Untergrundvorbereitung
Zur Erzielung einer ausreichenden Haftfestigkeit ist der Untergrund entsprechend vorzubereiten. Die Instandsetzung von Beton erfolgt überwiegend durch das Abtragen von Ersatz- oder Schutzschichten. Dazu muss der Untergrund ausreichend tragfähig sein. Geschädigter Beton erfüllt diese Anforderungen in den seltensten Fällen. Somit sind vor Auftrag der Instandsetzungsmaterialien Maßnahmen erforderlich, die gewährleisten, dass die Betonoberfläche frei ist von
* losen und mürben Teilen und von sich leicht ablösenden Schichten - sie darf nicht abmehlen oder absanden,
* Schalen, Ablösungen und Rissen parallel zur Oberfläche,
* Kiesnestern und andere Hohlstellen,
* artfremden Stoffen (Gummiabrieb, Öl, Bewuchs etc.).
Es ist zwingend der Abtrag carbonatisierter Betonschichten durchzuführen, da sonst die Carbonatisierung durch die oberste und die darunter liegende Schichten eindringt. Wenn man eine Realkalisierung (Abdeckung des Problems) durchführt, wird damit keine Besserung erreicht. Man muss die carbonatisierten Stellen restlos aus dem Bauteil entfernen.
Die instand zu setzende Betonoberfläche muss bestimmte Mindestmaße der Oberflächenzugfestigkeit aufweisen. Die Oberfläche der freigelegten oder freiliegenden Bewehrung muss je nach Art der Instandsetzung einen dem Normreinheitsgrad SA 2½ nach DIN EN ISO 12944-4 ähnlichen Zustand aufweisen.
Zur Untergrundvorbereitung können folgende Verfahren zur Anwendung kommen:
* Stemmen dient dem Abtrag von gelockertem oder gerissenem Beton und zur Freilegung korrodierter Bewehrung. Zur Anwendung kommen elektrische oder pneumatische Stemmwerkzeuge. Die Arbeiten sind sehr lärm- und staubintensiv. Beim Stemmen besteht die Gefahr, dass die Stemmwerkezuge den Bewehrungsstahl verletzen oder den Verbund zwischen Bewehrung und Beton lockern. Der Eintrag von Erschütterungen in das Bauwerk kann Risse zur Folge haben.
* Mit der Drahtbürste lässt sich an für andere Reinigungsverfahren unzugänglichen Stellen rudimentär der Beton oder die Bewehrung für folgende Instandsetzungsschritte vorbereiten. Soweit möglich sollten andere Verfahren zur Anwendung kommen.
* Die Nadelpistole besteht aus einem Nadelbündel, das pneumatisch betrieben gegen den Untergrund geschleudert wird. Dabei werden lockere oder nicht fest anhaftende Bestandteile abgetrennt. Mit der Nadelpistole lassen sich ansatzweise die Anforderungen an eine regelgerechte Untergrundvorbereitung erfüllen. Der Einsatz der Nadelpistole ist vergleichsweise staubarm.
* Durch Partikeltrockenstrahlen lassen sich Schichten der Betonoberfläche sowie Rostschichten auf der Bewehrungsoberfläche abtragen. Dazu wird spezielles Strahlgut (meist Schlacken) mit Luftdruck (6 bis 12 bar) gegen die Oberfläche geschleudert. Beim Aufprall werden die weniger festen Bestandteile von der Oberfläche gelöst. Das Verfahren ist sehr lärm- und staubintensiv.
* Das Kugelstrahlen erfolgt in einem geschlossenen Kreislauf. In einem speziellen Gerät werden Stahlkugeln mit einem schnell rotierendem Schleuderrad gegen die zu bearbeitende Oberfläche geschleudert. Beim Aufprall lösen sich die weniger festen Bestandteile der Oberfläche und werden gemeinsam mit den Kugeln sofort wieder abgesaugt. Kugeln und Strahlgut werden innerhalb des Gerätes getrennt. Die Kugeln werden sofort wieder verwendet. Das Verfahren ist vergleichsweise staubarm, lässt sich jedoch nur auf ebenen horizontalen oder leicht geneigten Flächen anwenden.
* Beim Hoch- und Höchstdruckwasserstrahlen erfolgt der Abtrag der Betonoberfläche und das Freilegen der Bewehrung mit einem starken Wasserstrahl. Unterschieden wird zwischen Strahlen im Druckbereich unter (Hochdruck) und über 850 bar (Höchstdruck)und über 2000 bar (Ultrahöchstdruck) Ökonomisch kann unter 800 bar kein Beton abgetragen werden. Die Intensität des Abtrags wird neben dem Druck über den Volumenstrom des Wassers und die Form der Düse beeinflusst. Die üblichen Durchmesser liegen bei Handlanzeneinsatz bei 0,8 mm bis 1,3 mm. Bei automatengeführten Düsen liegen die Durchmesser bei 2 bis über 4 mm wobei im letzteren Fall ca. 1000 bar Druck anliegen und pro Minute ca. 450 l Wasser durch die Düse gepresst wird. Dazu ist eine Antriebsleistung der Wasserpumpe von ca. 1000 kw notwendig. Neben Düsen für den gezielten punktuellen Abtrag gibt es rotierende Düsen für die flächige Untergrundvorbereitung. Bei der Anwendung der Wasserstrahlverfahren ist die Nebelbildung und der Wasseranfall im Arbeitsbereich zu beachten. Wesentlicher Vorteil der Wasserstrahlverfahren ist, dass ein tiefgreifender Betonabtrag bei vergleichsweise geringer Erschütterung des Bauteils möglich ist. Die durch herkömmliche Verfahren wie Stemmen verursachten Spannungsrisse werden weitgehend vermieden. Durch die geringen Erschütterungen wir so gut wie kein Körperschall am Bauwerk übertragen, jedoch kann der Luftschall bei freistrahlender Düse über 120 Dezibel liegen.
* Das Flammstrahlen wird in manchen Fällen zum Abtragen kontaminierter Betonoberflächen eingesetzt. Es kann nicht auf freiliegender Bewehrung angewandt werden, weil die Gefahr besteht, dass sich der plötzlich auf Flammtemperatur aufgeheizte Stahl dehnt, und es in den noch im Beton verbleibenden Stählen zu Lockerungen des Verbundes zwischen Stahl und Beton kommt.
* Abschleifen des Untergrundes. Ein neu zugelassenes Verfahren, um Betonoberflächen von unerwünschten Stoffen zu befreien. Dazu wird meist ein Winkelschleifer mit einer Diamantschruppscheibe verwendet. Nachteil dieser Methode: Der Untergrund weist eine glatte Oberfläche auf, was beim Auftragen weiterer Schichten problematisch sein kann (Griffigkeit)