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QZ-Stahlfaser-Dichtschichtsystem

Die Instandsetzung von Industriebodenflächen, insbesondere während des laufenden Betriebes, stellt den planenden Ingenieur und die ausführende Bauunternehmung vor verschiedene Probleme, die häufig eine kurzfristige Ausführung scheitern lassen.

  Betriebsstillstandszeiten für die Dauer der baulichen Maßnahme sind kaum möglich bzw. verursachen enorme Kosten.

  Vorhandene Einbauten sind zu berücksichtigen und müssen in den neuen Bodenaufbau einbezogen werden.

  Dickwandige Aufbaukonstruktionen erfordern erhebliche Veränderungen im Bereich vorhandener Anschlusshöhen.

  Risse und Fugen in der Altbodenfläche müssen geschlossen bzw. sicher überbrückt werden.


Da eine Vielzahl von Industriebodenflächen auch Anforderungen des Wasserhaushaltsgesetzes in Punkto Dichtheit genügen müssen, sind neben den mechanischen Belastungen auch Dichtheitsanforderungen zu beachten.

Das hierfür passende System hat Quinting in den vergangenen Jahren aus dem bekannten SIFCON weiterentwickelt und bereits in einer Vielzahl von Objekten ausgeführt. Der SIFCON (Slurry infiltrated Fibre Concrete) ist ein Stahlfaserbeton, bei dem ein ausgestreutes Bett aus Stahlfasern mit einem selbstverlaufenden und selbstverdichtenden, hochfließfähigen Zementmörtel verfüllt wird.

Durch den hohen Fasergehalt (800 kg/m³) -im Vergleich ein Stahlfaserbeton enthält ca. 30 kg/m³- verbunden mit dem hochfesten Mörtel entsteht ein mechanisch robuster Boden mit wenigen Zentimetern Aufbauhöhe.

Die Weiterentwicklung von Quinting hatte die Zielrichtung ein Sanierungssystem zu entwickeln, welches mit einer geringen Aufbauhöhe Bodenflächen, die als Dichtflächen im Sinne des Wasserhaushaltsgesetzes fungieren müssen, kurzfristig instandzusetzen.

Zusammen mit der Ruhruniversität in Bochum wurde die passende Zusammensetzung des Mörtels und der Fasern in Versuchen ermittelt. Parallel erfolgten Praxisversuche zur Herstellung des "Vielstoff-Mörtels", aus denen dann das QZ-Stahlfaser-Dichtschichtsystem entstand.

Es zeichnet sich durch eine hohe Biegezugfestigkeit aus, die auftretende Dehnungen auf eine unendlich große Vielzahl von kleinsten Rissen verteilt. Dadurch entsteht eine praktisch undurchlässige Schicht für die das DIBt im Juli 2006 nach entsprechend umfangreichen Prüfungen und Gutachten die bauaufsichtliche Zulassung erteilte.

Damit kann das QZ-Stahlfaser-Dichtschichtsystem auf bestehenden, tragfähigen Untergründen als fertige, nach WHG abdichtende und robuste Bodenfläche eingesetzt werden.

Nach der Erteilung der Zulassung haben sich inzwischen viele namhafte Unternehmen für diesen Baustoff als Instandsetzungsbaustoff ihrer Industrieanlagen entschieden.

 


Neben den Anwendungsgebieten im Betonbau beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen gibt es aufgrund der geringen erforderlichen Schichtdicke und des extrem duktilen Verhaltens mit dem einhergehenden Widerstand gegen mechanische Beanspruchung noch eine Vielzahl von weiteren Einsatzmöglichkeiten für die QZ-Stahlfaser-Dichtschicht. Hierzu zählen unter anderem:
  Instandsetzung von Start- und Landebahnen von Flughäfen, Betonfahrbahndecken und fugenlose Instandsetzung von Industrieböden (ohne Rückbau der vorhandenen Betonflächen mit entsprechend kürzeren Sperrzeiten)

  Instandsetzung von Tosbecken (besonders in Bereichen der höchsten Beanspruchung durch Abrieb),

  Instandsetzung von Parkdecks (zur dauerhaften Abdichtung gegen Tausalz zur Vermeidung von Korrosionsschäden), Anprallschutz bei mechanischer Beanspruchung (Greiferanprall in Müllbunkern)


  Aufbau und Ausführung

 QZ-Stahlfaser-Dichtschichtsystem   Auf den gesäuberten Untergrund, der Tragschicht, werden die Stahlfasern zu einem Stahlfaserteppich ausgestreut. Damit der erforderliche Stahlfaseranteil von ca. 10 Volumenprozent erreicht wird, müssen bei einer Schichtdicke von 45 mm ca. 40 kg Stahlfasern je m² ausgestreut werden. Dies geschieht von Hand, damit die Fasern sich im Wesentlichen horizontal ausrichten. Ein Untermischen der Stahlfasern in eine fertige Betonmischung ist aufgrund des hohen Stahlfasergehaltes nicht möglich.

Bei den bauaufsichtlich zugelassenen Fasern handelt es sich um unbeschichtete, nicht verzinkte, glatte, an den Enden gekröpfte Stahlfasern der Werkstoff-Nummer 1.0304 oder 1.0310, Länge: 30 mm, Faserdurchmesser: 0,5 mm.

Auf den begehbaren Faserteppich wird im Anschluss der extrem fließfähige Mörtel (Slurry) aufgegeben, der innerhalb kürzester Zeit das Faserbett vollständig infiltriert.

Oberhalb des Faserteppichs wird eine faserfreie 5 bis 7 mm dicke Mörtelschicht als Verschleißschicht eingebaut. Zur Verbesserung des Verschleißwiderstandes kann Hartstoffmaterial in diese Schicht eingestreut oder als separate weitere Schicht aufgebracht werden.

Um ein Auffangvolumen zu realisieren, werden vorhandene dichte Wandkonstruktionen fugenmäßig angeschlossen oder im Randbereich Edelstahlbleche angeordnet, die untereinander flüssigkeitsdicht zu verschweißen sind. Durch die Einbettung in den Fasermörtel wird eine Umläufigkeit ausgeschlossen. Ebenso können Durchdringungen der Dichtschicht, wie sie z.B. für Rohrleitungen oder Maschinenfundamente erforderlich sind, mit einem Edelstahlkragen versehen werden.


  Konstruktionshinweise

 QZ-Stahlfaser-Dichtschichtsystem   Das Auffangvolumen ergibt sich aus der Höhe der seitlichen Aufkantung bzw. der angeordneten Edelstahlprofile.

Pumpensümpfe, Rinnen, Stützeneinfassungen und Durchführungen können mit Edelstahlaufkantungen eingefasst werden. Anschlussfugen sind mit einem bauaufsichtlich zugelassenen Fugenfüllstoff gemäß dessen Zulassung zu füllen. Ebenfalls können bauaufsichtlich zugelassene aufgeklebte Fugenbandsysteme eingesetzt werden.

Die zulässige Einwirkungsdauer der wassergefährdenden Flüssigkeiten ist in Abhängigkeit von der Tragfähigkeit des vorhandenen Untergrundes und den physikalischen Kennwerten des jeweiligen wassergefährdenden Stoffes aus dem vorgegebenen Diagramm der bauaufsichtlichen Zulassung für das QZ-Stahlfaser-Dichtschichtsystem zu ermitteln.

Erforderliche Arbeitsfugen bei der Ausführung der QZ-Stahlfaser-Dichtschicht können durch ein frühzeitiges Ausspülen der Mörtelschicht aus dem Faserbett und Anstreuen des neuen Faserbettes ausgeführt werden.

Oberflächengefälle können mit dem hochfließfähigen Mörtel problemlos mit 1% ausgeführt werden. In besonderen Fällen und mit erhöhtem Aufwand können bis zu 3% Gefälle realisiert werden. Als besonders vorteilhaft hat sich bei der Instandsetzung von Industriebodenflächen gezeigt, dass schon 48 Stunden nach Ausführung diese Flächen wieder in Benutzung genommen werden können. Risse in der Altkonstruktion werden problemlos überbrückt. Die Ausführung kann je nach statischer Erfordernis im Verbund oder ohne Verbund zum Untergrund ausgeführt werden.

 

Sanierung einer Industriebodenfläche

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