Begeh- und befahrbare Flüssigkunststoff-Beschichtungssysteme auf Holz

Im Projekt soll ein Flüssigkunststoffsystem auf der Basis von Polyurea entwickelt werden. Es soll als dauerhafter Oberflächenschutz von Fahr- und Gehbelägen aus holzbasierten Materialen, wie z.B. bei Brücken, angewendet werden können.

Steckbrief

  • Lead-Departement Architektur, Holz und Bau
  • Institut Institut für Holzbau, Tragwerke und Architektur IHTA
  • Forschungseinheit Holzbau
  • BFH-Zentrum Wood - BFH-Zentrum Holz – Ressource und Werkstoff
  • Förderorganisation Innosuisse
  • Laufzeit (geplant) 01.03.2020 - 31.01.2024
  • Projektverantwortung Prof. Andreas Müller
  • Projektleitung Mareike Vogel
  • Projektmitarbeitende Prof. Dr. Thomas Volkmer
    B.Sc. Katja Marlen Schultz
  • Partner Sika Schweiz AG
  • Schlüsselwörter Polyurea, Beschichtung, Holz, Holzwerkstoff, Holzbrücken, Parkdecks, Sanierung

Ausgangslage

Vor dem Hintergrund eines ressourcenschonenden Bauens gewinnt der Werkstoff Holz immer mehr an Bedeutung. Damit ein nachhaltiger Einsatz von Holz im Bauwesen langfristig sichergestellt werden kann, ist werkstoffspezifisches Planen, Bauen und Unterhalten notwendig. Beim Werkstoff Holz bezieht sich das in erster Linie auf den langfristigen Feuchte-, Witterungs- und Brandschutz. Das vorliegende Projekt befasst sich mit der Entwicklung eines Flüssigkunststoff (FLK)-Beschichtungssystems für Fahrbahnplatten aus holzbasierten Materialen für den Einsatz bei Fuss- und Radwegbrücken, Parkdecks oder Terrassen. FLK-Systeme wurden bis jetzt nur auf Beton oder Stahl angewendet. Sie haben den Vorteil, dass sie deutlich leichter sind als traditionelle Asphaltvarianten und zudem schneller verarbeitet werden können. Dieser Ansatz des Oberflächenschutzes für Fahrbahn- oder Gehwegbeläge kann sowohl bei Neubauten als auch bei Sanierungsprojekten angewendet werden. Ein weiterer Vorteil ist die niedrige Verarbeitungstemperatur von ca. 60-70°C im Vergleich zu Asphaltbelägen (200-220°C). Damit wird die Blasenbildung unter der Beschichtung vermieden, was eine gute Haftung der Beschichtung langfristig gewährleistet. Der Einsatz von FLK-Systemen bietet eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Systemen und garantiert durch ein grosses Anwendungsspektrum auch ein hohes wirtschaftliches Potential.

Vorgehen

Das FLK-System basiert auf Polyurea und wird in einem mehrstufigen Prozess auf die Fahrbahnplatten appliziert. Dadurch wird eine Kunststoffschicht von 3-4mm erzeugt, welche die gesamte Platte vor der Witterung schützen und damit eine hohe Dauerhaftigkeit garantieren soll. Nachdem die Haftzugprüfungen diverser Primer sehr zufriedenstellende Resultate zeigten, wurden auf dieser Grundlage vier Beschichtungssysteme für die weiteren Prüfungen gewählt. Zahlreiche Prüfungen zur Bestimmung von mechanischen und bauphysikalischen Eigenschaften an diversen Substrat- und Produktekombinationen fanden bisher und finden weiterhin statt. Bei mindestens zwei Real-Projekten (davon eine Brücke und ein Parkhaus in Holz) werden Kenntnisse zum Langzeitverhalten der Fahrbahnplatte und der Beschichtung gesammelt und ausgewertet.

Ergebnisse

Alle vier Systeme zeigten auf verschiedenen Holzwerkstoffen eine gute Applikationsfähigkeit. Die gewählten Substrat-System-Kombinationen zeigten bei Haftzugprüfungen nach SIA 281/3:2002 mehr als ausreichende Einzelwerte, womit die Sollwerte nach SIA 273:2008 deutlich erreicht und eine sehr gute Eindringung in die Substrate gezeigt wurden. Die Schälzugprüfungen nach SIA 281/2:2011 erreicht die in der Norm SIA 273:2008 geforderten Werte deutlich. Es wurden Zugprüfungen nach EN ISO 527-1:2019 und EN ISO 527-2:2012 an unbewitterten und nach Norm EN 927-6:2006 bewitterten Prüfkörpern durchgeführt. Zudem wurde die Qualität der Versiegelung untersucht. Die bisher durchgeführten Prüfungen zur Bestimmung des Dampfdiffusionswiderstandes nach EN ISO 12572:2016 und die Ermittlung der Wärmeleitfähigkeit nach EN 12667:2001 dienen der bauphysikalischen Simulation, mit welcher das Langzeitverhalten unter diversen Einbaubedingungen und nach etwaigen Beschädigungen ermittelt wird. Detaillierte Versuchsergebnisse sind über den Wirtschaftspartner erhältlich.

Ausblick

Ein direkt befahrbarer Prüfstand wird ca. 1.5 Jahre auf dem Gelände der BFH-AHB an der Solothurnstrasse in Biel installiert sein.