Konstruktion mit ständiger Kondensat- oder
Feuchtebelastung
EP
1
150
EP, PUR
3–4
500
Im Erdreich oder bei dauernder Wasserbelastung
AY
1
Nachfolgende
Schichten
In der Regel wasserverdünnbar
47
Praktische Hinweise über Zusammensetzung,
Oberflächenart und -vorbehandlung sowie zur Beschichtung können dem Merkblatt 229 „Beschichten von oberflächenveredeltem Stahlblech“ vom
Stahl-Informations-Zentrum (www.stahl-info.de)
entnommen werden.
5.8
und auf der Baustelle
5.8.1
Die Applikation von Korrosionsschutz-Beschichtungsstoffen erfolgt teilweise maschinell, teilweise
manuell. Es wird zunehmend dazu übergegangen,
u. a. bedingt durch den Trend zum typisierten
Bauen, auch bei großen Bauwerken wie Brücken
oder Stahlhochbauten die einzelnen Elemente
industriell zu beschichten. Mindestens eine Schicht
wird häufig bereits im Werk appliziert, z. B. die
Grundbeschichtung und die Zwischenbeschich-
Abb. 5-12: Werksbeschichtung
tung, aber auch der sogenannte Shop Primer, der
auf der Baustelle wieder entfernt wird.
teile vor Ort weiter beschichtet werden, möglichst
Die Beschichtung im Werk weist folgende Vorteile
gering zu halten.
auf:
Z Steuerbarkeit von Temperatur und relativer
Luftfeuchte,
In jedem Fall müssen Schäden, die bei Lagerung
Z größerer Durchsatz und dadurch geringere
Kosten,
ausgebessert werden. Dort erfolgt auch die letzte
oder Montage entstanden sind, auf der Baustelle
Deckbeschichtung.
Z keine Beeinflussung durch schlechtes Wetter,
Z bessere Qualitätskontrolle als auf der Baustelle.
Folgende Beschichtungssysteme kommen zum
Einsatz:
Dem stehen auch einige Nachteile gegenüber, wie
Z mögliche Begrenzung bei größeren Bauteilen,
Z mögliche Schäden an der Beschichtung durch
Handhabung, Transport und Montage,
Z mögliche Verschmutzung der letzten Werksbeschichtung bei langer Zwischenlagerung und
Notwendigkeit einer zusätzlichen Oberflächenvorbereitung.
Um die Schäden bei Transport und Lagerung
möglichst gering zu halten, empfiehlt es sich, die
Zwischenstandzeit, d. h. den Zeitraum, ehe die Bau-
48
Z Einfache Systeme auf Basis schnelltrocknender
Alkydharz-Bindemittel und auf Basis von
wässrigen Acrylharzen,
Z dickschichtige Einschichtsysteme auf Basis
lösemittelarmer Epoxidharze und Polyurethane,
Z Mehrschichtsysteme mit dem klassischen
Aufbau:
Grundbeschichtung (GB)
Epoxidharz /
Zinkstaub
Zwischenbeschichtung (ZB) Epoxidharz/
Eisenglimmer
Deckbeschichtung (DB)
PUR-AY
In der Verarbeitungstechnik spielt das AirlessSpritzen die hauptsächliche Rolle. Filigrane
Stahl konstruktionen werden mit Pinsel und Rolle
Z Applikationsmängel wie Taupunktunterschreitung, zu geringe Kantenabdeckung, nicht nachgearbeitete Schweißnähte.
beschichtet.
In der Vergangenheit wurden bei großen Bauwerken
5.8.2
Beschichtung auf der Baustelle
wie beispielsweise Stahlbrücken die Korrosions-
Erstbeschichtung
schutzsysteme bis zu einem relativ hohen Schädi-
Bei Erstbeschichtung auf der Baustelle ist mit
gungsgrad am Bauwerk belassen und dann voll-
erschwerten Bedingungen zu rechnen. Dies betrifft
ständig durch ein neues Korrosionsschutzsystem
sowohl die Oberflächenvorbereitung als auch die
ersetzt. Inzwischen werden auch Ausbesserungen
Applikation und Trocknung bzw. Härtung der
bzw. Teilerneuerungen als Instandsetzungs-
Beschichtungsstoffe. Bei stark profilierten Stahl-
alternative eingesetzt. Im Vordergrund stehen dabei
konstruktionen wird auch hier mit Pinsel und Rolle
gearbeitet.
Instandsetzung
Die Beschichtung unterliegt im Laufe der Zeit
einem natürlichen Abbauprozess. Die Folgen zeigen
sich zunächst in der Beeinträchtigung der optischen Eigenschaften. Durch Abbau des organischen
Bindemittels kreidet die Beschichtung, der Glanz
oder andere optische Effekte gehen verloren, die
Farbe verändert sich. Die Schichtdicke nimmt ab,
die Beschichtung versprödet und es treten kleine
Risse auf, durch die Wasser, Sauerstoff und ggf.
Salze bis zum Substrat vordringen können. Auf
Stahl wird Rostbildung ausgelöst, die sich schnell
als Punktrost zeigt, der sich zum Flächenrost ausbreitet und die Beschichtung flächig absprengt.
Gravierender als Schädigungen durch vorhersehbares Abbauverhalten können nicht vorhersehbare
Schädigungen sein, die durch mangelhaftes Material oder Mängel bei der Verarbeitung verursacht
sind, z. B.:
Z Mangelhafte Oberflächenvorbereitung, d. h.,
Reste von Walzhaut, Rost, Eisensulfatnester oder
andere Verunreinigungen wurden nicht sorgfältig entfernt oder die Rautiefe ist zu gering,
Z Mängel am Material, das sich in Blasenbildung,
Runzelbildung, Verbundstörungen oder mangelhaftem Korrosionsschutz äußert,
Z Überforderung des gewählten Systems z. B.
durch zu hohe Temperaturen oder unerwartete
chemische Belastung,
Abb. 5-13: Vorbereitete Stahlbauteile
49
Abb. 5-14: Abblätternde Altbeschichtung
sowohl Aspekte der Wirtschaftlichkeit oder des
Zustand der Altbeschichtung beurteilt werden.
Umweltschutzes als auch das Interesse an einer
Dazu müssen zunächst Informationen über die Alt-
Auffrischung bzw. einer neuen Farbgebung für die
beschichtung vorliegen. Dazu zählen u. a. Hinweise
gesamte Stahlkonstruktion. Die Tabelle 5-15 fasst
zur Oberflächenvorbereitung, zu dem verwendeten
die verschiedenen Alternativen zusammen.
Beschichtungssystem anhand von Spezifikationen
oder Datenblättern sowie zur Korrosionsbelastung
und zum Alter.
Tab. 5-15: Definition von
Instandsetzungsmaßnahmen
Als nächstes muss der Zustand der Altbeschichtung
Ausbesserung
Wiederherstellen des Korrosionsschutzes
an kleinflächigen Fehlstellen
Teilerneuerung
Wiederherstellen des Korrosionsschutzes an
Fehlstellen und Aufbringen von mindestens
einer ganzflächigen Deckbeschichtung
Vollerneuerung
Restloses Entfernen des alten Korrosionsschutzes und Aufbringen eines neuen
Korrosionsschutzsystems
geprüft werden, und zwar
Z visuell auf Risse, Blasen, Runzeln, Abblätterungen, Durchrostung der Beschichtung,
Z durch Messung der Schichtdicke,
Z mechanisch durch Gitterschnitt, Kreuzschnitt,
Spanprüfung, Schaben, eventuell Haftzugprüfung,
Z ggf. durch Entfernung der Altbeschichtung,
um die Unterrostung festzustellen.
Bevor am Bauwerk eine Entscheidung darüber
Für eine Vollerneuerung sprechen
getroffen wird, ob eine Teilerneuerung ausreichend
Z großflächige Unterrostung der Altbeschichtung,
z. B. mehr als 20 %,
oder eine Vollerneuerung notwendig ist, muss der
50
Z Verlust der Haftfestigkeit zum Stahl,
Eine genaue Festlegung der Schutzdauer von
Z intensive Blasenbildung bis zum Substrat sowie
Beschichtungssystemen ist nicht möglich, da sie
Z Versprödung der Altbeschichtung (Gt > 3).
bekanntermaßen von vielen Parametern beeinflusst
wird, z. B. von:
Entscheidet man sich für eine Teilerneuerung,
Z der Art des Beschichtungssystems,
muss noch das geeignete Verfahren zur
Z der Gestaltung des Bauwerks,
Oberflächenvorbereitung ausgewählt werden,
Z das intensiv genug ist, um arteigene und artfremde Verschmutzungen und lose Beschichtungen zu entfernen,
Z das aber auch schonend genug ist, um die
noch intakte Altbeschichtung nicht unnötig zu
schädigen.
Z dem Zustand der Stahloberfläche vor der
Vorbereitung,
Z der Wirksamkeit der Oberflächenvorbereitung,
Z der Ausführung der Beschichtungsarbeiten,
Z den Bedingungen während des Beschichtens,
Z der Belastung nach dem Beschichten.
Bleibt bei der Teilerneuerung auf der Oberfläche
In DIN EN ISO 12944 werden aus den genannten
noch Rost zurück, muss für die Grundbeschichtung
Gründen drei Bereiche definiert (Tab. 5-16).
ein restrostverträglicher, sogenannter „oberflächentoleranter“ Beschichtungsstoff auf Basis modifi-
Im Einzelfall können aufgrund langjähriger Erfah-
zierter Alkydharze, Urethanalkydharze, 1K-PUR-
rungen durchaus genauere Angaben zur Schutz-
Bindemittel oder spezieller penetrationsfähiger
dauer, teilweise auch mit längeren Standzeiten, ge-
EP-Bindemittel eingesetzt werden.
geben werden. So wird z. B. in den ZTV-ING, Teil 4,
Die Auswahl geeigneter Instandsetzungssysteme
Abschnitt 3 mit einer besonders hohen Schutzdauer
lässt sich anhand von Probeflächen am besten
von mindestens 25 Jahren geplant.
treffen.
Die Tabellen von DIN EN ISO 12944-5 enthalten eine
5.9
Schutzdauer und
Vielzahl von Beispielen von Beschichtungssystemen
Gewährleistung
für den Einsatz in verschiedenen Umgebungsbedingungen mit unterschiedlichen Korrosivitätskatego-
Unter Schutzdauer versteht man die erwartete
rien bzw. Kategorien für Wasser und Erdreich.
Standzeit eines Beschichtungssystems bis zur
ersten Instandsetzung. Dabei wird angenommen,
Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die
dass eine Instandsetzung aus Korrosionsschutz-
Beschichtungssysteme für die höchste Belastung
gründen normalerweise notwendig ist, wenn die
der jeweiligen Kategorie geeignet sein müssen. Vom
beschichteten Flächen einen Rostgrad Ri 3 nach
Beschichtungsstoffhersteller können entsprechende
ISO 4628-3 aufweisen. Aus ästhetischen oder
Bestätigungen oder Eignungsnachweise verlangt
technischen Gründen wird eine Ausbesserung oder
werden.
Instandsetzung der Beschichtung aber meistens
schon bei wesentlich geringerem Schädigungsgrad
vorgenommen.
Tab. 5-16: Definition der zu erwartenden
Schutzdauer
Die Schutzdauer ist keine Gewährleistungszeit.
Bezeichnung
Zu erwartende Schutzdauer
Bei der Auswahl und dem Vergleich von Beschich-
hoch (H)
über 15 Jahre
mittel (M)
5 bis 15 Jahre
niedrig (L)
2 bis 5 Jahre
tungssystemen, der Planung von Korrosionsschutzmaßnahmen sowie der Festlegung von Instandsetzungsprogrammen bietet sie aber viele Vorteile.
51
Chemikalienprüfung
52
6 Laborprüfungen zur Bewertung von Beschichtungssystemen
Bevor ein Beschichtungssystem auf einem Stahlbauwerk eingesetzt wird, muss es auf seine
Leistungsfähigkeit geprüft werden.
Die Prüfung der Schutzdauer und des Korrosionsschutzverhaltens im Freien würde viele Jahre
in Anspruch nehmen, sodass Verfahren zur sogenannten „künstlichen“ Korrosionsprüfung
entwickelt wurden, mit deren Hilfe man die zu erwartende Belastung im Labor nachstellen kann
und dabei in Stunden oder Tagen zu aussagefähigen Ergebnissen gelangt, die zumindest für eine
erste Orientierung geeignet sind.
6.1
Anwendungsbereich
im Vergleich mit dem „besseren“ oder „sehr viel
besseren“ Korrosionsschutzverhalten das neue,
geprüfte System beurteilen zu können.
In DIN EN ISO 12944-6 sind künstliche Korrosionsprüfungen beschrieben, die eine Grundlage für
einen objektiven Vergleich darstellen und vor allem
6.2
Prüfverfahren
für solche Systeme wichtig sind, für die noch keine
praktischen Erfahrungen vorliegen.
Prinzipiell setzen sich Laborprüfungen zusammen
aus
Es sind Prüfverfahren, Prüfbedingungen und Bewertungskriterien für Beschichtungssysteme festge-
Z der beschleunigten Alterung der Beschichtungssysteme und
legt. Die Angaben beschränken sich allerdings auf
die Prüfung der korrosionsschützenden Wirkung
anhand der Beständigkeit gegen Wasser, Feuchtigkeit und Salzsprühnebel. Sollten weitere Aussagen
über das Korrosionsverhalten von Beschichtungen
sowie über Licht- oder Chemikalienbeständigkeit
erforderlich sein, können zwischen den Vertragspartnern weitere Prüfungen vereinbart werden.
In den Prüfbedingungen werden die Belastungen
nachgestellt, die entsprechend den Korrosivitätskategorien zu erwarten sind. Bewertungen der
Prüfergebnisse können zur Beurteilung des Beschichtungssystems beitragen.
Allerdings sind die derart erhaltenen Prüfergebnisse nur ein Hilfsmittel, das sich nicht dazu eignet,
die Schutzdauer von Beschichtungssystemen genau
zu bestimmen. Daher werden praxiserprobte Bezugssysteme zunehmend an Bedeutung gewinnen.
Es empfiehlt sich also immer, ein oder zwei erprobte Systeme als Referenzmaterial mitzuprüfen, um
Abb. 6-1: Kurzbewitterungstest
53
6.2.1
Belastung
Beschleunigende Prüfverfahren nach DIN EN ISO
12944-6 sind sowohl durch die Art der Belastung
gekennzeichnet:
Z Eintauchen in Wasser,
Z Einwirken von Chemikalien,
Z Kondensieren von Wasserdampf,
Abb. 6-2: Farbmetrik
Z Einwirkung von neutralem Salzsprühnebel,
Z Kondensieren von Wasserdampf mit SO2-Zusatz
Z der Beurteilung, die visuell oder durch weitere
Prüfverfahren erfolgen kann.
als auch durch die Dauer der Belastung, die mit
Z den Korrosivitätskategorien C 1 – C 5 aus DIN EN
ISO 12944-2 und
Vor und nach der Belastung müssen bestimmte
Z der Schutzdauer (niedrig (L), mittel (M), hoch
(H)) aus DIN EN ISO 12944-1 korrespondiert.
Kennwerte erreicht werden, die als Mindest-Prüfwerte charakterisiert sind.
Tab. 6-1: Belastungskriterien für Beschichtungssysteme auf Stahl
Kategorie
Schutzdauer
Belastungsdauer in Stunden (h)
ISO 2812-1 *
Einwirken von
Chemikalien
ISO 2812-2
Eintauchen in
Wasser
ISO 6270-1
Kondensieren von
Wasserdampf
ISO 9227
Einwirken von neutralem
Salzsprühnebel
C2
niedrig (L)
mittel (M)
hoch (H)
48
48
120
C3
niedrig (L)
mittel (M)
hoch (H)
48
120
240
120
240
480
C4
niedrig (L)
mittel (M)
hoch (H)
120
240
480
240
480
720
C 5-I
niedrig (L)
mittel (M)
hoch (H)
240
480
720
480
720
1440
C 5-M
niedrig (L)
mittel (M)
hoch (H)
720
1440
480
720
1440
Im 1
Im 2
Im 3
168
168
168
niedrig (L)
mittel (M)
hoch (H)
2000
3000
niedrig (L)
mittel (M)
hoch (H)
2000
3000
720
1440
niedrig (L)
mittel (M)
hoch (H)
2000
3000
720
1440
* Die Belastung nach ISO 2812-1 darf durch Belastung nach ISO 3231 (Kesternich-Test: Kondenswasser + SO2) ersetzt oder ergänzt werden.
Dabei gilt: 10 Zyklen für Schutzdauer „niedrig (L)“, 20 Zyklen für „mittel (M)“ und 30 Zyklen für „hoch (H)“.
54
6.2.2
Prüfung und Bewertung
Die Bewertung der Beschichtungssysteme erfolgt
nach den einschlägigen Prüfnormen (Tab. 6-2).
Als zusätzliche Kriterien werden Messungen der
Haftfestigkeit nach der Abreißmethode und die
Gitterschnitt-Prüfung herangezogen.
Im Anhang dieses Teils der Norm findet sich ein
Formular zum Erstellen des Prüfberichts.
6.3
Einheitliche Prüfung
und Bewertung
Die Tatsache, dass Laborprüfungen in eine Norm
zum Korrosionsschutz aufgenommen wurden, ist ein
wichtiger Schritt auf dem Weg zu einheitlichen Prüf-
Abb. 6-3: Korrosionsschutzprüfungen unter maritimen
Umgebungsbedingungen
verfahren und Bewertungskriterien für Beschichtungssysteme im Anwendungsbereich der Norm.
Auf diese Weise werden nationale, branchen- oder
gar firmenspezifische Methoden zurückgedrängt.
Mit anderen Worten: Steigende Aggressivität der
Umgebung wird bei den Laborprüfungen durch
Die Hersteller von Beschichtungsstoffen werden
erhöhte Belastungsdauer simuliert.
in Zukunft ihre Produkte nur noch nach den hier
Die Belastungskriterien sind in Tabelle 6-1 zusam-
zitierten Normen prüfen oder von neutralen Ein-
mengefasst.
richtungen prüfen lassen.
Tab. 6-2: Anforderungen an ein Korrosionsschutzsystem
Bewertungsverfahren
Kenngröße
Anforderung
Bewertung vor der Belastung
ISO 2409
Gitterschnitt-Kennwert *
0 oder 1 (für Beschichtungssysteme mit einer DFT <250 μm)
ISO 4624
Haftfestigkeit
Kein Adhäsionsbruch zum Untergrund bei Werten <5 MPa zulässig
Bewertung sofort nach der Belastung
ISO 4628-2
Blasengrad
0 (S 0) (Bewertung sofort)
ISO 4628-3
Rostgrad
Ri 0 (Bewertung sofort)
ISO 4628-4
Rissgrad
ISO 4628-5
Abblätterungsgrad
Bewertung nach weiteren 24 Stunden Konditionierung bei Raumklima
ISO 2409
Gitterschnitt-Kennwert *
0 oder 1 (für Beschichtungssysteme mit einer DFT <250 μm)
ISO 4624
Haftfestigkeit
Kein Adhäsionsbruch zum Untergrund bei Werten <5 MPa zulässig
* bei Schichtdicken >250 μm Kreuzschnitt nach DIN EN ISO 16276
55
Überwachung und Prüfung
56
7 Ausführung und Überwachung der Beschichtungsarbeiten
Um für ein Stahlbauwerk den Korrosionsschutz mit Beschichtungssystemen mit möglichst langer
Schutzdauer sicherzustellen, müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein:
Z normgerechte Oberflächenvorbereitung,
Z Ausführung der Beschichtungsarbeiten von einem qualifizierten Betrieb,
Z geprüfter Beschichtungsstoff, der den Anforderungen des Auftraggebers entspricht und nach
den Angaben des Herstellers gelagert und verarbeitet wird.
Diese Forderungen werden in einer für Auftraggeber und Auftragnehmer verbindlichen Spezifikation festgelegt. Es wird vereinbart, auf welche Weise die Einhaltung der Spezifikation und der
Ablauf der Arbeiten überwacht werden.
7.1
Anwendungsbereich
7.2
Qualifikation des
Auftragnehmers
In DIN EN ISO 12944-7 werden grundlegende
Hinweise und Details zur „Ausführung und Über-
Die Firmen, die Beschichtungsarbeiten überneh-
wachung der Beschichtungsarbeiten“ im Werk und
men, müssen personell und technisch so ausgestat-
auf der Baustelle beschrieben.
tet sein, dass sie
Im strengen Sinn gilt dieser Teil der Norm nur für
Z die Arbeiten fachgerecht und betriebssicher ausführen können,
das Aufbringen von Beschichtungen. Er gilt also
Z über qualifiziertes Personal verfügen,
nicht
Z für jeden Verfahrensschritt die geforderte Qualität erreichen.
Z für Oberflächenvorbereitung und ihre Überwachung (geregelt in Teil 4 der DIN EN ISO 12944),
Z für das Aufbringen von anorganischen Überzügen, z. B. Spritzverzinken,
Diesen Nachweis kann der Auftragnehmer am
Z für Vorbehandlungsverfahren, z. B. Phosphatieren und Chromatieren sowie
system z. B. nach der DIN EN ISO 9000-Reihe
Z für spezielle Beschichtungsverfahren wie Tauchen, Pulverbeschichten und Bandbeschichten.
standards mit den einzelnen Verfahrensschritten
Im weiteren Sinn lassen sich die Angaben über
Eine spezifische Qualifikation für fachlich beson-
die Qualifikation des Auftragnehmers, über die
ders anspruchsvolle Arbeiten lässt sich beispiels-
Ausführung und Überwachung von Arbeiten, die
weise durch einen Korrosionsschutzlehrgang, der
mit den Beschichtungsarbeiten im Zusammenhang
die Anforderungen der ZTV-ING, Teil 4, Abschnitt 3
stehen, wie Oberflächenvorbereitung und -vorbe-
(ehemals ZTV-KOR-Stahlbauten) erfüllt, nach-
handlung, auch auf diese übertragen.
weisen.
besten durch ein zertifiziertes Qualitätssicherungs-
erbringen, aus dem die allgemeinen Ausführungs-
hervorgehen.
57
7.3
Zustand der Oberfläche
Die Beschichtungsstoffe müssen nach dem vorgege-
vor der Beschichtung
benen Verfahren, das ggf. vorher durch Prüfungen
ermittelt wurde, zu verarbeiten sein.
In der Spezifikation muss die Anforderung an die
vorbereitete Oberfläche beschrieben sein. Die Ober-
Die auf dem Gebinde angegebene Lagerzeit ist
flächen sind auf die Einhaltung der Spezifikation
ebenso einzuhalten wie eine Lagertemperatur
in Bezug auf Reinheit (visuelle und ggf. chemi-
zwischen +3 und +30 °C. Insbesonders wässrige
sche Verfahren) und Rauheit – wie in DIN EN ISO
Beschichtungsstoffe können nach Gefrieren un-
12944-4 beschrieben – zu prüfen.
brauchbar werden.
Die Anforderungen an
Bei Lagerung und Transport von Lösemitteln oder
Z die Überwachung der Reinheit und Rauheit,
kennzeichnungspflichtigen Beschichtungsstoffen
Z die Häufigkeit und
sind die entsprechenden sicherheitsrelevanten Verordnungen zu beachten.
Z die zu prüfenden Flächen
sind in der Spezifikation festzulegen.
Gebinde sollen bis zur Verarbeitung geschlossen
Abweichungen des Oberflächenzustandes von den
bleiben. Angebrochene Gebinde, die wieder
Vorgaben sind dem Auftraggeber mitzuteilen.
verschlossen wurden, sind als solche deutlich zu
kennzeichnen.
Die Temperatur der Oberfläche muss während der
Arbeiten mindestens 3°K über dem Taupunkt der
7.5
Ausführung der Arbeiten
umgebenden Luft liegen.
Jedes angelieferte Gebinde muss auf deutlich erIm Übrigen sind die Vorgaben hinsichtlich der
kennbare Mängel geprüft werden, z. B. auf
Ober flächenvorbereitung und der klimatischen
Bedingungen in den Datenblättern der Beschich-
Z Abweichung des Inhalts von der Gebindeaufschrift,
tungsstoffhersteller zu beachten.
Z Verunreinigungen,
Z unzulässige Hautbildung,
7.4
Qualität der
Beschichtungsstoffe
Z Bodensatzbildung (nicht aufrührbar) und
Z Verarbeitungsfähigkeit bei den gegebenen
klimatischen Bedingungen.
Beschichtungsstoffe müssen vom Hersteller zusammen mit
Die Wahl des Beschichtungsverfahrens, die in der
Z einem technischen Datenblatt, das alle Angaben
zur Verarbeitung enthält, und
Spezifikation angegeben ist, hängt ab vom
Z einem Sicherheitsdatenblatt, anhand dessen der
Verarbeiter die Betriebsanweisung erstellen kann,
Z der Oberfläche,
geliefert werden.
Z der Art und Größe des Bauwerks und
Z den örtlichen Gegebenheiten.
Für die technischen Angaben im Datenblatt müssen
Als Beschichtungsverfahren kommen Streichen,
die angewandten Prüfverfahren genannt werden, so-
Rollen und die verschiedenen Arten des Spritzens
dass die Angaben nachvollziehbar sind. Sind über
in Frage, wie
das technische Datenblatt hinausgehende Angaben
Z konventionelles Druckluftspritzen mit niedrigem
Druck,
erforderlich, sind sie vom Hersteller mitzuliefern.
58
Z Beschichtungsstoff,
Abb. 7-1: Sony Center Berlin
Z Airless-Spritzen,
Vor Beginn und während der Arbeiten muss geprüft
Z Airless-Spritzen mit Druckluftunterstützung und
werden, ob die Umgebungsbedingungen, also Tem-
Z elektrostatisches Spritzen.
peratur und Luftfeuchte, den im technischen Datenblatt des Herstellers angegebenen Vorgaben ent-
Alle Parameter bei der Applikation, z. B.
sprechen. Frisch beschichtete Flächen sind – wenn
Z Viskosität und Temperatur des Beschichtungsstoffes,
notwendig – zu schützen, z. B. gegen Regen, Staub
oder Lackspritznebel aus benachbarten Gewerken.
Z Spritzdruck und Spritzdüse,
Z Spritzabstand und Spritzwinkel
7.6
Eisenglimmerhaltige und aluminiumpigmentierte Beschichtungs-
sind so zu wählen, dass geschlossene Schichten mit
stoffe und ihre Verarbeitung
einheitlicher Schichtdicke entstehen. Die Messverfahren und die zulässigen Toleranzgrenzen – und
Eine wesentliche Funktion von Eisenglimmer in
zwar nach unten und nach oben – sind vorher zu
Beschichtungsstoffen ist die erhöhte Korrosions-
vereinbaren.
schutzwirkung. Eisenglimmer- und Aluminiumteilchen decken wegen ihrer blättchenförmigen
Um die Sollschichtdicke in den zulässigen Toleranz-
Struktur den Untergrund besonders wirksam ab
grenzen zu erreichen, ist während des Beschichtens
und werden daher für Beschichtungsstoffe im Kor-
die Nassschichtdicke regelmäßig zu prüfen.
rosionsschutz bevorzugt eingesetzt. Die Pigmentstruktur führt bei sachgemäßer Rezeptierung und
Schwer erreichbare Flächen sowie Ecken und
Verarbeitung zu einer diffusen Lichtreflexion,
Kanten sind besonders sorgfältig zu bearbeiten
d. h., Unebenheiten der Metalloberfläche treten,
(z. B. Vorstreichen mit Pinsel oder Rolle).
im Gegensatz zu hochglänzenden Beschichtungsfilmen, deutlich zurück.
59
Die Blättchenstruktur von Metallpigmenten führt
Die Art und Häufigkeit der Überwachung wird
zur Ausbildung des sogenannten polychromati-
durch die Art und Bedeutung des Bauwerks
schen Effektes. Diese Vielfarbigkeit kommt z. B. bei
bestimmt und zwischen den Vertragspartnern
intensiven Blau- und Grüntönen sowie bei hellen,
vereinbart. Für die Überwachung ist fachkundiges
aluminiumpigmentierten Farben besonders zum
Personal erforderlich. Alle Unstimmigkeiten sind
Ausdruck. Unterschiede in der Applikationsart ver-
zwischen den Vertragspartnern zu klären, ggf.
stärken je nach Lichtverhältnis und Betrachtungs-
müssen Vereinbarungen geändert werden.
winkel diese Mehrfarbigkeit und können zu einem
optisch sehr unterschiedlichen Erscheinungsbild
Die Beschichtungen müssen entsprechend der
führen. Auch Materialüberlappungen zeigen durch
Spezifikation geprüft werden auf
erhöhte und unterschiedliche Schichtdicke dieses
Z Gleichmäßigkeit, Farbe und Deckvermögen,
optisch sehr unterschiedliche Bild. Das Aussehen
Z Mängel wie Fehlstellen, Runzeln, Krater, Luftblasen, Abblätterungen, Risse und Läufer,
der Eisenglimmer-/Aluminiumbeschichtung sollte
daher immer in Relation zu ihrer unbestrittenen
Z Trockenschichtdicke nach ISO 2808 oder ISO
19840,
Schutzwirkung betrachtet werden.
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass
Z Haftfestigkeit nach ISO 2409, DIN EN 16276 und
ISO 4624,
unterschiedliche Verarbeitungsverfahren zu Farbabweichungen führen. Für Ausbesserungen oder
Z in Sonderfällen: Porosität mit Nieder- und Hochspannungsgeräten.
Nacharbeiten ist das gleiche Auftragsverfahren wie
bei der ursprünglichen Arbeitsausführung anzuwenden. Wo dies nicht möglich ist, sollten immer
Zur Messung der Trockenschichtdicke müssen zwi-
geometrisch abgeschlossene Teilflächen bearbeitet
schen den Vertragspartnern festgelegt sein:
werden.
Z Messverfahren und Messgeräte,
Z Einzelheiten zur Kalibrierung der Geräte,
7.7
Überwachung der Arbeiten
Z Berücksichtigung des Einflusses der Rauheit,
Z Art und Anzahl der Messungen für jede Oberflächenart (Messplan) sowie
Alle Arbeiten sind grundsätzlich vom Auftragnehmer (Eigenüberwachung), zweckmäßig auch
Z Form der Dokumentation der Messergebnisse
und deren Abgleich mit den Abnahmekriterien.
vom Auftraggeber (Fremdüberwachung) zu
überwachen. Gegebenenfalls ist der Hersteller der
Da in der Praxis Schichtdickenschwankungen
Beschichtungsstoffe hinzuzuziehen.
unvermeidbar sind, legt die DIN EN ISO 12944 zu-
Tab. 7-1: Empfohlene Anzahl von Kontrollflächen (Höchstwerte)
Größe der zu
beschichtenden Fläche [m²]
Höchstzahl von
Kontrollflächen
Prozentualer Anteil der Kontrollflächen zur Gesamtfläche
Gesamtfläche der
Kontrollflächen [m²]
< 2.000
3
0,6
12
2.000 – 5.000
5
0,5
25
5.000 – 10.000
7
0,5
50
10.000 – 25.000
7
0,3
75
25.000 – 50.000
9
0,2
100
> 50.000
9
0,2
200
60
lässige Toleranzen für Über- und Unterschreitungen
fest. Diese gelten für die Vertragspartner, sofern keine abweichenden Regelungen vereinbart wurden.
Vor allem in kritischen Phasen, z. B. bei Änderung
der Verantwortlichkeit oder nach längeren Lagerzeiten zwischen der Applikation einzelner Schichten, ist die Trockenschichtdicke unter Beachtung
der Soll-, Mindest- und Höchstschichtdicke zu
messen.
Bei zerstörenden Messverfahren, z. B. für die Haftfestigkeit, müssen die beschädigten Stellen ausgebessert werden. Die DIN EN ISO 16276-1 und -2
geben Hinweise zur Beurteilung der Adhäsion/
Kohäsion einer Beschichtung auf der Baustelle.
7.8
Anlegen von Kontrollflächen
Kontrollflächen am Bauwerk werden angelegt, um
Z einen verbindlichen Standard für die Ausführung der Beschichtungsarbeiten festzulegen,
Z die Angaben des Beschichtungsstoffherstellers
oder Auftragnehmers zu verifizieren und um
Z das Verhalten der Beschichtungen zu jedem Zeitpunkt beobachten und prüfen zu können.
Abb. 7-2: Airless-Verarbeitung
Ihre Größe und Anzahl muss technisch und
wirtschaftlich im angemessenen Verhältnis zum
gesamten Bauwerk stehen (Tab. 7-1).
Kontrollflächen können dauerhaft gekennzeichnet
Kontrollflächen werden in der Regel nicht für
werden und sind im Korrosionsschutzplan zu
Gewährleistungszwecke benutzt. Sie können jedoch
dokumentieren.
nach Vereinbarung zwischen den Vertragspartnern
für diesen Zweck herangezogen werden.
Die Bewertung der Beschichtungen muss nach Verfahren erfolgen, die zwischen den Vertragspartnern
Kontrollflächen werden in Gegenwart aller
vereinbart sind, am besten nach den einschlägigen
Vertragspartner an repräsentativen Bereichen an-
Normen.
gelegt, wo die Korrosionsbelastungen des Bauwerks
typisch sind. Sie sollten auch Zonen wie Schweiß-
Wenn Kontrollflächen für Gewährleistungszwecke
nähte, Schraubenverbindungen, Kanten etc. mit-
herangezogen werden, müssen Mängel an der
einbeziehen.
Beschichtung und ihre Ursachen in Einzelfallentscheidungen von qualifizierten Sachverständi-
Kontrollflächen müssen in Gegenwart der Vertrags-
gen beurteilt werden.
partner angelegt und dokumentiert werden. Neben
den Beschichtungsarbeiten sind auch die Art und
Beschädigte Kontrollflächen werden ausgebessert,
der Zustand der Oberflächenvorbereitung zu proto-
die Ausbesserungen gelten dann aber nicht mehr
kollieren.
als Kontrollflächen.
61
8 Erarbeiten von Spezifikationen für Erstschutz und Instandsetzung
Die Basis jeder vertraglichen Vereinbarung zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer bei
Beschichtungsarbeiten im Stahlbau ist die genaue Beschreibung der zu erbringenden Leistung.
In Spezifikationen wird das zu beschichtende Objekt in allen Details beschrieben, die auszuführenden Arbeiten und das zu verwendende Material werden festgelegt und die Art der
Überprüfung wird vereinbart. Schließlich muss eine Gewährleistungsdauer vereinbart werden.
8.1
Anwendungsbereich
8.2
Nutzungsdauer, Schutzdauer
und Gewährleistung
DIN EN ISO 12944-8 „Erarbeiten von Spezifikationen für Erstschutz und Instandsetzung“ behandelt
Die realisierbare Schutzdauer eines Beschichtungs-
das Erstellen von Spezifikationen für den Korro-
systems ist im Allgemeinen kürzer als die erwartete
sionsschutz von Stahlbauten mit Beschichtungs-
Nutzungsdauer des Bauwerks. Aus diesem Grund
systemen
muss bereits bei der Planung und Gestaltung die
Z beim Erstschutz und
Möglichkeit der Instandsetzung oder Erneue-
Z bei der Instandsetzung.
rung von Beschichtungssystemen miteinbezogen
werden. Später nicht mehr zugängliche Bauteile
Die vorgeschlagenen Schemata und Formblätter
müssen von vornherein so geschützt werden, dass
lassen sich auf Arbeiten im Werk und auf der Bau-
der Korrosionsschutz während der Nutzungsdauer
stelle, für den Erstschutz und die Instandsetzung
des Bauwerks sichergestellt ist.
anwenden. Dabei können die Korrosionsbelastungen, die Umgebungsbedingungen und eventuelle
Für den Erstschutz eines Bauwerkes mit langer
Sonderbelastungen sehr unterschiedlich sein.
Nutzungsdauer ist ein Beschichtungssystem mit
der längsten zu erwartenden Schutzdauer („hoch“
Dieser Teil der Norm enthält:
gemäß DIN EN ISO 12944-5) wirtschaftlich, weil
Z Verfahren zum Erarbeiten einer Spezifikation
für Erstschutz oder Instandsetzung,
dadurch der Umfang der Instandsetzungsmaß-
Z Inhalt einer Spezifikation,
Nutzungsdauer auf ein Minimum reduziert wird.
Z Angaben zu einer Spezifikation für Beschichtungssysteme für Erstschutz und Instandsetzung,
Aus der zu erwartenden Schutzdauer kann unter
nahmen oder Erneuerungsarbeiten während der
Berücksichtigung der zu erwartenden Nutzungs-
Z ein Formblatt für das Anlegen von Kontrollflächen,
dauer ein Instandsetzungsprogramm abgeleitet
Z Schemata für den Planungsablauf von Erstschutz- und Instandsetzungsarbeiten,
Planung Berücksichtigung findet. Demgegenüber
Z Formblätter für eine Spezifikation von Beschichtungssystemen für Erstschutz und Instandsetzung und
Begriff und somit Gegenstand vertraglicher Ver-
Z Formblätter für den Abschlussbericht und den
Prüfbericht.
werden, das in der mittel- und langfristigen
ist die Gewährleistungsdauer ein juristischer
einbarungen.
Der entscheidende Zeitpunkt für die Gewährleistung ist die Abnahme der erbrachten Leistung.
Innerhalb der Gewährleistungsdauer kann der
Auftraggeber die Beseitigung von Mängeln an der
62
Beschichtung verlangen, die auf vertragswidrige
Z eine Teilerneuerung oder
Leistung zurückzuführen sind. Die Tatsache eines
Z eine Ausbesserung
Schadens allein genügt zur Begründung eines An-
des Beschichtungssystems erfolgen soll.
spruchs jedoch nicht. Der Schaden könnte ja auch
durch eine unvorhergesehene, hohe Belastung des
Diese Entscheidung hängt vom Zustand der
Objektes oder durch normale Abnutzung entstan-
Altbeschichtung ab sowie von deren notwendiger
den sein.
Bearbeitung vor der Applikation neuer Beschichtungsstoffe. Oft ist es ratsam, neben den eigenen
8.3
Planung von Korrosions-
Experten externe Sachverständige hinzuzuziehen,
schutzarbeiten im Erstschutz
um den Zustand des alten Beschichtungssystems
zu analysieren und ggf. verschiedene technische
Möglichkeiten für das neue System aufzuzeigen.
Bei der Planung des Korrosionsschutzes durch Beschichtungssysteme müssen alle technischen und
wirtschaftlichen Gesichtspunkte Berücksichtigung
8.5
Gewährleistungsansprüche
finden. Dazu gehören die Umgebungsbedingungen,
die spätere Nutzung des Bauwerks, die Kosten für
Zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer wird
unterschiedliche Beschichtungssysteme, die Kosten
eine Verjährungsfrist für Gewährleistungsan-
für Erstschutz und Instandsetzung, aber auch die
sprüche – meistens Gewährleistungsfrist genannt
Anforderungen in Bezug auf Arbeitssicherheit und
– vereinbart, innerhalb derer der Auftraggeber die
Umweltschutz. Diese Arbeit kann durch projekt-
Beseitigung von Mängeln verlangen kann. Dabei ist
bezogene Pläne und Phasenablaufpläne für den
zu unterscheiden zwischen Mängeln als Folge ver-
Erstschutz unterstützt werden.
tragswidriger Leistung und Mängeln als Folge von
Umständen, die der Auftragnehmer nicht zu vertre-
Sorgfältige Planung und Spezifikation sowie Kom-
ten hat. Je größer die Zeitspanne zwischen Abnah-
munikation zwischen Auftraggeber, Auftragnehmer
me der Leistung und Ende der Gewährleistungsfrist
und allen anderen Beteiligten zum frühestmög-
ist, umso schwieriger wird diese Unterscheidung.
lichen Zeitpunkt tragen dazu bei, Probleme zu
vermeiden, die später nur mit viel Zeitaufwand und
Da Mängel als Folge fehlerhafter Ausführung erfah-
hohen Kosten beseitigt werden können.
rungsgemäß schon kurze Zeit nach Fertigstellung
erkennbar werden, ist in § 13 Absatz 4 der VOB/B
8.4
Planung von Korrosionsschutz-
(Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen)
arbeiten bei der Instandsetzung
die Regelverjährungsfrist für Gewährleistungsansprüche nach sorgfältiger Abwägung aller Inter-
Die Planung von Instandsetzungsarbeiten wird
essen generell auf vier Jahre festgesetzt worden.
wesentlich erleichtert, wenn man auf eine gute
Dokumentation des Erstschutzes oder der voran-
Gemäß § 634 a Absatz 1 Nr. 2 Bürgerliches Gesetz-
gegangenen Instandsetzungen zurückgreifen kann.
buch verjähren Mängelansprüche bei Bauwerken in
Gute Dokumentation in der Gegenwart schafft
fünf Jahren. Auch hier beginnt die Verjährung mit
günstige Verhältnisse für die Zukunft.
der Abnahme des Werkes.
Beim Erarbeiten einer Spezifikation für Instandsetzungsarbeiten ist zunächst zu klären, ob
Z eine Vollerneuerung,
63
Eingehauster Pylon einer Brücke in Ludwigshafen
64
9 Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Umweltschutz
Vor allen technischen Maßnahmen genießen die Vorsorge für die Gesundheit der Mitarbeiter und
der Schutz der natürlichen Umwelt, also von Luft, Wasser und Boden, höchste Priorität.
In Gesetzen und Verordnungen sind diese Schutzziele definiert. In nachgeordneten
, Richtlinien
und Normen sowie in den Schriften und Unfallverhütungsvorschriften der Berufsgenossenschaften sind die Maßnahmen zum Erreichen dieser Ziele detailliert beschrieben.
9.1
Einleitung
Neben den rechtsverbindlichen Bestimmungen des
Arbeitsschutzgesetzes, der Betriebssicherheits- und
der Gefahrstoffverordnung greift auch die DIN EN
Z Gewässer und Böden während der Korrosionsschutzarbeiten gegen eindringende Schadstoffe
geschützt werden,
Z Abfälle ordnungsgemäß entsorgt oder ggf. recycelt werden.
ISO 12944 -1 die Aspekte der Arbeitssicherheit und
des Umweltschutzes auf.
Die Vorschriften, an denen sich Arbeitgeber und
Arbeitnehmer orientieren müssen, basieren auf
Es ist die Pflicht von Auftraggebern, Ausschreibenden, Auftragnehmern, Beschichtungsstoffherstellern,
Aufsichtspersonal für Korrosionsschutzarbeiten
und allen anderen Personen, die an einem Objekt
arbeiten, die unter ihrer Verantwortung stehenden
Arbeiten so zu planen und auszuführen, dass weder
die eigene Gesundheit und Sicherheit noch die ande-
Z Gesetzen, Verordnungen, Technischen Regeln
und Vorschriften, die vom Gesetzgeber erlassen
sind, und
Z dem Vorschriften- und Regelwerk (BGVR), das
von den Berufsgenossenschaften herausgegeben
wird und für die Mitglieder der jeweils betroffenen Berufsgenossenschaft genau so bindend ist
wie die Vorschriften des Gesetzgebers.
rer gefährdet wird.
Dabei muss jede Partei sicherstellen, dass alle gesetzlichen Auflagen des Landes, in dem die Arbeiten
ganz oder teilweise durchgeführt werden, eingehal-
Z Alle Vorschriften und Regeln zur Arbeitssicherheit basieren auf dem Arbeitsschutzgesetz. Mit
dem Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG) wurde die
europäische Arbeitsschutz-Rahmenrichtlinie
89/391/EWG in Deutschland umgesetzt.
ten werden.
Das heißt insbesondere, es sollen
Z weder toxische noch krebserregende Stoffe vorgeschrieben oder verwendet werden,
Z Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen
(VOC) reduziert werden,
Z Maßnahmen gegen schädliche Einwirkungen von
Rauch, Staub, Dämpfen und Lärm sowie gegen
Brandgefahren getroffen werden.
Z Die Bereitstellung und Benutzung von Arbeitsmitteln wird über die Betriebssicherheitsverordnung geregelt.
Z Alle Regelungen über den Umgang mit gefährlichen Stoffen und Zubereitungen beruhen auf
dem Chemikaliengesetz und den nachgeordneten
Verordnungen, z. B. der Gefahrstoffverordnung.
Z Alle Vorschriften zur Regelung der Emission basieren auf dem Bundes-Immissionsschutzgesetz.
Weiterhin müssen, wenn es vorgeschrieben ist,
Z Alle Verordnungen zur Begrenzung der Schadstofffracht im Abwasser gehen auf das Wasserhaushaltsgesetz zurück.
Z persönliche Schutzausrüstungen wie Augen-,
Haut-, Gehör- und Atemschutz verwendet
werden,
Z Die Behandlung von Abfällen wird über das
Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz geregelt.
65
Gesetze und Verordnungen haben Gesetzeskraft.
Alle Beteiligten haben bestimmte Pflichten einzu-
Demgegenüber sind Technische Regeln, Richtlinien
halten:
und Normen, die von Fachleuten erarbeitet wurden
und die gesetzlichen Vorgaben präzisieren, als
Auftraggeber/Bauherr:
Stand der Technik anzusehen. Wer sich daran hält,
Die Pflichten für den Auftraggeber eines Bauvor-
wird im Streitfall immer auf der sicheren Seite sein.
habens ergeben sich im Wesentlichen aus der Baustellenverordnung (BaustellV):
Parallel dazu geben die Berufsgenossenschaften ein
Vorschriften- und Regelwerk heraus. Dieses besteht
einerseits aus den Unfallverhütungsvorschriften,
die als BG-Vorschriften (BGV) bezeichnet werden
und in vier Kategorien eingeteilt sind:
Z BGV A (Allgemeine Vorschriften / Betriebliche
Arbeitsschutzorganisation)
Z BGV B (Einwirkungen)
Z BGV C (Betriebsart / Tätigkeiten)
Z BGV D (Arbeitsplatz /Arbeitsverfahren)
Die BG-Vorschriften stellen für jedes Unternehmen und dessen Mitarbeiter verbindliche Pflichten
bezüglich Sicherheit und Gesundheitsschutz am
Arbeitsplatz dar.
Hinzu kommt das berufsgenossenschaftliche Regelwerk, das BG-Regeln (BGR), BG-Informationen
Z Berücksichtigung der allgemeinen Grundsätze
nach § 4 Arbeitsschutzgesetz,
Z Übermittlung einer Vorankündigung an die
zuständige Behörde (in der Regel Gewerbeaufsichtsamt, Staatliches Amt für Arbeitsschutz),
Z Bestellung eines geeigneten Koordinators
(SiGeKo), wenn Beschäftigte mehrerer Arbeitgeber auf der Baustelle tätig werden,
Z Erstellung eines Sicherheits- und Gesundheitsschutzplanes (SiGe-Plan) für Baustellen, auf denen Beschäftigte mehrerer Arbeitgeber tätig werden und eine Vorankündigung zu übermitteln ist
oder auf der Beschäftigte mehrerer Arbeitgeber
tätig werden und besonders gefährliche Arbeiten
nach Anhang II BaustellV ausgeführt werden,
Z Zusammenstellung einer Unterlage für spätere
Arbeiten an der baulichen Anlage.
Auftragnehmer/Unternehmer:
(BGI) und BG-Grundsätze (BGG) umfasst. Dieses
Regelwerk richtet sich vornehmlich an den Unternehmer und dient diesem als Hilfestellung bei
der Umsetzung seiner Pflichten aus gesetzlichen
Arbeitsschutzvorschriften sowie Unfallverhütungsvorschriften.
Der Unternehmer kann bei Beachtung der in BGRegeln enthaltenen Empfehlungen davon ausgehen,
dass er die in Unfallverhütungsvorschriften geforderten Schutzziele erreicht.
Bei der Ausführung von Korrosionsschutzarbeiten
mit Beschichtungsstoffen gelten allgemeine Sicherheitsmaßnahmen nach Arbeitsschutzgesetz und
Maßnahmen, die für den Umgang mit gefährlichen
Stoffen und Zubereitungen aufgrund der Gefahrstoffverordnung und der Betriebssicherheitsverordnung vorgeschrieben sind.
66
Z Prüfung des Arbeits- und Sicherheitsplans auf
Unstimmigkeiten;
Z Objekt-/ baustellenbezogene Gefährdungsbeurteilung:
Z Beurteilung möglicher Gefährdungen
(z. B. Absturzrisiko, Stromschlag),
Z Abschätzung und Bewertung der Risiken,
Z geeignete Schutzmaßnahmen auswählen und
umsetzen,
Z Wirksamkeit der gewählten Schutzmaßnahmen überprüfen und ggf. anpassen,
Z Ergebnisse der Gefährdungsbeurteilungen und
der festgelegten Schutzmaßnahmen schriftlich
dokumentieren,
Z Unterweisung der Mitarbeiter;
Z Sofern Gefahrstoffe im Sinne der GefStoffV verwendet werden:
Erstellen von Betriebsanweisungen anhand der
Sicherheitsdatenblätter und Produktinformationen des Stoffherstellers und aufgrund der Kenntnisse der Arbeitsgänge sowie Unterweisung der
Arbeitnehmer (TRGS 555);
Abb. 9-1: Schutzausrüstung beim Strahlen
Z messtechnische Überwachung des Arbeitsplatzes
auf Einhaltung von Grenzwerten (TRGS 900);
9.2
Arbeitssicherheit bei der
Z Bereitstellung persönlicher Schutzausrüstungen.
Beschäftigte/Arbeitnehmer:
Die Oberflächenvorbereitung umfasst Reinigungs-
Z Einhaltung aller einschlägigen Vorschriften,
arbeiten von nicht beschichteten Untergründen
Z Befolgen der Betriebsanweisungen,
sowie die Entschichtung von Stahlbauwerken, vor
Z ggf. Tragen persönlicher Schutzausrüstungen.
allem durch Strahlen. Dabei treten Stäube auf, es
fallen Strahlschutt und verunreinigtes Abwasser an.
Betroffen sind mehrere Komplexe:
Z die Oberflächenvorbereitung einschließlich der
Entfernung von Altbeschichtungen, z. B. durch
Strahlen,
Die Entfernung von Altbeschichtungen im Zuge
Z die Applikation von Beschichtungsstoffen im
Werk oder auf der Baustelle,
Als Schadstoffe kommen in Betracht:
Z Emissionen bei der Härtung der Beschichtungen,
Z Behandlung von Abwasser im Rahmen der
Oberflächenvorbereitung oder der Reinigung von
Anlagen und Arbeitsgeräten,
Z die Entsorgung von Strahlschutt, Resten von
ausgehärteten und nicht ausgehärteten Beschichtungsstoffen sowie von entleerten Gebinden und
Arbeitsmaterial.
der Instandsetzung ist problematisch, da Altbeschichtungen Gefahrstoffe enthalten können.
Z Pigmente wie Bleimennige, Bleiweiß und
Zinkchromat in allen Korrosionsschutzbeschichtungen,
Z Asbest als Füllstoff in dicken Schichten, vor
allem im Stahlwasserbau,
Z Teer in Beschichtungen im Stahlwasserbau, bei
erdverlegten Rohrleitungen, für Druckrohre in
Stollen und Kühlwasserleitungen,
67
Z Polychlorierte Biphenyle (PCB) in Beschichtungen und Fugendichtungsmassen.
können bei der Härtung durch chemische Reaktion
Alle diese Stoffe sind als „Verdacht auf krebserzeu-
Durch die Einführung festkörperreicher Ein- und
gend“, „krebserzeugend“ oder „fruchtschädigend“
Zweikomponenten-Beschichtungsstoffe sowie durch
(CMR-Stoffe) eingestuft und sollen in den Mit-
den verstärkten Einsatz wässriger Systeme konnte
gliedsstaaten der EU nicht mehr in Beschichtungs-
der Lösemittelanteil erheblich reduziert werden.
Spaltprodukte freigesetzt werden.
stoffen eingesetzt werden.
Der Hersteller von Beschichtungsstoffen muss dem
Das gesamte Objekt muss eingehaust werden, die
Abnehmer der Produkte ein Sicherheitsdatenblatt
Stäube aus der Luft müssen durch entsorgende
liefern, das neben allen technischen Kennwerten
Luftumwälzung des Innenraumvolumens entfernt
Angaben über den sicheren Umgang mit diesem
werden. In der Abluft müssen die Grenzwerte der
Produkt beinhaltet. Anhand dieser Sicherheits-
TA Luft eingehalten werden. Die Beschäftigten, die
datenblätter muss der Arbeitgeber Betriebsanwei-
derartige Arbeiten ausführen, unterliegen arbeits-
sungen erstellen, die die Arbeitnehmer über die
medizinischer Überwachung und müssen ggf.
Vorschriften beim Umgang, über Verhalten im
während der Arbeit persönliche Schutzausrüstun-
Gefahrenfall und über die Entsorgungswege von
gen tragen.
Stoffen und Zubereitungen informieren.
Vonseiten der Berufsgenossenschaften gilt insbe-
Insbesondere bei der Verarbeitung von Epoxydharz-
sondere die BGR 500 „Betreiben von Arbeitsmitteln
produkten und Antifoulingfarben sollten geeignete
(Kapitel: Arbeiten mit Strahlgeräten)“ 1, in der u. a.
Körperschutzmittel (Schutzhandschuhe, Schutzbril-
Grenzwerte für die Schadstoffe in Strahlmitteln
len und ggf. Atemschutzfilter) eingesetzt werden.
angegeben und Angaben für die technische Ausrüstung von Maschinen und Geräten enthalten sind.
9.4
Maßnahmen zum Umweltschutz
Beim Druckflüssigkeitsstrahlen ist ebenfalls die
Die Gesetzgebung zum Umweltschutz begrenzt die
BGR 500 (Kapitel „Arbeiten mit Flüssigkeitsstrah-
Emission von Schadstoffen in die Luft, in Gewässer
lern“) zu berücksichtigen. Beim Flammstrahlen
und das Abwassersystem und definiert Vorschriften
gilt BGR 500 (Kapitel „Schweißen, Schneiden und
über die Entsorgung von Abfällen. Belastungen
verwandte Verfahren“).
der Luft treten bereits beim bestimmungsgemäßen
Gebrauch durch Lösemittelemissionen aus zu ver-
Bei Strahlarbeiten im Stahlwasserbau, bei denen
arbeitenden Beschichtungsstoffen auf der Baustelle,
auch mit dem Vorhandensein von Antifouling-
aber auch an anderen Orten auf. Beim Abfall ist
Additiven zu rechnen ist, sind außerdem die Vor-
die Entsorgung des Strahlschuttes das zentrale
schriften des Gewässerschutzes zu beachten.
Thema, wobei hier durch die in der Vergangenheit
verwendeten Korrosionsschutzbeschichtungsstoffe
9.3
Arbeitssicherheit beim
besonders belastete blei-, teer- und asbesthaltige
Aufbringen von Beschichtungen
Abfälle entstehen können. Im Rahmen von Instandhaltungsarbeiten müssen Oberflächen gereinigt
Beschichtungsstoffe können Lösemittel enthalten,
werden. Oft geschieht dies durch Hochdruck-
die beim Verspritzen als Aerosole die Gesundheit
wasserstrahlen, wobei das entstehende Abwasser
der Arbeitnehmer belasten, aber auch bei der
entsprechend behandelt werden muss, bevor es in
Härtung an die Umwelt abgegeben werden. Ebenso
die Kanalisation eingeleitet wird.
1
68
Vormals BGV D26
Luft
Der Eintrag von Lösemitteln in die Luft wird durch
Immissionsschutzgesetze und Verordnungen
begrenzt. Für die anlagenbezogen und im Werk
durchgeführten Korrosionsschutzbeschichtungen
gilt die 31. BImSchV, die abhängig von der jährlich
emittierten Lösemittelmenge Lösemittelbilanzen
oder eine Nachbehandlung der Abgase verlangt.
Die 31. BImSchV gilt jedoch nicht nur für stationäre
Werksbeschichtungen, sondern auch für Baustellen
wie z. B. Brückenbauwerke, wenn der jährliche
Lösemittelverbrauch bestimmte Schwellenwerte
überschreitet.
Die Deco-Paint-Richtlinie, deren Umsetzung in
Deutschland die ChemVOCFarbV ist, verfolgt einen
produktbezogenen Ansatz, um Lösemittelemissionen auf Baustellen zu reduzieren. Beschichtungsstoffe, die in verschiedene Produkt kategorien
eingeteilt sind, dürfen nur noch bestimmte
Maximalmengen an Lösemitteln enthalten. Die
Deco-Paint-Richtlinie betrifft den Korrosionsschutz
an Gebäuden wie z. B. Bahnhofshallen etc., jedoch
nicht an Ingenieurbauten (Tunnel, Brücken etc.).
Wasser
Das Wasserhaushaltsgesetz und die Abwasserverordnung regeln auf Bundesebene; Landeswassergesetze und Indirekteinleiterverordnung auf
Landesebene, wie Belastungen der Gewässer durch
Abb. 9-2: Absturzsicherung bei Beschichtungsarbeiten in
großer Höhe
Korrosionsschutzarbeiten zu vermeiden sind. Dazu
zählen zum einen Maßnahmen, die bei der Lage-
Abfall
rung von Beschichtungsstoffen verhindern, dass bei
Die Entsorgung der Strahlmittelabfälle und die
Unfällen Beschichtungsstoffbestandteile (Löse-
Entsorgung restentleerter Gebinde sind die wesent-
mittel) ins Erdreich und damit ins Grundwasser
lichen Punkte, die über das Kreislaufwirtschafts-
gelangen (VAWS). Zum anderen wird festgelegt,
und Abfallgesetz im Korrosionsschutz geregelt wer-
dass belastete Abwässer aus Reinigungsarbeiten
den. Entsprechend dem Europäischen Abfallkatalog
aufgefangen, gegebenenfalls vorbehandelt und so
werden Strahlmittelabfälle nach vorheriger Unter-
über die öffentliche Kanalisation den Abwasser-
suchung auf ihren Schwermetallgehalt klassifiziert
reinigungsanlagen zugeführt werden (Indirekt-
und anschließend entsorgt. Die Mehrfachnutzung
einleiter verordnung).
eines Strahlmittels in Kreislaufprozessen kann die
Abfallmenge deutlich reduzieren. Durch Voruntersuchungen muss geklärt sein, ob die zu entfernenden Beschichtungen gefahrstoffhaltig sind (Asbest,
69
Das Kreislaufwirtschaftsgesetz verlangt eine Verwertung von Verpackungsmaterialien. Restentleerte
Gebinde können über bundesweite Recyclingsysteme zurückgenommen werden.
Die Hersteller der Beschichtungsstoffe haben die
Verwertung der Gebinde bereits bezahlt, sodass
diese kostenlos zurückgegeben werden können. Im
Gegensatz dazu sind Gebinde mit Restinhalten von
Beschichtungsstoffen meist als gefährlicher Abfall
einzustufen und können nur mit Zusatzkosten
entsorgt werden.
9.5
Sicherheit von Anfang an
Das oberste Prinzip sicheren Arbeitens ist immer
noch die Vermeidung von Belastungen des Menschen und der Umwelt. Schon bei der Auswahl von
Beschichtungsstoffen soll als Kriterium nicht nur
deren technische Leistungsfähigkeit herangezogen
werden, sondern es müssen bereits zu diesem Zeitpunkt auch Fragen der Belastung der Mitarbeiter,
Abb. 9-3: Schutzausrüstung bei der Spritzapplikation
der Emission und der Entsorgung geprüft werden.
Das frühzeitige Einbeziehen dieser Aspekte schont
Blei, Teer), da dies nicht nur Konsequenzen für die
die Gesundheit der Mitarbeiter und spart Geld,
Abfallentsorgung, sondern auch für den Arbeits-
denn die Entsorgung von Sonderabfall ist teuer, die
schutz und die Wahl des Entschichtungsverfahrens
Einleitung schadstoffbelasteten Wassers ebenfalls.
hat.
Außerdem können Zuwiderhandlungen als Straftatbestand gewertet oder als Ordnungswidrigkeit
Wegen der Menge und der fallspezifischen Zu-
ausgelegt und mit einem entsprechenden Bußgeld
sammensetzung des Strahlschutts ist es empfeh-
belegt werden.
lenswert, frühzeitig mit einem Entsorger Kontakt
aufzunehmen, um die Abfalleinstufung als gefährlicher Abfall (Abfallschlüssel 12 01 16* – „Strahlmittelabfälle, die gefährliche Stoffe enthalten“) oder
nicht gefährlicher Abfall (Abfallschlüssel 12 01 17 –
„Strahlmittelabfälle mit Ausnahme derjenigen, die
unter 12 01 16* fallen“), dessen Wiederaufarbeitungsmöglichkeit und die Details des Entsorgungsverfahrens zu klären. So kann die Baustellenorganisation passgenau zu diesen Arbeiten gestaltet
und unnötiger Platzbedarf für die Zwischenlagerung des Strahlschutts vermieden werden.
70
9.6
Gesetze, Verordnungen und andere Vorschriften zur Arbeitssicherheit
und zum Umweltschutz
9.6.1
Wichtige Gesetze und Verordnungen, Stand 2010
Bezeichnung
Titel
AbwV
Abwasserverordnung
Verordnung über Anforderungen an das Einleiten von Abwasser in Gewässer und zur Anpassung der Anlage
des Abwasserabgabengesetzes
ADR
Europäisches Übereinkommen über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße
ArbSchG
Arbeitsschutzgesetz
ArbStättV
Arbeitsstättenverordnung
BaustellV
Baustellenverordnung
BetrSichV
Betriebssicherheitsverordnung
Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Bereitstellung von Arbeitsmitteln und deren
Gebrauch bei der Arbeit, über Sicherheit beim Betrieb überwachungsbedürftiger Anlagen und über die
Organisation des betrieblichen Arbeitsschutzes
BImSchG
Bundes-Immissionsschutzgesetz
Gesetz zum Schutz vor schädlichen Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen, Geräusche,
Erschütterungen und ähnliche Vorgänge
2. BImSchV
2. Bundes-Immissionsschutzverordnung
Verordnung zur Emissionsbegrenzung von leichtflüchtigen halogenierten organischen Verbindungen
4. BImSchV
Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen
5. BImSchV
Verordnung über Immissionsschutz
11. BImSchV
Verordnung über Emissionsschutzerklärungen
12. BImSchV
Störfall-Verordnung
31. BImSchV
Verordnung zur Begrenzung der Emissionen flüchtiger organischer Verbindungen bei der Verwendung
organischer Lösemittel in bestimmten Anlagen
ChemG
Chemikaliengesetz
Gesetz zum Schutz vor Gefahrstoffen
GefStoffV
Gefahrstoffverordnung
Verordnung zum Schutz vor Gefahrstoffen
GPSG
Geräte- und Produktsicherheitsgesetz
IndV
Indirekteinleiterverordnung
Verordnung des Umweltministeriums über das Einleiten von Abwasser in öffentliche Abwasseranlagen
LärmVibrationsArbSchV
Lärm- und Vibrations-Arbeitsschutzverordnung
LasthandhabV
Lastenhandhabungsverordnung
KrW-/AbfG
Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz
Gesetz zur Förderung der Kreislaufwirtschaft und Sicherung der umweltverträglichen Beseitigung von Abfällen
PSA-BV
Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei Gebrauch persönlicher Schutzausrüstungen bei der Arbeit
REACH
Verordnung (EG) Nr. 1907/2006 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 18. Dezember 2006 zur
Registrierung, Bewertung, Zulassung und Beschränkung chemischer Stoffe
WHG
Wasserhaushaltsgesetz
Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushalts
71
9.6.2
Konkretisierungen und Verwaltungsanweisungen zu Gesetzen und Verordnungen
Bezeichnung
Titel
TRbF
Technische Regeln über brennbare Flüssigkeiten
TA Luft
Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft
TA Lärm
Technische Anleitung zum Schutz gegen Lärm
TA Abfall
Technische Anleitung zur Lagerung, chemisch-physikalischen oder biologischen Behandlung, Verbrennung
und Ablagerung von besonders überwachungsbedürftigen Abfällen
VwVwS
Allgemeine Verwaltungsvorschrift zum Wasserhaushaltsgesetz über die Einstufung wassergefährdender Stoffe
in Wassergefährdungsklassen
Verwaltungsvorschrift wassergefährdende Stoffe – VwVwS
RAB zur BaustellV
Regeln zum Arbeitsschutz auf Baustellen
ASR zur ArbStättV
Arbeitsstättenregeln
Die alten Arbeitsstätten-Richtlinien gelten weiter fort, jedoch nicht länger als bis zum 31. Dezember 2012
und werden in dieser Zeit in zwangloser Folge durch die Technischen Regeln für Arbeitsstätten ersetzt.
TRBS
Technische Regeln für Betriebssicherheit
Nach § 27 BetrSichV gelten bis zum Inkrafttreten neuer Technischer Regeln für Betriebssicherheit die
vorhandenen Technischen Regeln, die von einem Ausschuss im Rahmen einer Rechtsverordnung nach § 11
Gerätesicherheitsgesetz (jetzt § 14 Geräte- und Produktsicherheitsgesetz) erlassen wurden (TRbF, TRA, TRD
etc.), entsprechend den nunmehr neuen Anforderungen fort.
Die TRBS werden im Gemeinsamen Ministerialblatt (GMBl.) der Bundesregierung und der Bundesministerien
bekannt gegeben.
TRGS zur GefStoffV
Technische Regeln für Gefahrstoffe
Gefahrstoffe: Ausgewählte Technische Regeln und Richtlinien
Die neue Gefahrstoffverordnung ist am 1.1.2005 in Kraft getreten. Sie enthält keine Übergangsbestimmungen
für das technische Regelwerk (TRGS), da diesem nach § 8 Abs. 1 der Verordnung zukünftig eine andere
rechtliche Bedeutung zukommt. Der Ausschuss für Gefahrstoffe stellt fest, welche der bisherigen TRGS –
ggf. nach redaktioneller Anpassung – auch nach der neuen Verordnung weiter gelten können und welche
einer inhaltlichen Überarbeitung bedürfen. Die bisherigen Technischen Regeln können jedoch auch künftig
als Auslegungs- und Anwendungshilfe für die neue Verordnung herangezogen werden. Dabei ist jedoch
zu beachten, dass die noch nicht überarbeiteten Technischen Regeln nicht im Widerspruch zu der neuen
Verordnung stehen dürfen.
Bezeichnung
Titel
TRGS 001
Das Technische Regelwerk zur Gefahrstoffverordnung – Allgemeines – Aufbau – Übersicht – Beachtung der
Technischen Regeln für Gefahrstoffe
TRGS 200
Einstufung und Kennzeichnung von Stoffen, Zubereitungen und Erzeugnissen
TRGS 201
Einstufung und Kennzeichnung von Abfällen zur Beseitigung beim Umgang
Bekanntmachung 220 Sicherheitsdatenblatt
TRGS 400
Gefährdungsbeurteilung für Tätigkeiten mit Gefahrstoffen
TRGS 401
Gefährdung durch Hautkontakt – Ermittlung, Beurteilung, Maßnahmen
TRGS 402
Ermitteln und Beurteilen der Gefährdungen bei Tätigkeiten mit Gefahrstoffen: Inhalative Exposition
TRGS 500
Schutzmaßnahmen
TRGS 505
Blei
TRGS 507
Oberflächenbehandlung in Räumen und Behältern
72
Bezeichnung
Titel
TRGS 514
Lagern sehr giftiger und giftiger Stoffe in Verpackungen und ortsbeweglichen Behältern
TRGS 515
Lagern brandfördernder Stoffe in Verpackungen und ortsbeweglichen Behältern
TRGS 519
Asbest: Abbruch-, Sanierungs- oder Instandhaltungsarbeiten
TRGS 524
Schutzmaßnahmen für Tätigkeiten in kontaminierten Bereichen
TRGS 551
Teer und andere Pyrolyseprodukte aus organischem Material
TRGS 555
Betriebsanweisung und Information der Beschäftigten
TRGS 559
Mineralischer Staub
TRGS 610
Ersatzstoffe und Ersatzverfahren für stark lösemittelhaltige Vorstriche und Klebstoffe für den Bodenbereich
TRGS 612
Ersatzstoffe, Ersatzverfahren und Verwendungsbeschränkungen für dichlormethanhaltige Abbeizmittel
TRGS 615
Verwendungsbeschränkungen für Korrosionsschutzmittel, bei deren Einsatz N-Nitrosamine auftreten können
TRGS 900
Arbeitsplatzgrenzwerte
TRGS 901
Begründungen und Erläuterungen zu Grenzwerten in der Luft am Arbeitsplatz
Eine Zusammenstellung aller aktuellen Technischen Regeln für Gefahrstoffe wird von der Bundesanstalt für Arbeitsschutz
und Arbeitsmedizin unter www.baua.de veröffentlicht.
9.6.3
Ausgewählte Vorschriften und Regeln der Berufsgenossenschaften zur Unfallvermeidung
Bezeichnung
Titel
BGV A1
Grundsätze der Prävention
BGV A2
Betriebsärzte und Fachkräfte für Arbeitssicherheit
BGV A3
Elektrische Anlagen und Betriebsmittel
BGV A4
Arbeitsmedizinische Vorsorge
BGV C22
Bauarbeiten
BGV C28
Schiffbau
BGR 500
Betreiben von Arbeitsmitteln
Das gesamte Vorschriften- und Regelwerk der Berufsgenossenschaften in der jeweils aktuellen Fassung ist im Internet unter
www.arbeitssicherheit.de veröffentlicht.
73
10 Regelwerke und Normen
10.1
Regelwerke
Bezeichnung
Beschreibung
DASt Richtlinie 007
Lieferung, Verarbeitung und Anwendung wetterfester Baustähle; herausgegeben vom Deutschen
Ausschuss für Stahlbau (Mai 1993); Stahlbau Verlags- und Service GmbH, Düsseldorf
MES-93
Merkblatt zur Entnahme repräsentativer Strahlschuttproben; herausgegeben von der Bundesanstalt
für Straßenwesen, Brücken- und Ingenieurbau; Wirtschaftsverlag NW, Bremerhaven
RI-ERH-KOR
Richtlinien für die Erhaltung des Korrosionsschutzes von Stahlbauten; 2006; Bundesministerium
für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung
RKK 91
Richtlinien für Kontrollprüfungen von Korrosionsschutzarbeiten; herausgegeben vom
Bundesminister für Verkehr; Verkehrsblatt-Verlag, Dortmund
TL/TP-KOR-Stahlbauten
Technische Lieferbedingungen – Bau- und Stadtentwicklung – und technische Prüfvorschriften für
Beschichtungsstoffe für den Korrosionsschutz an Stahlbauten, Ausgabe 2002; herausgegeben vom
Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung; Verkehrsblatt-Verlag, Dortmund
ZTV-ING, Teil 4 Stahlbau,
Stahlverbundbau, Abschnitt 3
Korrosionsschutz von Stahlbauten
Zusätzliche technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für Ingenieurbauten; herausgegeben
vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung; Verkehrsblatt-Verlag, Dortmund
ZTV-W 218
Zusätzliche technische Vertragsbedingungen – Wasserbau (ZTV-W) für Korrosionsschutz im
Stahlwasserbau; herausgegeben von der Bundesanstalt für Wasserbau, Karlsruhe
RPB
Richtlinien für die Prüfung von Beschichtungssystemen für den Korrosionsschutz im
Stahlwasserbau, herausgegeben von der Bundesanstalt für Wasserbau, Karlsruhe
Leitfaden
Leitfaden für die Entschichtung von Asbest- bzw. PAK-haltigen Altanstrichen im Stahlwasserbau
und auf Betonbauwerken; BMVBS/BAW (www.baw.de)
10.2
Normenverzeichnis
Zusammenstellung der im Text genannten und weiteren wichtigen Normen für den Korrosionsschutz von Stahlbauten
Internationale
Norm
Umsetzung als Deutsche Norm (DIN)
Umsetzung als Europäische Norm (EN)
Titel
ISO 554
–
Normalklimate für die Konditionierung und/oder Prüfung; Anforderungen
ISO 1461
DIN EN ISO 1461
Durch Feuerverzinken auf Stahl aufgebrachte Zinküberzüge (Stückverzinken) – Anforderungen und Prüfungen
ISO 15528
DIN EN ISO 15528
Beschichtungsstoffe und Rohstoffe für Beschichtungsstoffe – Probenahme
ISO 1513
DIN EN ISO 1513
Beschichtungsstoffe; Prüfung und Vorbereitung von Proben
ISO 2063
DIN EN ISO 2063
Metallische und andere anorganische Schichten – Zink, Aluminium und ihre Legierungen
ISO 2409
DIN EN ISO 2409
Beschichtungsstoffe; Gitterschnittprüfung
ISO 2808
DIN EN ISO 2808
Beschichtungsstoffe – Bestimmung der Schichtdicke
74
Internationale
Norm
Titel
ISO 2812
DIN EN ISO 2812, Teile 1 bis 3
Beschichtungsstoffe – Bestimmung der Beständigkeit gegen Flüssigkeiten
Teil 1: Eintauchen in Flüssigkeiten außer Wasser
Teil 2: Verfahren mit Eintauchen in Wasser
Teil 3: Verfahren mit saugfähigem Material
ISO 3231
DIN EN ISO 3231
Beschichtungsstoffe – Bestimmung der Beständigkeit gegen feuchte, Schwefeldioxid enthaltende Atmosphären
ISO 3549
DIN EN ISO 3549
Zinkstaub-Pigmente für Beschichtungsstoffe – Anforderungen und Prüfverfahren
ISO 4624
DIN EN ISO 4624
Beschichtungsstoffe – Abreißversuch zur Beurteilung der Haftfestigkeit
ISO 4628
DIN EN ISO 4628, Teile 1 bis 8 und 10
Beschichtungsstoffe – Beurteilung von Beschichtungsschäden – Bewertung der Menge und der Größe von Schäden und
der Intensität von gleichmäßigen Veränderungen im Aussehen
Teil 1: Allgemeine Einführung und Bewertungssystem
Teil 2: Bewertung des Blasengrades
Teil 3: Bewertung des Rostgrades
Teil 4: Bewertung des Rissgrades
Teil 5: Bewertung des Abblätterungsgrades
Teil 6: Bewertung des Kreidungsgrades nach dem Klebebandverfahren
Teil 7: Bewertung des Kreidungsgrades nach dem Samtverfahren
Teil 8: Bewertung der von einem Ritz ausgehenden Enthaftung und Korrosion
Teil 10: Bewertung der Filiformkorrosion
ISO 6270
DIN EN ISO 6270
Beschichtungsstoffe – Bestimmung der Beständigkeit gegen Feuchtigkeit
Teil 1: Kontinuierliche Kondensation
Teil 2: Verfahren zur Beanspruchung von Proben in Kondenswasserklimaten
ISO 8501
DIN EN ISO 8501
Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen; Visuelle Beurteilung der
Oberflächenreinheit
Teil 1: Rostgrade und Oberflächenvorbereitungsgrade von unbeschichteten Stahloberflächen und Stahloberflächen nach
ganzflächigem Entfernen vorhandener Beschichtungen
Teil 2: Oberflächenvorbereitungsgrade von beschichteten Oberflächen nach örtlichem Entfernen der vorhandenen
Beschichtungen
Teil 3: Vorbereitungsgrade von Schweißnähten, Kanten und anderen Flächen mit Oberflächenunregelmäßigkeiten
Teil 4: Ausgangszustände, Vorbereitungsgrade und Flugrostgrade in Verbindung mit Hochdruck-Wasserwaschen
ISO 8502
DIN EN ISO 8502, Teile 2 bis 6, 8 und 9, 11 und 12
Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen – Prüfungen zum Beurteilen der
Oberflächenreinheit
Teil 2: Laborbestimmung von Chlorid auf gereinigten Oberflächen
Teil 3: Beurteilung von Staub auf für das Beschichten vorbereiteten Stahloberflächen (Klebeband-Verfahren)
Teil 4: Anleitung zum Abschätzen der Wahrscheinlichkeit von Taubildung vor dem Beschichten
Teil 5: Messung von Chloriden auf vorbereiteten Stahloberflächen (Verfahren zum Ionennachweis mit Prüfröhrchen)
Teil 6: Lösen von wasserlöslichen Verunreinigungen zur Analyse – Bresle-Verfahren
Teil 8: Feldprüfung zur refraktometrischen Bestimmung von Wasser (Feuchte)
Teil 9: Feldverfahren zum Bestimmen von wasserlöslichen Salzen durch Leitfähigkeitsmessung
Teil 11: Feldverfahren für die Bestimmung von wasserlöslichem Sulfat durch Trübungsmessung
Teil 12: Feldprüfung zur titrimetrischen Bestimmung von wasserlöslichen Eisenionen
75
Internationale
Norm
Titel
ISO 8503
Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen – Rauheitskenngrößen von
gestrahlten Stahloberflächen
Teil 1: Anforderungen und Begriffe für ISO-Rauheitsvergleichsmuster zur Beurteilung gestrahlter Oberflächen
Teil 2: Verfahren zur Prüfung der Rauheit von gestrahltem Stahl – Vergleichsmusterverfahren
Teil 3: Verfahren zur Kalibrierung von ISO-Rauheitsvergleichsmustern und zur Bestimmung der Rauheit –
Mikroskopverfahren
Teil 4: Verfahren zur Kalibrierung von ISO-Rauheitsvergleichsmustern und zur Bestimmung der Rauheit –
Tastschnittverfahren
Teil 5: Abdruckverfahren zum Bestimmen der Rauheit
ISO 8504
Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen – Verfahren für die
Teil 1: Allgemeine Grundsätze
Teil 2: Strahlen
Teil 3: Reinigen mit Handwerkzeugen und mit maschinell angetriebenen Werkzeugen
ISO 9000
DIN EN ISO 9000
Qualitätsmanagementsysteme – Grundlagen und Begriffe
ISO 9001
DIN EN ISO 9001
Qualitätsmanagementsysteme – Anforderungen
ISO 9223
–
Korrosion von Metallen und Legierungen; Korrosivität von Atmosphären; Klassifizierung
ISO 9226
–
Korrosion von Metallen und Legierungen; Korrosivität von Atmosphären; Bestimmung der Korrosionsrate von
Standardproben zur Ermittlung der Korrosivität
ISO 9227
DIN EN ISO 9227
Korrosionsprüfungen in künstlichen Atmosphären – Salzsprühnebelprüfungen
ISO 11124
Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen – Anforderungen an metallische
Strahlmittel
Teil 1: Allgemeine Einleitung und Einteilung
Teil 2: Hartguss, kantig (Grit)
Teil 3: Stahlguss mit hohem Kohlenstoffgehalt, kugelig und kantig (Shot und Grit)
Teil 4: Stahlguss mit niedrigem Kohlenstoffgehalt, kugelig (Shot)
ISO 11126
DIN EN ISO 11126, Teile 1, 3 bis 10
Vorbereitung von Stahloberflächen vor dem Auftragen von Beschichtungsstoffen – Anforderungen an nichtmetallische
Strahlmittel
Teil 1: Allgemeine Einleitung und Einteilung
Teil 5: Strahlmittel aus Nickelhüttenschlacke
Teil 8: Olivinsand
Teil 3: Strahlmittel aus Kupferhüttenschlacke
Teil 6: Strahlmittel aus Hochofenschlacke
Teil 9: Staurolith
Teil 4: Strahlmittel aus Schmelzkammerschlacke
Teil 7: Elektrokorund
Teil 10: Granat
ISO 12944
Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme
Teil 1: Allgemeine Einleitung
Teil 2: Einteilung der Umgebungsbedingungen
Teil 3: Grundregeln zur Gestaltung
Teil 4: Arten von Oberflächen und Oberflächenvorbereitung
Teil 5: Beschichtungssysteme
Teil 6: Laborprüfungen zur Bewertung von Beschichtungssystemen
Teil 7: Ausführung und Überwachung der Beschichtungsarbeiten
Teil 8: Erarbeiten von Spezifikationen für Erstschutz und Instandsetzung
76
Internationale
Norm
Titel
ISO 14713
Zinküberzüge – Leitfäden und Empfehlungen zum Schutz von Eisen- und Stahlkonstruktionen vor Korrosion
Teil 1: Allgemeine Konstruktionsgrundsätze und Korrosionsbeständigkeit
Teil 2: Feuerverzinken
Teil 3: Sherardisieren
ISO 16276
DIN EN ISO 16276, Teile 1 und 2
Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme – Beurteilung der Adhäsion/Kohäsion (Haftfestigkeit)
einer Beschichtung und Kriterien für deren Annahme
Teil 1: Abreißversuch
Teil 2: Gitterschnitt- und Kreuzschnittprüfung
ISO 19840
–
Beschichtungsstoffe – Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme – Messung der
Trockenschichtdicke auf rauhen Substraten und Kriterien für deren Annahme
–
DIN EN 10025, Teile 1 bis 6
Warmgewalzte Erzeugnisse aus Baustählen
Teil 1: Allgemeine technische Lieferbedingungen
Teil 2: Technische Lieferbedingungen für unlegierte Baustähle
Teil 3: Technische Lieferbedingungen für normalgeglühte/normalisierend gewalzte, schweißgeeignete Feinkornbaustähle
Teil 4: Technische Lieferbedingungen für thermomechanisch gewalzte, schweißgeeignete Feinkornbaustähle
Teil 5: Technische Lieferbedingungen für wetterfeste Baustähle
Teil 6: Technische Lieferbedingungen für Flacherzeugnisse aus Stählen mit höherer Streckgrenze im vergüteten Zustand
–
DIN EN 10238
Automatisch gestrahlte und automatisch fertigungsbeschichtete Erzeugnisse aus Baustählen
–
DIN EN 12501, Teil 1 und 2
Korrosionsschutz metallischer Werkstoffe – Korrosionswahrscheinlichkeit in Böden
Teil 1: Allgemeines
Teil 2: Niedrig- und unlegierte Eisenwerkstoffe
–
Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken
Teil 1: Konformitätsnachweisverfahren für Bauteile
Teil 2: Technische Regeln für die Ausführung von Stahltragwerken
Teil 3: Technische Regeln für die Ausführung von Aluminiumtragwerken
–
Normenreihe DIN EN 1993
Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten
–
Beschichtungen und Auskleidungen aus organischen Werkstoffen zum Schutz von industriellen Anlagen gegen
Korrosion durch aggressive Medien
Teil 1: Terminologie, Konstruktion und Vorbereitung des Untergrundes
Teil 2: Beschichtungen für Bauteile aus metallischen Werkstoffen
Teil 3: Beschichtungen für Bauteile aus Beton
Teil 4: Auskleidung für Bauteile aus metallischen Werkstoffen
Teil 5: Auskleidung für Bauteile aus Beton
Teil 6: Kombinierte Auskleidung mit Plattierungen (Plattenanlagen) und Ausmauerungen
–
DIN 18800, Teile 1 bis 7
Stahlbauten
Teil 1: Bemessung und Konstruktion
Teil 2: Stabilitätsfälle – Knicken von Stäben und Stabwerken
Teil 3: Stabilitätsfälle – Plattenbeulen
Teil 4: Stabilitätsfälle – Schalenbeulen
Teil 5: Verbundtragwerke aus Stahl und Beton – Bemessung
Teil 7: Ausführung und Herstellerqualifikation
77
Impressum
Herausgeber:
Verband der deutschen Lack- und Druckfarbenindustrie e. V.
Bundesverband Korrosionsschutz e. V.
Mainzer Landstraße 55
Kalscheurer Weg 12
60329 Frankfurt/Main
50969 Köln
Stand: Dezember 2010
Neuauflage der Broschüre von 1999
Fotos: Alle Abbildungen in dieser Broschüre wurden freundlicherweise von den Mitgliedsfirmen der beiden herausgebenden
Verbände zur Verfügung gestellt.
Geholit + Wiemer Lack- u. Kunststoff-Chemie GmbH, Graben-Neudorf
Titelbild; Seiten 11, 16, 18, 28, 29, 35, 41, 45, 46, 50, 54, 55, 59
Sika Deutschland GmbH, Stuttgart
Seiten 4, 8, 11, 15, 25, 30, 37, 39, 43, 48, 49, 52, 53, 56, 61, 64, 70
Massenberg GmbH, Essen
S. 20
Franz Dietrich AG, Hannover
S. 23
Litterer Korrosionsschutz GmbH, Mannheim
S. 67
Werner Diener GmbH & Co. Industrieanstrich KG, Köln
S. 69
Graphische Gestaltung: Seippel & Weihe Kommunikationsberatung GmbH, Offenbach
Druck: Dr. Cantz’sche Druckerei GmbH & Co. KG, Ostfildern
© Deutsches Lackinstitut GmbH 2010,
Frankfurt am Main
Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieser Broschüre darf ohne ausdrückliche Genehmigung der Herausgeber in irgendeiner Form
reproduziert, bearbeitet oder übersetzt werden.
78

Korrosionsschutz - Verband der deutschen Lack

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