Betonsanierung von Maschinenfundamenten bei einem niederländischen Stahlhersteller

Die Maschinenfundamente unter der Stranggussmaschine 21 im Oxy Steel Werk 2 am Standort von Tata Steel in Velsen-Noord hatten mit Betonschäden (bedruckter Beton) und sogar mit einer Durchmesserreduzierung der Bewehrung zu kämpfen. Das Beratungs- und Ingenieurbüro Nebest B.V. wurde hinzugezogen, um die Schadensursache zu ermitteln, einen Reparaturplan zu erstellen und die Sanierungsarbeiten zu überwachen. Tata Steel hat angegeben, dass es eine nachhaltige Sanierung anstrebt, bei der neue Schäden zumindest für die nächsten Jahrzehnte minimiert werden sollen. Wo immer es möglich ist, sollten die bestehenden Betonteile erhalten bleiben, mit minimaler Sanierung und somit einem Minimum an Reparaturmaterial. Bas van Beers, Spezialist für bestehende Betonstrukturen bei Nebest, informiert uns über die gewählten Techniken einschließlich des kathodischen Schutzes.

Nebest ist mit dem Standort von Tata Steel vertraut und wurde daher auch zur Beurteilung der Schäden an den Maschinenfundamenten der Stranggießmaschine 21 hinzugezogen: "Es gab aufgedruckten Beton aufgrund korrodierender Bewehrung, die an vielen Stellen sogar freilag", erinnert sich Van Beers. "Eine erste visuelle Inspektion ergab zudem die notwendigen Risse und Durchmesserverringerungen der Bewehrung. Grund genug also, weitere zerstörende Prüfungen durchzuführen, um die Ursache der Schäden zu ermitteln. Also bohrten wir Bohrkerne und untersuchten sie eingehend."

Hoher Chloridgehalt

Die weiteren Untersuchungen von Nebest ergaben, dass die Betonschäden in erster Linie durch chloridinduzierte Bewehrungskorrosion und in zweiter Linie durch carbonatisierungsinduzierte Bewehrungskorrosion verursacht wurden. "Der Chloridgehalt war hoch bis örtlich sehr hoch und drang während der Nutzungsphase ein", erklärt Van Beers. "Aufgrund der Ergebnisse unserer Analyse haben wir eine Empfehlung ausgesprochen, Maßnahmen vorgeschrieben und eine bauliche Betrachtung durchgeführt. Es bestand keine unmittelbare Gefahr für die strukturelle Sicherheit des Bauwerks. Anschließend erstellten wir einen Kostenvoranschlag und eine Projektspezifikation (Lastenheft). Der hohe Chloridgehalt war ausschlaggebend für die Wahl der Betoninstandsetzung und der zusätzlichen Schutzmaßnahmen". Nebest unterstützte Tata Steel dann bei der Auswahl des Auftragnehmers und begleitet und überwacht derzeit die Sanierungsarbeiten. 

Kathodischer Schutz

Die Betoninstandsetzung erfolgt in drei Phasen gemäß BRL 3201 und CUR-Empfehlung 118. "Jede Phase wird neu genehmigt", sagt Van Beers. "Wir arbeiten derzeit an Phase 2 mit demselben Auftragnehmer, der auch Phase 1 ausgeführt hat. Während Phase 1 durch hohe Temperaturen, hohe Luftfeuchtigkeit und Arbeiten in engen Räumen gekennzeichnet war, sind es in Phase 2 vor allem die vielen vorhandenen Rohre und Leitungen, die die Betoninstandsetzung erschweren, da sie nicht demontiert werden können." Für beide Phasen empfahl Nebest die Anwendung eines kathodischen Schutzes durch eingeprägten Strom auf die Bewehrung. "Diese Form des Korrosionsschutzes beeinflusst den elektrochemischen Korrosionsprozess. Der Gleichstrom wird über Anoden im Beton, vom Beton zur Bewehrung und über Kabel zurück zur Stromversorgung geleitet. Dabei fungiert die Bewehrung als Kathode und die Außenelektrode als Anode in einer elektrochemischen Zelle", erläutert Van Beers. "Ein Vorteil des kathodischen Schutzes ist, dass man Betonschäden nicht so intensiv sanieren und die Bewehrung nicht so intensiv reinigen muss wie bei der traditionellen Betoninstandsetzung. In Anbetracht des begrenzten Platzes und der vorhandenen Rohre ist das hier definitiv ein Vorteil. Diese Form der Betoninstandsetzung ist auch viel nachhaltiger. Und das passt auch zu den Anforderungen von Tata Steel an eine möglichst nachhaltige und umweltschonende Sanierung."

Phase 2 wird derzeit fertiggestellt. Die nächste Phase wird voraussichtlich im nächsten Jahr genehmigt werden. Auch in der dritten und letzten Phase wird Nebest zweifellos die Zügel fest in der Hand halten, um Tata Steel ein hochwertiges Endergebnis zu garantieren.