Korr Im Stawabau Pe
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75 Korrosionsschutz im Stahlwasserbau – Regelwerke und Praxis 1 Einleitung Stahlwasserbauten wie Schleusen, Wehr- anlagen, Kanalbrücken, Schiffshebewerke und Spundwände prägen weithin unsere Wasser- straßen, Küstenbefestigungen und Hafenein- richtungen. Sie sind hohem korrosivem Angriff ausgesetzt: neben Wind und Wetter setzen ihnen besonders das Wasser, ständige Wasserwechsel sowie Salze und andere aggressive Stoffe zu. Da diese Bauwerke vielfach Jahrhundertinvestitio- nen darstellen, ist ihr Erhalt, Nutzung und Stand- sicherheit über Generationen eine volkswirt- schaftliche Notwendigkeit. 2 Regelwerke 2.1 DIN EN ISO 12944 Betrachtet man die drei Hauptanwendungs- gebiete für Korrosionsschutz in Deutschland – Verkehrsbau – Stahlwasserbau – Stahlhochbau, wird einem gegenwärtig, dass prinzipiell ein zentrales Regelwerk der Branche existiert, die DIN EN ISO 12944. Sie umfasst ganz allgemein den Korrosionsschutz von Stahlbauten durch Beschichtungssysteme. Wichtige Eckpfeiler dieser Norm sind zum einen die darin beschriebenen Korrosivitäts- kategorien C1 – C5, in Teil 1 – 3, wobei diese Zuordnung den Standort und die zu erwartende Belastung eines zu beschichtenden Objektes beschreibt. Zum anderen werden für festgelegte Beschichtungssysteme drei Schutzdauerklassen: – kurz 2 – 5 Jahre – mittel 5 – 15 Jahre – lang über 15 Jahre festgelegt und beschrieben. Dieser technische Begriff „Schutzdauer“ soll Auftraggebern helfen, Instandsetzungsprogramme einzuplanen oder festzulegen, wobei diese o. g. Klassen eindeutig keine Gewährleistungszeiten im juristischen Sinn sind. 2.2 ZTV-KOR-Stahlbauten Die ZTV-KOR-Stahlbauten wurde unter Lei- tung der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt), der obersten Straßenbaubehörde, erarbeitet und vom Bundesminsterium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen in Kraft gesetzt. Der Geltungsbereich ist klar umschrieben: „Stahlbauten im Verkehrswegebereich“; in er- ster Linie also Brücken und deren Anbau- und Zubehörteile (z. B. Lärmschutzwände oder Ge- länder), im Bereich der Straßen-, Eisenbahn- und Wasserstraßenwege. Die ZTV (Zusätzliche Technischen Vertrags- bedingungen) ist Planungshilfe für die öffent- liche Hand, aber auch Leitfaden für Beschich- tungsstoffhersteller und Verarbeiter. Sie behan- delt die Themengebiete Oberflächenvorberei- tung, Strahlschuttentsorgung, Auswahl der ge- eigneteten Beschichtungssysteme sowie Ausfüh- rung und Kontrolle der Beschichtungsarbeiten. Für jede Baugruppe einer Brücke ist der optimale Korrosionsschutzaufbau festgelegt. Seien es Fahrbahnbleche, Vollwandträger, Hohl- kästen, Pylone, bis hin zu Schilderbrücken und Geländern. Als technische Basis gelten die Vor- gaben der DIN EN ISO 12944. Auf die Charakterisierung der Beschichtungs- systeme sowie deren Qualitätssicherung und Güteüberwachung wird besonderer Wert gelegt. Zu diesem Zweck wurden die früher ange- wendete TL 918300 der Deutschen Bahn kom- plett integriert – sie finden sich dort als techni- sche Lieferbedingungen und Prüfvorschriften, kurz TL/TP-KOR-Stahlbauten, wieder. Produktzulassung spricht die BASt selbst aus, nachdem akkreditierte Prüfinstitute die Be- schichtungsstoffe je nach spezifischer Blattvor- gabe auf Herz und Nieren geprüft haben. So wird einigen Beschichtungsaufbauten eine Schutzdauer von mind. 25 Jahren abverlangt. Eine regelmäßige und optional objektbe- zogene Güteüberwachung schließt den Kreis der Qualitätssicherung. Auch die Verarbeiter werden stärker in die Pflicht genommen. Die Anforderungen an die Qualifikation der Ausführungsfirmen und deren Personal ist klar definiert. Die ZTV-KOR-Stahlbauten hat gegenüber dem Vorgängerregelwerk auch EU-weit deutlich an Bedeutung gewonnen. Korrosionsschutz im Stahlwasserbau – Regelwerke und Praxis Dipl.-Ing. Axel Petrikat
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Korrosionsschutz im Stahlwasserbau – Regelwerke und Praxis
1 Einleitung
Stahlwasserbauten wie Schleusen, Wehr-anlagen, Kanalbrücken, Schiffshebewerke undSpundwände prägen weithin unsere Wasser-straßen, Küstenbefestigungen und Hafenein-richtungen. Sie sind hohem korrosivem Angriffausgesetzt: neben Wind und Wetter setzen ihnenbesonders das Wasser, ständige Wasserwechselsowie Salze und andere aggressive Stoffe zu. Dadiese Bauwerke vielfach Jahrhundertinvestitio-nen darstellen, ist ihr Erhalt, Nutzung und Stand-sicherheit über Generationen eine volkswirt-schaftliche Notwendigkeit.
2 Regelwerke
2.1 DIN EN ISO 12944
Betrachtet man die drei Hauptanwendungs-gebiete für Korrosionsschutz in Deutschland – Verkehrsbau – Stahlwasserbau – Stahlhochbau, wird einem gegenwärtig, dass prinzipiell einzentrales Regelwerk der Branche existiert, dieDIN EN ISO 12944. Sie umfasst ganz allgemeinden Korrosionsschutz von Stahlbauten durchBeschichtungssysteme.
Wichtige Eckpfeiler dieser Norm sind zumeinen die darin beschriebenen Korrosivitäts-kategorien C1–C5, in Teil 1–3, wobei dieseZuordnung den Standort und die zu erwartendeBelastung eines zu beschichtenden Objektesbeschreibt. Zum anderen werden für festgelegteBeschichtungssysteme drei Schutzdauerklassen:– kurz 2–5 Jahre– mittel 5–15 Jahre– lang über 15 Jahrefestgelegt und beschrieben. Dieser technischeBegriff „Schutzdauer“ soll Auftraggebern helfen,Instandsetzungsprogramme einzuplanen oderfestzulegen, wobei diese o.g. Klassen eindeutigkeine Gewährleistungszeiten im juristischenSinn sind.
2.2 ZTV-KOR-Stahlbauten
Die ZTV-KOR-Stahlbauten wurde unter Lei-tung der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt),der obersten Straßenbaubehörde, erarbeitetund vom Bundesminsterium für Verkehr, Bau-und Wohnungswesen in Kraft gesetzt.
Der Geltungsbereich ist klar umschrieben:„Stahlbauten im Verkehrswegebereich“; in er-ster Linie also Brücken und deren Anbau- undZubehörteile (z.B. Lärmschutzwände oder Ge-länder), im Bereich der Straßen-, Eisenbahn- undWasserstraßenwege.
Die ZTV (Zusätzliche Technischen Vertrags-bedingungen) ist Planungshilfe für die öffent-liche Hand, aber auch Leitfaden für Beschich-tungsstoffhersteller und Verarbeiter. Sie behan-delt die Themengebiete Oberflächenvorberei-tung, Strahlschuttentsorgung, Auswahl der ge-eigneteten Beschichtungssysteme sowie Ausfüh-rung und Kontrolle der Beschichtungsarbeiten.
Für jede Baugruppe einer Brücke ist deroptimale Korrosionsschutzaufbau festgelegt.Seien es Fahrbahnbleche, Vollwandträger, Hohl-kästen, Pylone, bis hin zu Schilderbrücken undGeländern. Als technische Basis gelten die Vor-gaben der DIN EN ISO 12944.
Auf die Charakterisierung der Beschichtungs-systeme sowie deren Qualitätssicherung undGüteüberwachung wird besonderer Wert gelegt.
Zu diesem Zweck wurden die früher ange-wendete TL 918300 der Deutschen Bahn kom-plett integriert – sie finden sich dort als techni-sche Lieferbedingungen und Prüfvorschriften,kurz TL/TP-KOR-Stahlbauten, wieder.
Produktzulassung spricht die BASt selbstaus, nachdem akkreditierte Prüfinstitute die Be-schichtungsstoffe je nach spezifischer Blattvor-gabe auf Herz und Nieren geprüft haben. Sowird einigen Beschichtungsaufbauten eineSchutzdauer von mind. 25 Jahren abverlangt.
Eine regelmäßige und optional objektbe-zogene Güteüberwachung schließt den Kreisder Qualitätssicherung. Auch die Verarbeiterwerden stärker in die Pflicht genommen.
Die Anforderungen an die Qualifikation derAusführungsfirmen und deren Personal ist klardefiniert.
Die ZTV-KOR-Stahlbauten hat gegenüberdem Vorgängerregelwerk auch EU-weit deutlichan Bedeutung gewonnen.
Korrosionsschutz im Stahlwasserbau – Regelwerke und PraxisDipl.-Ing. Axel Petrikat
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2.3 ZTV-W
Weniger umfangreich hinsichtlich Vorschlä-gen zur chemischen Zusammensetzung von Be-schichtungsstoffen, sondern mehr auf technischeLeistungsfähigkeit und deren Überprüfung aus-gelegt, ist die ZTV-W, das Pendant zur ZTV-KOR-Stahlbauten, das Regelwerk für die öffentlicheHand im Hinblick auf den Korrosionsschutz imStahlwasserbau.
Die ZTV-W gilt für alle festen und beweg-lichen Teile von Stahlwasserbauten und fürstählerne Ausrüstungsgegenstände von Wasser-bauwerken. Sie sind sinngemäß auch für denKorrosionsschutz von Schiffen, schwimmendenGeräten und Schifffahrtszeichen anzuwenden.
Korrosionsschutzprodukte werden hierbeigem. den Richtlinien für die Prüfungen von Be-schichtungsstoffen im Stahlwasserbau, RPB, ge-prüft und anschließend durch die Bundesanstaltfür Wasserbau BAW in zwei Listen zugelassen:– Liste der zugelassenen Systeme I,
für Binnengewässer, in Teil 1– Liste der zugelassenen Systeme II,
für Meerwasser und Böden, in Teil 2 und 3.Diese Listen spiegeln auch den Entwick-
lungsfortschritt in der Beschichtungstechnolo-gie wider, d.h., sukzessive werden veralteteSysteme wie Teerersatz-Epoxidharzbeschich-tungen durch modernere Teer/Teerersatz- undPAK-freie Beschichtungen ersetzt.
Der Korrosionsschutzmarkt erfährt so eineVeränderung, die sich seit Jahren nachverfolgenlässt. So werden einerseits aufgrund von Anfor-derungen des Umwelt- und Gesundheitsschut-zes und deren Auflagen Gefahrstoffe aus denBeschichtungsstoffen eliminiert, andererseitssteigen die Gesamtkosten durch Umweltauf-lagen (Strahlschuttentsorgung, VOC-Richtlinie)stark an.
2.4 Anforderung an den Korrosionsschutz
Dies alles resultiert in einem neuen Produkt-profil, das sämtliche Parameter modernen Kor-rosionsschutzes nach heutigem Stand der Tech-nik beinhaltet:– ungefährlich für Umwelt und Gesundheit– PAK-frei– geringer Lösemittelgehalt bzw. lösemittelfrei– auch bei niedrigen Temperaturen leicht ver-
arbeitbar– gute Frühwasserbeständigkeit– schnelle Überarbeitbarkeit und Reaktion– lange Standzeiten mit hervorragendem Kor-
rosionsschutzleistungsvermögen.
Das dieser Entwicklungsfortschritt Erfolgeund positive Ergebnisse aufzuweisen hat, lässtsich an den nachfolgenden Beispielen aus derPraxis nachvollziehen.
3 Ausgeführte Beispiele
3.1 Schiffshebewerk Niederfinow
Das Schiffshebewerk Niederfinow stellt mitseiner interessanten, genieteten (aus ca. fünfMillionen Stahlnieten zusammengefügt) Stahl-konstruktion ein außergewöhnliches technischesDenkmal aus dem Jahre 1934 dar, das von April1997 bis August 1998 korrosionsschutzmäßigsaniert wurde. Es dient zur Überbrückung von36 Höhenmetern im Zuge des Oder-Havel-Kanalsund ist ein beliebtes touristisches Ausflugsziel.
Bild 1: Schiffshebewerk Niederfinow
Das auf der äußeren Stahlkonstruktion be-findliche alte Anstrichsystem auf Alkydharzbasisdes 94 m langen, 27 m breiten und 60 m hohenHebewerks wurde partiell handentrostet undanschließend mittels Hochdruckwaschen vor-bereitet. Anschließend wurde mit einer ober-flächentoleranten 2-K-EP Grundbeschichtungausgefleckt und zwischenbeschichtet, abschlie-ßend erhielt das Ganze dann eine 2-K-PUR-Eisen-glimmer Deckbeschichtung, jeweils mit einerTrockenschichtdicke von 80 µm. Ein derartigesBeschichtungssystem entspricht technisch ge-
Stahlspundwände (7) – Planung und Anwendung
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Korrosionsschutz im Stahlwasserbau – Regelwerke und Praxis
sehen dem heutigen Blatt 94 der TL-/TP-KORStahlbauten und wurde damals zukunftsweisendausgewählt, da es von den Anforderungen herdem Blatt 87 entsprach. Insgesamt wurde eineFläche von ca. 55.000 m2 beschichtet. (Einge-setzte Beschichtungen: Icosit-Poxicolor PrimerHE, Icosit-Poxicolor Primer, Icosit EG 4)
Die 5.000 m2 der Innenfläche des 85 mlangen, 12 m breiten, 2,50 m wassertiefen und,wenn mit Wasser gefüllt, 4.300 t schwerenTroges wurde komplett gem. SA 2 1/2 feuchtge-strahlt, und mit einer 2-K-EP-Zinkstaubbe-schichtung in einer Trockenschichtdicke von60 µm grundiert. Anschließend wurden dieKorrosionsschutzmaßnahmen mit 500 µm einerlösemittelfreien EP-Deckbeschichtung abgeschlos-sen. Voraussetzungen für dieses System war eineentsprechende Zulassung der Bundesanstalt fürWasserbau BAW und die Tauglichkeit bei Ein-satz von kathodischen Schutzanlagen. (Einge-setzte Beschichtungen: Friazinc R, Icosit SW 500)
3.2 Kanalbrücke über die Leine am Mittellandkanal
Ebenso wie das Schiffshebewerk Nieder-finow wurde für den Neubau (1996–1998) derKanalbrücke über die Leine am Mittellandkanaldurch den Nachweis gem. Blatt 87 der damalsnoch gültigen TL 918300 im atmosphärischenBereich ein langzeitig bewährtes Beschich-tungssystem aus 2-K-Epoxidharzgrund- und–zwischenbeschichtungen mit den passenden2-K-PUR Deckbeschichtungen gewählt. (Einge-setzte Beschichtungen: Friazinc R 70 µm, IcositEG-Phosphat als Kantenschutz, Icosit EG 1 undIcosit EG 5 jeweils 80 µm Trockenschicht-dicke.)
Im Innenbereich wurde ebenfalls aufgrundder vorhandenen Systemzulassungen mit denbereits am Schiffshebewerk Niederfinow ein-gesetzten Beschichtungen gearbeitet, wobeiwesentlich höhere Schichtdicken ausgeführtwurden (bis 2.000 µm); im Bereich der Anodengar 3 x 1.000 µm. (Eingesetzte Beschichtungen:Friazinc R, Icosit SW 500)
3.3 Kanalbrücke am Wasserstraßenkreuz Magdeburg
Eindrucksvolle Projekte, wie die Kanal-brücke am Wasserstraßenkreuz Magdeburg mitden dazugehörenden Schleusen, sind weitereReferenzen für moderne Beschichtungssysteme.
Bild 3: Kanalbrücke am Wasserstraßenkreuz Magdeburg
Dieses Kernstück des VerkehrsprojektesDeutsche Einheit Nr. 17 „Ausbau der Wasser-straßenverbindung Hannover – Berlin“ ist dieÜberführung des Mittelland-Kanals über die Elbe.
Mit den Planungen und dem Bau des Was-serstraßenkreuzes Magdeburgs wurde bereitsin den dreißiger Jahren begonnen. Kriegbedingtwurden die Baumaßnahmen eingestellt. DerSchiffsverkehr musste daher große Umwege inKauf nehmen.
Durch den Bau der Kanalbrücke ist die Fahrtnun nur noch durch die Schleusung in der Dop-pelschleuse Hohenwarthe unterbrochen, vomWasserstand in der Elbe unabhängig.
Einige technische Daten dieses weithin sicht-baren Bauwerks:
Gesamtlänge: 918,00 mLänge Vorlandbrücke: 690,00 mLänge Strombrücke: 228,00 mTrogbreite: 34,00 mWassertiefe: 4,25 mMax. Stützweite: 106,00 mStahlgewicht: 24.000 tBild 2: Kanalbrücke über die Leine am Mittellandkanal
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Folgende Beschichtungen kamen jeweils nachOberflächenvorbereitungsgrad Sa 2 1/2 zum Ein-satz:
Aussen210.000 m2
1 x 2-K-EP-Zinkstaub, Friazinc R, 70 µm2 x 2-K-EP-Eisenglimmer, Icosit EG 1, 80 µm 1 x 2-K-PUR-Eisenglimmer, Icosit EG 4, 80 µm, zugelassen nach TL-/TP-KOR Stahl-bauten, Blatt 87Innen70.000 m2
1 x 2-K-EP-Zinkstaub, Friazinc R, 60 µm1–2 x 2-K-EP-lösemittelfrei, Icosit SW 500,1.000 µm, zugelassen durch BAW + KKS-Verträglichkeit gegeben
3.4 Emssperrwerk bei Gandersum
Das Emssperrwerk bei Gandersum ist einesder modernsten Sperrwerke in Europa und seitSeptember 2002 in Betrieb, Bilder 5 und 6.
Das 476 m lange Bauwerk erfüllt zwei Haupt-aufgaben.
Zum einen verbessert es den Sturmflut-schutz erheblich. Die Staufunktion des Sperr-werkes sichert zum anderen die Flexibilität desSchifffahrtsweges Ems zwischen Papenburg undEmden und damit den Erhalt der Wirtschafts-kraft der Region. Das maximale Stauziel von2,70 m über Normal Null erlaubt die Überfüh-rung von Schiffen mit einem Tiefgang von biszu 8,50 m bei einer Breite von bis zu 38 undeiner Länge von bis zu 300 m.
Folgende Beschichtungen kamen jeweilsnach Oberflächenvorbereitungsgrad Sa 2 1/2 zumEinsatz:
Stahlspundwände (7) – Planung und Anwendung
Bild 4: Kanalbrücke Magdeburg; Innenansicht Bild 5: Emssperrwerk bei Gandersum
Bauteil Fläche Beschichtungssystem
Spundwände 2.500 m2
1 Drehsegmenttor 16.500 m2 Friazinc R, Icosit SW 500Rechen 3.000 m2
1 Segmenttor 12.500 m2
5 Hubtore 20.000 m2 Friazinc R, Icosit-Poxicolor SW1 Pumpenschütze 1.000 m2
Betriebsbrücken 18.000 m2 Icosit EG-System2.000 m2 Icosit Elastomastic TF
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Korrosionsschutz im Stahlwasserbau – Regelwerke und Praxis
3.5 Fischereihafenschleuse Bremerhaven
Der Bremerhavener Fischereihafen hat sichim Laufe seines hundertjährigen Bestehens zueinem der größten Seefischmärkte Europas ent-wickelt und ist jetzt das wichtigste Industriege-biet der Stadt Bremerhaven. Da die alte Doppel-schleuse als Zufahrt zum Fischereihafen mehrund mehr zu einem Engpass wurde, beschlossman, durch einen Schleusenneubau den Stand-ort Bremerhaven zu festigen.
Im Zuge dieses Neubaus wurden folgendeSchleusenbauteile neu gebaut und anschließendkorrosionsschutzgerecht beschichtet:
Im Juli 2001 wurde die Schleuse in Betriebgenommen.
Anhand der o.g. Praxisbeispiele ist ein-drucksvoll und nachvollziehbar festzustellen,wie moderner, regelwerkkonformer Korrosions-schutz zum Einsatz kommt und markanten Bau-werken sicher und auftraggebergerecht lang-jährige Nutzungsdauer gewährleistet.
Bild 6: Emssperrwerk bei Gandersum
Bild 7: Fischereihafenschleuse Bremerhaven
3 Schiebetore à 36 m Länge je 12.000 m2 Icosit SW 5002.000 m2 Icosit-Poxicolor SW
400 m2 Icosit Elastomastic TF
2 Schiebetore à 13 m Länge je 2.000 m2 Inertol-Poxitar SW
2 Klappbrücken à 20 m Länge je 1.000 m2 Icosit EG-System200 m2 Icosit Elastomastic TF
1 Inspektionsschacht 2.200 m2 Icosit SW 500
1 Tor Kammerverschluss 1.500 m2 Icosit SW 500
2 Hubdecken je 1.350 m2 Icosit SW 500
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Stahlspundwände (7) – Planung und Anwendung
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