Gut zu wissen

An Gülle- und Gärrestbehältern aus Beton nagt der Zahn der Zeit. Vor allem der im Biogas enthaltene Schwefel beschleunigt die Korrosion, wenn das Gas kondensiert und dabei schwefelige Säure entsteht. Sie greift aufgrund ihres niedrigen pH-Wertes den Beton an. Die Abtragungsraten sind mit 0,5 bis 10 mm pro Jahr immens hoch. Entsprechend mitgenommen sieht so ein Betonbehälter nach einigen Jahren aus. Von dem Betonfraß betroffen ist vornehmlich die Mauerkrone, an der das aggressive Kon­densat herunterläuft.
Verschiedene Firmen bieten die Sanierung von Betonbehältern an. Selten dagegen sind ein Abriss und ein Neubau des Behälters erforderlich. Wichtig ist, dass die Statik intakt ist, und dass die Sanierung von einem Fachbetrieb durchgeführt wird.
Auf die Firma VA-Coating wurden wir aufmerksam, weil sie 2019 auf dem Biogas-Innovationskongress in Osnabrück ein neuartiges Verfahren zur Behälterinnenbeschichtung vorgestellte. Hierbei klebte und dübelte die ausführende Firma MB-Coating 40 bis 100 mm starke Styrodur-Dämmplatten auf die Behälterwand und versiegelte die Stoßstellen. Abschließend wurde das Beschichtungssystem VA-C S30 aufge­tragen, das auf Polyurea basiert. Im Vergleich zu einer Behältersanierung mit Haftverbundmörtel ist das Verfahren weniger zeitaufwändig.

Behältersanierung: Elastische Sprühschicht

Die Polyurea-basierte Beschichtung mit dem Produktnamen VA-C S30 ist ein Zweikomponenten-Flüssigkunststoff, der frei von Lösungsmitteln ist und keine flüchtigen organischen Verbindungen enthält. Das Produkt ist nach Angabe des Anbieters osmose­sicher, flüssigkeitsdicht und hydrolysefest sowie weitestgehend beständig gegen aggressive Medien. Außerdem ist es abriebfest und als brandhemmend klassifiziert. Es eignet sich daher für die Beschichtung von Behältern und Pipelines verschiedenster Art sowie auch für Swimmingpools.
Laut VA-Coating verfügt die Sprühbeschichtung VA-C S30 über eine hohe Oberflächenfestigkeit. Gleichzeitig ist sie sehr dehn­fähig. Bei Wärme dehnt sie sich aus, und bei Abkühlung schrumpft sie wieder zusammen. Dadurch soll sie bis zu 0,5 mm breite Haarrisse im Beton überbrücken können. Der Einsatz auf Mauerwerk, Beton oder Stahl ist ebenso möglich wie auf Kunststoff.
Das Auftragen der etwa 2 mm dicken Beschichtung erfolgt maschinell mit einer Zweikomponenten-Mischanlage. Sobald der Härter in der Sprühpistole im richtigen Verhältnis dazu dosiert ist und das Polyurea auf den zu beschichtenden Untergrund trifft, härtet es innerhalb von nur zehn Sekunden aus. Die Beschichtung ist schon am nächsten Tag begehbar.
Diese kurze Verarbeitungszeit ist gut, weil der Behälter so innerhalb kurzer Zeit wieder befüllt werden kann. Allerdings ist die Verarbeitung wetterabhängig. Denn die Polyurea-Beschichtung darf nicht bei zu hoher Luftfeuchtigkeit oder an kalten Tagen aufgetragen werden, an denen es zur Tau­bildung kommen könnte. Der Untergrund muss trocken sein, weil die Beschichtung bei Feuchtigkeit nicht auf dem Untergrund haftet. Deshalb hat die Firma VA-Coating in Zusammenarbeit mit MB-Coating das Verfahren so weiterentwickelt, dass die Polyurea-Beschichtung VA-C S30 nun auch bei höherer Luftfeuchtigkeit und an kalten Tagen ohne Probleme aufgesprüht werden kann.

Innenauskleidung mit Vlies

Anstelle der Styrodur-Platten kommt jetzt ein Spezial-Vlies zum Einsatz, das eigentlich im Tunnelbau Anwendung findet. Die Monteure dübeln das Geotextil-Vlies VA-C-Tex an die Wände, den Boden und auch an die Decke von Behältern. Dabei überlappen die 2 m breiten Bahnen 5 bis 10 cm. Die Überlappungen werden mit einem MS-Polymer Hybridkleber verklebt. Anschließend erfolgt auch hier das Beschichten mit dem Poly­urea-basierten VA-C S30. VA-Coating hat auf diese Art der Behälter­innenbeschichtung ein Verfahrenspatent. Außerdem ist für das neue Verfahren eine Zulassung beim Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) beantragt.
Das Spezial-Vlies bietet für die Sprühbeschichtung in Gülle- und Gärrestbehältern einen entscheidenden Vorteil: „Wenn es wegen Tau feucht ist, können wir trotzdem Polyurea aufsprühen“, sagt Dirk Moddenborg, Geschäftsführer von MB-Coating. Denn das im Heißspritzverfahren bei 60 bis 70 °C aufgetragene Polyurea lässt das Wasser verdampfen. Dieses kann nach hinten durch das Vlies abziehen. „So ist eine ganzjährige Behältersanierung möglich.“ Weiterer Vorteil des Verfahrens mit dem Vlies plus Polyurea-Beschichtung: Es entsteht quasi ein dichter Behälter im Behälter, so dass eine Leckage-Erkennung möglich ist.
Darüber hinaus ist nach dem Entleeren des Behälters und vor dem Anbringen des ­Spezial-Vlies nur eine grobe Behälterreinigung mit Wasser nötig. Das kann der Landwirt mit dem Hochdruckreiniger bei 100 bis 400 bar selbst erledigen und spart Kosten.

Haftverbund mit Sprühbeschichtung

Wesentlich arbeitsaufwändiger ist die herkömmliche Betonsanierung mit Haftverbundmörtel und abschließender Sprühbeschichtung. Im ersten Schritt muss bei diesem Verfahren der Untergrund bei 1000 bar Ultra­hoch­druck mit Wasser gereinigt und loses Material durch Sandstrahlen entfernt werden.
Anschließend erfolgt das Verputzen der beschädigten Stellen mit einem Beton­reparaturmörtel. Ab 1 cm Schichtdicke wird mit einem mineralischen Mörtel gearbeitet, bei weniger als 1 cm Schichtdicke wird ein Epoxidharz-Mörtel verwendet. Auf die Mörtelschicht wird dann mit Druckluft­unterstützung eine Grundierung aus Epoxidharz aufgetragen. Sie soll die Poren verschließen. Denn bei rückseitig durch die Mörtelschicht eindringender Feuchtigkeit besteht ansonsten die Gefahr, dass beim Aufsprühen der Poly­urea-Beschichtung sogenannte Osmoseblasen entstehen. Die Grundierung muss rund zwölf Stunden aushärten.
Kehlen zwischen Wand und Decke oder auch zwischen Wand und Boden dichtet MB-­Coating mit einer elastischen Dichtkehle auf Polyurethanbasis ab. Danach erfolgt die Endbeschichtung mit dem Polyurea-System VA-C S 30 von VA-Coating. Doch bevor die Polyurea-Beschichtung aufgetragen wird, überprüft MB-Coating die Reißfestigkeit des Haftverbunds zwischen dem Betonuntergrund und dem Reparaturmörtel.
Die Haftzugmessungen an verschiedenen Stellen sollten einen Mittelwert von mindestens 1,5 N/mm² ergeben, die Einzelwerte dürfen nicht kleiner als 1 N/mm² sein. Und um die Qualität der Beschichtung sicherzustellen, protokolliert MB-Coating während des Aufsprühens der Endbeschichtung die Luftfeuchtigkeit.

Sanierung eines unterirdischen Gärrestbehälters

Wir begleiteten die Sanierung eines etwa 3 800 m³ großen, ringförmigen Gärrest­behälters, der mit einer Betondecke in die Erde gebaut ist. Ringförmig ist der Behälter, weil in den großen Außenbehälter mit 36 m Durchmesser ein kleinerer mit 22 m Durchmesser hineingebaut ist. Beide dienen als Gärrestlager und kommunizieren mitein­ander.
Die im Jahr 2006 in Betrieb genommene und im Jahr 2017 flexibilisierte Biogas­anlage mit zweimal 500 kWel füttert der Betreiber zu 35 bis 40 % mit Mist und Gülle von Puten, Rindern und Schweinen. Die bei der Vergärung entstehende schwefelhaltige Säure hatte über die Jahre den Beton korrodieren lassen.
Den inneren Behälter hatte der Betreiber bereits sanieren lassen, als er im Zuge der Flexibilisierung eine größere Gashaube auf den Behälter setzen ließ. Der äußere Behälter war im vergangenen Herbst dran, und wie sich herausstellte, war dieser deutlich stärker angegriffen als der innere Behälter. Für die Firma MB-Coating entschied sich der Betreiber, weil diese ihm für die Beton­sanierung des Behälters ein gutes Angebot unterbreitete. Rund 130 000 Euro ohne Mehrwertsteuer veranschlagte MB-Coating für das Ausbessern und Beschichten von rund 1 400 m² Betonfläche.
Gegen das Verfahren mit dem Spezial-Vlies VA-C-Tex entschied sich der Betreiber, weil es in seinem Fall deutlich teurer geworden wäre. Er hätte dann nämlich den gesamten Behälter einschließlich des noch intakten Bodens auskleiden lassen müssen.
Auch befürchtete er, dass es nicht so einfach werden würde, das Vlies an den bereits stark geschädigten Wänden und vor allem an der Decke anzubringen. Laut MB-Coating wäre die Montage kein Problem gewesen.

Eigenarbeit und Tücken

Einiges an Kosten konnte der Betreiber sparen, da er für die Reinigung des Behälters einen professionellen Putenstall­wäscher beauftragte. Dieser rückte dem Belag an den Behälterwänden mit einem Hochleistungsgerät zu Leibe. Außerdem holte er den beim Sandstrahlen in den Behälter eingetragenen Sand selbst aus dem Behälter wieder heraus.
Ende August vergangenen Jahres startete MB-­Coating mit dem Sandstrahlen. Es dauerte danach fast drei Monate, bis die von Hand ausgeführten Putzarbeiten beendet waren und die Endbeschichtung mit dem Polyurea-basierten VA-C S30 aufgetragen werden konnte. Zum Glück konnte der Betreiber den inneren Gärrestbehälter während dieser Zeit weiterhin nutzen.
Zu Verzögerungen während der Sanierungsarbeiten kam es, weil nach ergiebigen Regenfällen feuchte Haarrisse in der Betondecke zu Tage traten. Es musste daraufhin erst geprüft werden, ob die Risse die Tragfähigkeit der Decke beeinträchtigen.
Das war glücklicherweise nicht der Fall. MB-Coating weitete die Risse und vergoss sie von außen mit Polyurethan. Insgesamt verbrauchte die Sanierung des Behälters 16 t Putzmörtel, 980 kg Epoxidharz, 3 500 kg VA-C S30 und rund 1 000 Stunden Arbeitszeit.
Auch wenn die Sanierung insgesamt länger gedauert hat als anfangs gedacht, ist der Betreiber zufrieden mit dem Ergebnis. Ob der Behälter nun längerfristig vor Säure­angriffen geschützt bleibt, muss die Zeit zeigen. Laut MB-Coating bescheinigte ein Gutachter der Sprühbeschichtung VA-C S30 von VA-Coating in einem Abwasserkanalschacht eine lange Haltbarkeit.

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Fazit

Fazit

Auf dem vorletzten Biogas-Innovationskongress stellte die Firma VA-Coating ihr neues Verfahren zur Sanierung und Abdichtung von Beton- und Stahlbehältern vor. Es basiert auf einer Sprühbeschichtung aus Polyurea.
Das Verfahren mit Styrodur-­Dämmplatten bietet die ausführende Firma MB-Coating nicht mehr an. Dafür hat sie jetzt als Alternative zur Betonausbesserung mit Repa­raturmörtel die Behälteraus­kleidung mit einem Geotextil-Vlies im Programm. Auf das Vlies lässt sich ebenfalls die dünne, abriebfeste, aber dennoch elastische Polyurea-Beschichtung auftragen.