Präventiver Betonschutz

Im Jahr 2020 gibt es allein in Deutschland, laut "statista.com", 9400 Biogasanlagen. All diese Anlagen der Agrar- Abfall- und Energiewirtschaft stehen vor der selben Herausforderung: BSK oder ausgeschrieben: Biogene-Schwefelsäure-Korrosion (siehe weiter unten).

Betonschutzfolie an einem neuen StahlbetonbehälterBetonschutzfolie an einem neuen StahlbetonbehälterEine gut ausgelegte Entschwefelung und eine vorbeugende Beschichtung des Betons sind das Ideal. Auf den nebenstehenden Fotos sind Beispiele einer solchen Beschichtung zu sehen. Die Kunststofffolie zum Betonschutz wurde bei beiden Stahlbetonbehältern einbetoniert.


Betonschutz durch Beschichtung

Betonschutzfolie und Platten - Aus Erfahrung sagen wir: im Gesamtpaket, die beste Beschichtung.

Im Wesentlichen gibt es vier Systeme mit denen man Stahlbetonbehälter vor Beschädigungen durch Säureangriffe oder ähnliches schützen kann. Der Schutz des Betons wird durch einen Anstrich, einen Überzug bzw. ein Belag - einer Beschichtung, mit einer chemisch beständigen Schutzschicht erreicht. Diese Schutzschicht, diese Versiegelung, wird entweder direkt beim Betonieren des Behälters oder nachträglich angebracht.

Spezialisierung

Die Firma "Spezialmontagen-John" hat sich auf nachträgliche Auskleidungen bzw. Beschichtungen von Stahlbetonbehältern mit PP oder PE-Folien spezialisiert und besonders Fermenter und Gähresteendlager von Biogasanlagen.

nachträgliche Verkleidung von Behälterdecken


nachträglich verkleidete Fermenterdecke
Eine der ersten Biogasanlagen Österreichs. Der Beton des Biogasfermenters war mit Epoxydharz versiegelt, aber rissig und überall unterwandert. Größere Schäden waren bereits im Bereich des Rührwerks zu sehen. Die Sanierung wurde mit 3mm PP-Folie umgesetzt.

Wandverkleidung


nachträgliche Wandauskleidung
Ein Gähresteendlager einer Bäuerlichen Biogasanlage in Norddeutschland, noch keine 10 Jahre im Betrieb. Der Beton war ursprünglich ungeschützt. Deutliche Schäden an der Krone.

Abdichtung und Verkleidung des Bodens


nachträglich ausgekleideter Boden
Auf dem Foto ist ein Reaktor eines französischen Unternehmens zu sehen. Der Boden des Behälters wurde mit PP-Platten ausgekleidet.

Alles mit polymeren Schutzfolien. Warum? Dazu nachfolgend mehr.

1. Kunststofffolien und Platten

PRO:
- Kuststofffolien und Platten aus Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) sind absolut resistent gegen chemische Angriffe
- die Folien sind meißt Standardfolien/Platten verschiedenster Hersteller und Preise
- Verarbeitung kann bei nahezu jedem Wetter und Temperaturen geschehen
- der Untergrund muß nicht besonders vorbehandelt werden, abwaschen mit einem Hochdruckreiniger ist ausreichend (Ausbesserungen am Bauwerk natürlich vorausgesetzt)
- die Stärke der Beschichtung ist immer gleich

CONTRA:
- will man großflächig arbeiten benötigt man Hebezeuge (Kran)

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2. Epoxydharz

Anstriche mit Epoxydharz waren besonders in den frühen Jahren des Biogasbooms verarbeitet

PRO:
- absolut resistent gegen chemische Angriffe
- Verarbeitung auch ohne Spezialwerkzeuge möglich

CONTRA:
- Verarbeitung sehr arbeitsintensiv
- nur unter idealen Bedingungen möglich
- Temperaturabhängig
- Wetterabhängig
- Untergrund muß absolut trocken und sauber sein (Wasserstrahlen, Sandstrahlen)
- das Harz ist sehr spröde und kann leicht reißen - es wird dann unterwandert ...

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3. Polymersilikat

Diese Beschichtung wird vorwiegend im Abwasserbau verwendet.

PRO
hohe Beständigkeit gegen Säuren, Lösungsmittel, Öle und Fette

CONTRA:
- Verarbeitung sehr arbeitsintensiv
- nur unter idealen Bedingungen möglich
- Temperaturabhängig
- Wetterabhängig
- Untergrund muß absolut trocken und sauber sein (Wasserstrahlen, Sandstrahlen)

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4. Polyurethan

Diese Form der Beschichtung ist funktioniert gut, aber auch hier gibt es in der Verarbeitung liegend einige Probleme.

PRO:
- dauerelastisch und sehr beständig

CONTRA:
- Verarbeitung nur mit Spezialmaschinen möglich
- Verarbeitung sehr arbeitsintensiv
- nur unter idealen Bedingungen möglich
- Temperaturabhängig
- Wetterabhängig
- Untergrund muß absolut trocken und sauber sein (Wasserstrahlen, Sandstrahlen)

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Biogene Schwefelkorrosion

korrodierter Stahlbeton

Der Betrieb eines Fermenters, eines Gährestelagers oder eines geschlossenen Abwassersystems bedient sich Biochemischer Prozesse deren Reaktionsprodukte zerstörend auf die Bausubstanz der Stahlbetonbehälter wirken können. Der beste Schutz vor diesen schädlichen Wirkungen ist ihnen schon im Vorraus entgegen zu wirken. Das Problem entsteht durch Schwefel, der zwangsläufig in das System eingebracht wird. Also wäre die Entschwefelung das ideale Gegenmittel.

der Schwefel

Wenn im Gasraum die Entschwefelung unvollständig ist oder bei ungleichmäßiger Verteilung des zur Entschwefelung zugeführten Sauerstoffs geringe Mengen Sauerstoff im Gasraum verbleiben, muss mit einem starken chemischen Angriff auf den Beton in diesem Bereich gerechnet werden.

etwas Biochemie

Schwefel an einer Fermenterdecke

Woher kommt der Schwefel? Die Antwort ist: Schwefelhaltige Aminosäuren - Cystein und Methionin. Beide Aminosäuren enthalten je ein Schwefel-Atom. Methionin ist eine Vorstufe der Aminosäuren Cystein und Taurin und des Antioxidans Glutathion. Die stoffwechselaktive Form von Methionin ist S-Adenosyl-Methionin, das praktisch in allen Körpergeweben und -flüssigkeiten vorkommt und essenziell notwendig für den Bau von Proteinen ist. Es wird zur Synthese, Anregung und zum Abbau vieler Stoffe im Körper benötigt. Es trägt zur Bildung von Adrenalin, Carnitin, Cholin, Kreatin, Melatonin und Nukleinsäuren bei. Wird in einem lebenden Organismus ein Protein aufgebaut beginnt dieser Prozess immer mit Methionin als Startbaustein. Meistens wird das Methionin danach wieder vom fertigen Protein abgetrennt. Das Schwefelatom wird neben dem Aufbau für die Stabilisierung von Proteinstrukturen benötigt.

Aus dem Substrat entweichender Schwefelwasserstoff wird von Bakterien der Gattung Thiobacillus als Stoffwechselendprodukt zu schwefliger Säure bzw. Schwefelsäure. Ein weiterer Teil des Schwefels lagert sich an den Oberflächen im Gasraum in Form von elementarem Schwefel ab (siehe Foto). Diese Bakterien sind im Gasraum auf feuchten Oberflächen anzutreffen. Durch den Stoffwechselvorgan sinkt der pH-Wert bis unter pH 1. Was ein sehr starker Schwefelsäureangriff auf zementgebundene und auf metallische Bau- und Werkstoffe, wie Stahl, Gusseisen, Zink, Kupfer, Nickel, Chrom und Aluminium bedeutet.

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