Innovation in der Abdichtungs-, und Beschichtungstechnologie mit Polyurea
Innovation mit Polyurea für die Abdichtungs-, und Beschichtungstechnologie von Bauwerken

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Polyurea
Anfänglich als "Wunderbeschichtung" mit großer Skepsis gesehene Technologie, ist Polyurea mittlerweile als hoch-qualitative Beschichtungstechnologie anerkannt.

Viele Irrtümer bezüglich der Verarbeitung - basierend auf den langjährigen Erfahrungen in der PU-Beschichtung - ließen erste Polyurea-Projekte scheitern. Nicht, weil das System selbst fehlerhaft war, sondern vielmehr, weil die Verarbeitung und Untergrundvorbereitung mit zu wenig "Know-How" durchgeführt wurden.

Inzwischen ist der Wissensstand dank guter Trainings und dementsprechender Veröffentlichungen auf einem so hohen Niveau, dass Polyurea als vollwertige Oberflächenschutztechnologie erfolgreich verarbeitet wird und traditionelle Systeme immer weiter ablöst.

Polyurea wird verarbeitet als:

  • Sprühapplikation, unter hohem Druck und hohen Temperaturen (sog. "fastset"-Systeme mit Reaktionszeiten im Sekundenbereich) 
  • Handapplikation, im dekorativen Bereich mit extrem hochbelastbaren Systemen 
  • Fugenverguss, im Gießverfahren unter Umgebungsbedingungen 

Hersteller von Polyurea-Systemen bieten meist eine "Basis-Palette" an Produkten an, die sämtliche Erfordernisse der Bauwirtschaft erfüllen, sowie "Spezialsysteme", die Brandklasse, Trinkwasserbeständigkeit und andere Attribute erfüllen.

Die "PDA" (Polyurea Development Association) und die "PDA-Europe" agieren als Dachverband aller Polyurea herstellenden und verarbeitenden Unternehmen und Applikateure und stellen in dieser Eigenschaft nicht nur Empfehlungen und normgerechte Richtlineien bereit, sondern etablieren die Polyurea-Technologie auch immer weiter in der Öffentlichkeit.

Anwendungsgebiete
Der Einsatzbereich für die Polyurea-Beschichtungstechnologie ist enorm.

Entwickelt als Oberflächenschutz- und Bausubstanzschutzsystem, wird Polyurea auf nahezu alle Oberflächen als Verschleißschutz, Korrosionsschutz, Geräuschdämmung, sowie als Oberflächenveredelung aufgebracht.

Dachabdichtungen:
Dächer, insbesondere Flachdächer, stellen an jedes Abdichtungssystem hohe Anforderungen. Besonders dann, wenn viele komplizierte Durchbrüche der Dachstruktur (zB. durch Klimaanlagen, Lichtkuppeln, Kamine) vorliegen. Gerade in solchen Fällen ist die Abdichtung mit einem flüssigen Material, das sich nach Aufbringen von allein den Unebenheiten im Dachaufbau anpasst, besonders vorteilhaft und sicher.

Polyurea-Dachabdichtungen ergeben nach diesem Prinzip Dachmembranen von großer Dauerhaftigkeit. Hervorragende Eigenschaften von Polyurea-Beschichtungen sind die hohe Beständigkeit und die Flexibiltät auch bei tiefen Temperaturen, die den Ausgleich der Bewegungen des Dachaufbaues durch die Beschichtung gewährleisten.

Betonabdichtungen der Brücken-Fahrbahntafel:
Im Brückenbereich ist die Abdichtung von Beton-Fahrbahntafeln sowie Brückenkappen eine der klassischen Anwendungsbereiche für gesprühte Flüssigmembranen. Insbesondere durch den Einsatz von Tausalzen in der Frostperiode ist die Gefahr des Eintrages von Chloriden in den Beton größer als bei anderen Betonbauwerken.

Der Schichtaufbau kann in der Regel in folgender Reihenfolge vorgenommen werden:

Betonsubstrat, kugel- oder sandgestrahlt und gereinigt
Epoxidharz-Primer, Abstreuung mit Quarzsand
Polyurea-Dichtschicht, rissüberbrückend gesprüht
Haft- bzw. Verbindungsschicht
Gussasphalt
Beispiele aus anderen Ländern belegen, dass Polyurea auch für die Instandsetzung von anderen Betonelementen großer Brückenkonstruktionen mit Erfolg eingesetzt worden ist wie Deckplatten, Pfähle und Fahrbahnträger (ein prominentes Beispiel ist die San Mateo Brücke in San Francisco, Kalifornien, USA).

Eisenbahntrassenabdichtungen:
Im Bahntrassenbau unterscheidet man typischerweise den Oberbau und den Unterbau. Zum Oberbau gehören auch die Zwischenlagen/Zwischenplatten und als besondere Bauweise die feste Fahrbahn.

Im feucht/warmen und/oder maritimen Klima ist die Einwirkung von Salzen und Feuchte auf den Gleisbeton signigikant, so dass dort zwecks Prävention von Langzeit-Schäden an der Konstruktion nach robusten, elastischen Abdichtungen gesucht wird.

Polyurea als Abdichtungsmaterial kann hier eine zuverlässige Lösung sein, die die Polyurea-Membrane den Gleisbeton nicht nur elastisch abdichtet, sondern auch überlegene Eigenschaften in puncto Beständigkeiten aufweist.

Schottertrogabdichtungen:
Wird die Schwingungsdämpfung der Eisenbahnschienen durch ein Schotterbett realisiert, müssen die entsprechenden Schotterträge von Brücken oder Betontrassen gegen den Abrieb durch Schotter und gegen eindringendes Wasser geschützt werden.

Auf Betonbrücken wird nach dem Anschleifen der Betonoberfläche eine Epoxidharzgrundierung aufgebracht, bevor die Polyurea-Abdichtungsmembrane in einer Stärke von 5 mm im Mittel aufgesprüht wird. Die Abdichtungsmembrane muss 100 kPa Wasserdruck widerstehen, eine Haftfestigkeit von mindestens 1 MPa aufweisen und widerstandsfähig gegenüber Salz, Öl und UV-Strahlung sein. Bei niedrigen Temperaturen muss die Dehnung der Membrane über 100% betragen, um die statischen und dynamischen Risse im Beton zu überbrücken.

Tunnelabdichtungen:
Als Alternative zum konventionellen Folienaufbau bei Tunnelabdichtungen, kann eine Abdichtung mit Polyurea eine interessante Alternative in puncto Applikatikonszeit (=Geld), Haftung (Haftung auf feuchtem Geotextil oder Spritzbeton) und dem Wegfall von mechanischen Befestigungen darstellen.

Auch in den Bereichen der Fluchttunnels kann die Polyurea-Beschichtung die Betonfertigschale nahezu ersetzen.

Die Entwicklung von Polyurea-Systemen mit zertifizierten Brandklassen (Brandklasse B2 nach DIN EN 13501-1) ist in vollem Gange, es gibt bereits zertifizierte Systeme, die B2-Klasse erfüllen.

Erd- und wasserberührende Abdichtungen:
Im Bereich der erd- und wasserberührenden Abdichtungen, wurde Polyurea bisher vereinzelt und erfolgreich eingesetzt (Flughafenneubau Incheon, Korea, San Mateo Brücke, Kalifornien).

Im Stahlwasserbau oder Schleusenbauwerken können Polyurea-Systeme alternativ zu den traditionellen Systemen Verwendung finden.

Korrosionsschutz:
Polyurea kann Stahl sehr effektiv und dauerhaft vor Korrosion schützen. Dies belegen zahlreiche Beispiele, wie die Beschichtung von Stahlbehältern bzw. -tanks, Mulden, Eisenträgern, usw. Vorteile sind auch hier wieder die kurze Reaktionszeit, zeiteffektive Applikation und relative Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Parametern.

Mittlerweise existiert eine Vielzahl an Testobjekten bzw. Reparaturflächen die zeigen, dass Polyurea auch beim Stahlschutz an Brücken vorteilhaft eingesetzt werden kann.

Industrieböden, Versiegelungen:
Böden in Fertigungshallen, Werkstätten, Lagern, usw. sind einer Vielzahl von hohen Belastungen ausgesetzt. Tonnenschwere Gabelstapler und Verunreinigungen mit Ölen, Treibstoffen und Chemikalien beanspruchen die Böden bis zum Äußersten. Reinigungsverfahren mit heißem Wasserdampf und aggresiven Industriereinigern strapazieren zusätzlich.

Polyurea-Beschichtungen schützen wegen ihres spezifischen Eigenschaftsprofiles - hohe Elastizität mit Härte bei sehr guter thermischer Stabilität - zuverlässig gegen diese Belastungen.

Im Segment Industrieböden/Versiegelungen können Polyurea-Beschichtungen mit zwei wichtigen Vorteilen trumpfen:

die größere klimatische Toleranz der Aushärtung
die schnelle Verarbeitung/Durchhärtung

Sportböden und Spielplätze:
Laufbahnen in Sportstadien oder Fußböden in Gymnastik- oder Sporthallen müssen aufgrund der vielfachen Beanspruchungen bezüglich Elastizität und mechanischer Beanspruchung mit besonders hochwertigen Beschichtungen versehen werden.

Polyurea wird in diesem Spezialanwendungsbereich als 2K-Beschichtungsmaterial auf Basis von Polyaspartic-Polyurea als UV-stabile, farbechte Beschichtung und vor allem für abriebfeste Versiegelungen und Linierungsfarben eingesetzt.

Im Bereich Sportböden hat sich die Kombination Gummigranulat - Polyurea als deckende Verschleißschicht besonders auch bei Bodenapplikationen von Tiergehegen und -ställen bewährt (resistent gegen Urin und Exkremente, wasserdichte Membrane bei täglichen Reinigungen mit Dampf- und/oder Wasserstrahler).

Rampen und Ladeflächen:
Polyurea-Membranen alleine oder im Verbund mit Verschleißschutz widerstehen den typischen mechanischen und chemischen Belastungen befahrener Flächen. Die Beschichtungen zeichnen sich durch eine hohe Elastizität, hoche Chemikalienbeständigkeit und hohe Dauerhaftigkeit aus. Die notwendige Abriebfestigkeit kann über die Formulierung passend eingestellt werden.

Günstiger Nebeneffekt (oder ursächlicher Grund für die Polyurea-Beschichtung) ist die einhergehende Geräuschdämmung.

Balkon- und Terrassenbeschichtungen:
Hand- und maschinenapplizierte PUA-Beschichtungen auf Balkonen und Terassen sind mittlerweile eine Standard-Verarbeitung in der Polyurea-Technologie. Neben den ausgezeichneten mechanischen Beständigkeiten, auch gegen UV, ist die rasche Verarbeitungszeit ein wesentlicher Pluspunkt.

Kühlturminnenbeschichtungen:
Kühlturminnenflächen sind aufgrund der dauerhaften Schwitzwasser und Rauchgas-Beaufschlagung sehr belastete Flächen. Um der Betonkonstruktion langandauernden Schutz zu bieten, müssen hoch chemikalienbeständige Beschichtungen eingesetzt werden. PUA wird im Kraftwerksbau mit großen technischen Vorteilen eingesetzt.

Gewässerschutz:
Das Wasserhaushaltsgesetz verlangt, dass Umwelt und Grundwasser bei Leckagen von Chemikalientanks durch geeignete Auffangwannen geschützt wird. Da Beton als Werkstoff für Auffangwannen gegen eine Vielzahl flüssiger Chemikalien nicht dauerhaft beständig ist und zudem nur bei besonderer Bemessung und Ausführung als rissfrei und flüssigkeitsdicht gelten kann, müssen Auffangwannen und Bodenflächen für wassergefährdende Stoffe wirksam und dauerhaft gegen das Eindringen dieser Stoffe geschützt werden.

Chemikalienbeständige und rissüberbrückende PUA-Beschichtungen haben sich für diesen Einsatzbereich bewährt und können die gewünschte Schutzfunktion auch bei Anwendungen im Freien und bei hoher mechanischer Belastung (zB. durch direktes Befahren) über Jahre hinaus sichern.

Sanierung von Abwasserschächten, -kanälen und Kläranlagen:
Eine der ersten Anwendungen von Polyurea geht zurück auf den Einsatz als Sanierungsmaterial für sog. "manholes". Sehr häufig sind an Baustellen wie Klärbecken, Schachtsystemen, Fettabscheider schwierige Applikationsbedingungen vorzufinden, die insbesondere durch hohe Feuchtegrade gekennzeichnet sind.

Der Beton ist durch Angriff von biogener Schwefelsäure häufig sehr viel stärker geschädigt bzw. korrodiert, als bei anderen Bauwerken.

Die Hauptvorteile der PUA-Sanierung von Schachtbauwerken liegen neben der Beständigkeit gegenüber Schwefelsäure besonders in der relativen Unempfindlichkeit gegenüber hoher Umgebungsfeuchte und zuverlässigen Verarbeitung bei extremen Temperaturen.

In jedem Fall ist eine geeignete Oberflächenvorbereitung vorzunehmen (Kugel- oder Sandstrahlen der Betonoberfläche, usw.).

Trinkwasserbehälter und Schwimmbäder:
Trinkwasser ist das wichtigste Lebensmittel weltweit und muss vor unnötigem Verbrauch und Verunreinigungen geschützt werden. Polyurea-Beschichtungen werden in zunehmendem Maße als Auskleidung für Wasserleitungen und -behälter eingesetzt. Durch die gute Kombination von Abriebbeständigkeit mit hoher Härte und gleichzeitiger Unempfindlichkeit gegen Feuchtigkeitseinflüsse bei der Applikation sind PUA-Beschichtungen besonders für die Sanierung von Rohrleitungen geeignet.

Die Polyurea-Produkte im Kontakt mit Trinkwasser müssen speziellen Anforderungen hinsichtlich des Freisetzungsverhaltens toxischer Stoffe gerecht werden und müssen die nationalen Anforderungen erfüllen.

Dekorative Gestaltung:
Wegen der einfachen Applikation und der durch den schnellen Reaktionsverlauf bedingten geringen Läuferbildung, wenige Feuchtigkkeitsblasen und geringe Oberflächenstörungen haben sich PUA-Systeme (insbesondere aliphatische) in der Beschichtung jedweder dreidimensionaler Oberflächen aus Schaumstoffen, Holz, Beton oder Putz bewährt.

Insbesondere die in weiten Grenzen variable Schichtdickengestaltung und daraus resultierende mechanisch feste Oberflächen machen Polyurea zum Material der Wahl.

Die - eventuell notwendigen - Brandeigenschaften sind nach den geltenden Regeln nachzuweisen.

Themenparks:
Zur Gestaltung von Landschaften und Skulpturen, beispielsweise in Themenparks oder für Ausstellungszwecke, werden häufig Baumerialien aus Polystrol- oder PU-Schaum verwendet. Wegen der schnellen Aushärtung und der guten mechanischen Eigenschaften, werden hoch reaktive aromatische Polyurea-Sprühsysteme verwendet, um die Grundstrukturen zu schützen und die Oberfläche zu verfestigen.

Farbstabile Anstriche werden verwendet, um die Oberfläche zu gestalten und zu versiegeln.

Holzbeschichtung:
Durch die gute Wasserdampf-Durchlässigkeit und hohe Flexibiltät eignet sich Polyurea hervorragend zur Beschichtung von Holz-Werkstoffen.

Der Trend der Architekten zu naht- und fugenloser Fassadengestaltung bei freier Form- und Farbgestaltung fordert armierungs- und stoßfreie Materialien, was sich nur durch elastische Sprühbeschichtungen realisieren lässt.

Möbel-Beschichtungen für den Außen- und Innenbereich:

Polyurea-Beschichtungen auf hoch-qualitativem Möbelschaum gewährleisten Möbel für den Außenbereich, die vollkommen temperaturunabhängig, UV-resistent, hoch verschleißfest, leicht zu reinigen und leicht zu transportieren sind:

Tiergehege und -transporter
Die Bodenbeschichtung (evtl. auch Seitenwände) von Innengehegen und Ställen mit Polyurea trägt zu wesentlich mehr Komfort für die Tiere selbst bei, die Beschichtung ist wasserdicht, nahtlos appliziert und hoch chemikalienbeständig (Urin, Wasch- und Reinigungsmittel, usw.). Der Werterhalt durch eine Polyurea-Beschichtung ist enorm, die tägliche Reinigung (z.B. mit Hochdruckwasserstrahl) beeinträchtigt in keiner Weise die Beschichtung selbst oder den Unterbau.

Weitere Anwendungsgebiete:
Neben der oben angeführten Anwendungsgebiete gibt es eine Vielzahl weiterer Bereiche, wo Polyurea erfolgreich als Oberflächenschutzsystem aufgebracht werden kann.

Polyurea wurde und wird verarbeitet:

als Unterwasserschiffbeschichtung von Segelyachten und Motorbooten
als Deckbeschichtung von Styroporkörpern, die Verwendung als Auftriebskörper von maritimen Steganlagen finden
in Swimmingpools und Bädern
und vieles mehr ...
In jedem Fall sind Vorab-Analysen und eventuell Testbeschichtungen durchzuführen, wenn in ein neues Anwendungsgebiet vorgedrungen wird. Auch nationale Normen und Erfordernisse sind zu berücksichtigen und/oder Zertifikate zu erstellen.

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