Beschichtungen für Fahrbahnmarkierungen auf Betonoberflächen

Produkte für die horizontale Straßensignalisierung sind in erster Linie für die Verwendung auf Asphaltflächen bestimmt, die eine poröse und raue Struktur mit einem hohen Bitumenanteil aufweisen. Das Prinzip der Haftung für Straßenbeschichtungen basiert auf der Oberflächenpenetration und der teilweisen Auflösung des bituminösen Bindemittels, gefolgt von der mechanischen Einbindung der Asphaltgrundaggregate in die Beschichtung.
Straßenmarkierungsbeschichtungen zeichnen sich durch eine schnelle Trocknung/Härtung und geeignete viskoelastische Eigenschaften aus, die an die thermische Ausdehnung und Kontraktion von Asphaltoberflächen angepasst sind. Bei der Planung der Markierung auf belasteten Betonoberflächen ist es von entscheidender Bedeutung eine gute Haftung auf diesen Oberflächen zu gewährleisten, da dies auch für die Haltbarkeit und Funktionsdauer der Beschichtung entscheidend ist. Die Haftung ist von der Stärke der Verbindung zwischen den beiden in Kontakt stehenden Materialien abhängig, wobei verschiedene Mechanismen eine Rolle spielen können. Diese können physikalisch-chemischer oder mechanischer Natur sein. Die grundlegenden Eigenschaften des Substrats und die Art der Beschichtung müssen für eine qualitativ hochwertige Verbindung miteinander vereinbar sein. Die Verfahren in den letzten Phasen der Betonverarbeitung bestimmen die wichtigsten Oberflächeneigenschaften. Einerseits in Bezug auf die Zusammensetzung als auch andererseits auf die Topologie der Oberfläche, die die Möglichkeiten der Anwendung und die Auswahl der zu applizierenden Beschichtungen bestimmen.

Vorbehandlung von Betonsubstraten

Betonsubstrate können aufgrund verschiedener Veredelungsverfahren unterschiedliche Strukturen in Bezug auf die Oberflächenporosität aufweisen. Häufig werden diese mit einer feinen Mörtelschicht und Nachbehandlungsmitteln nachbearbeitet. Bei neuen Betonoberflächen ist es zwingend notwendig die Schicht aus extrahierter Zementrockenmilch mit geeigneten Methoden (z. B. mittels Hochdruckwasser) zu entfernen, um eine kompakte Haftung zu gewährleisten. Die Porosität des Betons ist entscheidend für seine Dauerhaftigkeit, weshalb zu seinem Schutz verschiedene Systemlösungen eingesetzt werden, die jedoch zusätzliche Herausforderungen für die weitere Farbgebung mit sich bringen. Für den Oberflächenschutz von Beton im Straßenbau werden Hydrophobierungsmittel, auf Basis von Silanen, Siloxanen und Silikonen, eingesetzt. Ein besonderes Augenmerk sollte auch auf die Betonoberflächen, die zusätzlich mit Wasserglas behandelt wurden, gelegt werden. Unter einer Vielzahl von Handelsnamen ist das Produkt auf dem Markt erhältlich und schützt die Oberfläche von porösem Beton vor dem Eindringen von Wasser, Ölen und anderen Flüssigkeiten. Die offene Porosität wird dadruch verschlossen. Auf der Oberfläche wird das Eindringen der Beschichtung und ihre mechanische Verankerung verhindert. Auf diese Weise behandelte Oberflächen sind in der Regel für die Haftung der meisten Beschichtungen problematisch und erfordern eine obligatorische vorherige Prüfung.

Fehlerbildung und schlechte Haltbarkeit von Markierungen aufgrund des Feuchtigkeitsgehalts im Beton

Im Beton sollte der Feuchtigkeitsgehalt von 4 % nicht überschritten werden (gemessen mit der CM-Methode bis zu einer Messtiefe von ca. 20 mm), um eine ausreichende Haftung der Markierungsmaterialien auf dem Betonuntergrund zu gewährleisten. Diese Anforderung gilt für alle Arten von Materialien, einschließlich der für die Oberflächenvorbereitung bestimmten Grundierungen. Eine Ausnahme bildet die Epoxidbeschichtung Signocryl 2K, die auch unter feuchten Bedingungen trocknet und aushärtet.

Mögliche Ursachen und Auswirkungen aufgrund der Verdunstung von Feuchtigkeit auf Betonoberflächen:

• Angesammeltes Wasser an der Oberfläche zwischen dem Beton und der Beschichtung verringert die Verbindung zwischen dem Material und dem Untergrund. Gefrieren und selbst geringfügige mechanische Belastungen können dazu führen, dass sich die Markierungen ablösen.
• Störungen bei der Aushärtung von Kaltplastiken aufgrund von Veränderungen der physikalischen Eigenschaften der Materialien.
• Möglichkeit einer alkalischen chemischen Reaktion aufgrund von Kapillarwasser, die die physikalisch-chemischen Eigenschaften des Bindemittels und die Haltbarkeit der Markierung beeinträchtigt.
• Blasenbildung aufgrund des osmotischen Drucks.
• Bei Polyurethanbeschichtungen, die mit Isocyanaten ausgehärtet sind, begünstigt Feuchtigkeit eine chemische Reaktion. Dies führt zur Blasenbildung und zur Verringerung der Vernetzung und Endhärte des Films.

Daher ist es wichtig, dass der Beton mindestens 28 Tage lang aushärtet und trocknet, damit er für die Anbringung weitere Markierungen problemlos verwendet werden kann.

Substrate in Parkhäusern und Industriehallen

Die Belastung durch schwere Arbeitsmaschinen, Temperaturschwankungen und das Auslaufen verschiedener Chemikalien gehören in Prakhäusern und Industriehallen zur Tagesordnung. Im Hinblick auf die mechanische Belastung ist es äußerst wichtig, die zu erwartende tägliche Oberflächenbeanspruchung und die dynamischen Faktoren zu bewerten, die durch den Verkehr verursacht werden. Die Anforderungen an die Verschleißfestigkeit, die Stoßfestigkeit beim Herunterfallen von schweren Gegenständen und die Abnützung der Betonoberflächen durch Gabelstapler müssen ebenso beachtet werden. Außerdem muss die UV-Belastung im Voraus definiert werden, um einen Beschichtungstyp mit geeigneten UV-Stabilitätseigenschaften auszuwählen.

Für die Implementierung von Markierungen in Garagen und Industriehallen gibt es keine Vorschriften, ebenso wenig wie für die Auswahl der zu verwendenden Materialien. Die Normen für Straßenmarkierungen werden in diesem Segment nicht verwendet bzw. angewendet. Eine klare Vereinbarung zwischen dem Investor und dem Vertragspartner, über die Umsetzung der Arbeiten und die erwartete Qualität oder den Zweck der Oberflächenmarkierungen, ist daher erforderlich.

Vorbereitung der Oberfläche

Die Oberflächen müssen vor dem Auftragen der Markierungen trocken, sauber, staub-, öl- und fettfrei sowie frei von Schleifsand und anderen Verschmutzungen sein. Verunreinigungen stellen ein hohes Risiko dar, wenn eine gute Haftung der Materialien auf dem Untergrund gewährleistet werden soll. Häufig sind sie die Ursachen für Probleme eine mangelhafte Qualität der Arbeit.

Prüfung der Haftfestigkeit der Beschichtungen  

Zur Bewertung der Haftfestigkeit können folgende Prüfverfahren gewählt werden:

• Manuelle Haftprüfung (qualitativ ohne Quantifizierungen)
• Prüfung der Haftfestigkeit an einer einzelnen Beschichtung oder einem Mehrschichtsystem mit Hilfe eines Dollys nach EN ISO 4624
• Gitterschnittprüfung nach DIN 53151

Das Testfeld für die vorläufige Bewertung der Haftungsqualität besteht in der Regel aus einem unbehandelten Oberflächensegment, das parallel zu einem vorbehandelten Substrat (Oberflächenvorbereitung, Schleifen, Reinigen, usw.) geprüft wird. Die Prüfung der Haftfestigkeit wird auf beiden Oberflächen im Bereich von 1–2 m² und an mindestens 5 Stellen durchgeführt. Vor der Prüfung ist eine Woche für eine ausreichende Aushärtung der applizierten Beschichtung vorzusehen.

Vorgeschlagene Beschichtungslösungen

Entsprechend den oben genannten Sachverhalten und Anforderungen bietet HELIOS drei Systembaugruppen an, die eine geeignete Umsetzung der horizontalen Signalisierung auf unterschiedlichen Betonoberflächen gewährleisten.

a) Normale Betonoberflächen, ohne besondere Behandlung:

1. Verwendung des SIGNO Primers 2K PUR, der eine ausreichende Haftung der nachfolgenden Beschichtung gewährleistet.
2. Je nach Bedarf können Standardfarben vom Typ SIGNOCRYL oder Kaltplastiken vom Typ SIGNODUR gewählt werden.

b) Mit Quarzsand zusätzlich gehärtete und geglättete Betonflächen – nicht chemisch behandelte Flächen:

1. Eine Grundierung ist nur bei älteren Betonoberflächen erforderlich, die eine Vorbehandlung benötigen.
2. Geeignete Beschichtungen: SIGNOCRYL 2K PUR, SIGNOCRYL Traffic 2K PUR oder SIGNOCRYL 2K Epoxy.

c) Verschiedene Industrieböden (Epoxy/PU) oder zusätzlich chemisch behandelte Betonoberflächen:

1. SIGNO Primer 2K PUR und SIGNOCRYL 2K PUR Beschichtung (obligatorisches Prüffeld mit Haftungskontrolle)
2. RESISTOL Enamel 2K PUR zwei Schichten
3. REZISTOL E DBS als erste Schicht zur Gewährleistung der Haftung und REZISTOL Enamel 2K PUR zur beschleunigten Aushärtung der Deckschicht

NOTIZ: Um die Kompatibilität und Eignung der einzelnen Systembaugruppen mit den zu beschichtenden Betonböden sicherzustellen, empfehlen wir, vorab Testfelder durchzuführen und die Haftung der Beschichtung auf den unterschiedlichen Untergründen zu prüfen.