Galvanisierter vs. Epoxid-Bewehrungsstahl: Bester Korrosionsschutz für Beton

In Stahlbetonkonstruktionen dient Bewehrungsstahl als Skelett – die Quelle der Festigkeit. Beton ist jedoch nicht undurchdringlich; korrosive Agenzien dringen unweigerlich durch mikroskopisch kleine Poren ein und greifen die Bewehrung an, was zu Rostexpansion, Rissbildung und letztendlich zur Beeinträchtigung der strukturellen Integrität führt. Küstenbrücken, Chemieanlagen und Straßen, die Streusalz ausgesetzt sind, bergen besonders hohe Korrosionsrisiken. Die Auswahl der richtigen Schutzbeschichtung für Bewehrungsstahl ist daher entscheidend für die Langlebigkeit der Infrastruktur.

Das Verständnis der Unterschiede zwischen verzinktem und epoxidbeschichtetem Bewehrungsstahl beginnt mit ihren unterschiedlichen Anwendungsverfahren und Schutzmechanismen:

• Epoxidbeschichteter Bewehrungsstahl: Bei dieser Methode wird ein duroplastisches Harz elektrostatisch aufgesprüht und anschließend wärmebehandelt, um einen Schutzfilm zu bilden. Obwohl sie als physikalische Barriere gegen korrosive Agenzien wirksam ist, leidet die Epoxidbeschichtung unter einer schwächeren Haftung (im Vergleich zu metallurgischen Bindungen) und ist anfällig für mechanische Beschädigungen. Jede Beschädigung der Beschichtung wird zu einem Eintrittspunkt für beschleunigte Korrosion.
• Verzinkter Bewehrungsstahl: Beim Feuerverzinken wird der Bewehrungsstahl in geschmolzenes Zink getaucht, wodurch eine Zink-Eisen-Legierungsschicht mit einer reinen Zinkauflage entsteht. Diese metallurgische Bindung bietet eine außergewöhnliche Haftung und Abriebfestigkeit. Entscheidend ist, dass die Opferanoden-Eigenschaften von Zink auch dann einen fortlaufenden Schutz gewährleisten, wenn die Beschichtung zerkratzt ist – Zink korrodiert bevorzugt, um den darunter liegenden Stahl zu schützen.

Die Hauptschwäche von epoxidbeschichtetem Bewehrungsstahl liegt in seiner Zerbrechlichkeit. Während des Transports, der Handhabung und der Installation erleidet die Beschichtung leicht Kratzer und Stoßschäden, die zu Korrosionsbeginnstellen werden. Besorgniserregender ist, dass sich die Korrosion oft unsichtbar unter der Beschichtung ausbreitet, was zu plötzlichen strukturellen Ausfällen führt.

Weitere Einschränkungen sind:

• UV-Degradation: Längere Sonneneinstrahlung führt dazu, dass Epoxidbeschichtungen kreiden und sich zersetzen, was während der Lagerung und des Baus Schutzmaßnahmen erfordert.
• Haftungsprobleme: Die physikalische (nicht-metallurgische) Bindung macht Epoxidbeschichtungen anfällig für Delamination in rauen Umgebungen.
• Reduzierte Betonhaftung: Die glatte Epoxidoberfläche verringert die Haftung zwischen Bewehrungsstahl und Beton, was längere Überlappungsstöße oder Verankerungen erfordert, die Material- und Arbeitskosten erhöhen.

1. Barriere-Schutz: Die dichte Zinkschicht blockiert physikalisch korrosive Agenzien mit überlegener Abriebfestigkeit.
2. Passivierung: Zink reagiert mit der Alkalinität des Betons und bildet schützende Zinkhydroxycarbonat-Kristalle, die Mikroporen versiegeln.
3. Opferanoden-Schutz: Das niedrigere elektrochemische Potenzial von Zink sorgt dafür, dass es an beschädigten Stellen bevorzugt korrodiert und so die Stahlkorrosion verhindert.

In Meeresumgebungen oder bei Anwendungen mit Streusalz zeigt verzinkter Bewehrungsstahl eine unübertroffene Leistung. Dokumentierte Fälle wie die Longbird Bridge in Bermuda – wo verzinkter Bewehrungsstahl nach 42 Jahren Salzwassereinwirkung intakt blieb – bestätigen seine Chloridbeständigkeit. Umgekehrt haben zahlreiche Ausfälle von epoxidbeschichtetem Bewehrungsstahl in Küstenstrukturen zu regionalen Verboten geführt.

Die wachsende Erkenntnis der Grenzen von Epoxidbeschichtungen hat zu politischen Änderungen geführt. Quebec, Virginia und Florida verbieten epoxidbeschichteten Bewehrungsstahl in bestimmten Anwendungen, während New York und New Jersey verzinkten Bewehrungsstahl für Brücken vorschreiben. Die U.S. Federal Highway Administration stellt fest, dass epoxidbeschichteter Bewehrungsstahl in Meeresumgebungen ein höheres Korrosionsrisiko aufweist als blanker Stahl.

• Haltbarkeit: Metallurgische Bindung und Opferanoden-Schutz gewährleisten eine langfristige Leistung.
• Schadensresistenz: Harte Zinkschichten widerstehen Bauschäden.
• UV-Stabilität: Keine Bedenken hinsichtlich Sonneneinstrahlung.
• Betonhaftung: Rauhe Oberfläche erhält die vorgesehene Haftfestigkeit ohne besondere Anforderungen.
• Vielseitigkeit: Geeignet für alle Umgebungen, insbesondere bei hoher Chloridbelastung.

Obwohl epoxidbeschichteter Bewehrungsstahl niedrigere anfängliche Materialkosten hat, erweist sich verzinkter Bewehrungsstahl als wirtschaftlicher, wenn man Folgendes berücksichtigt:

• Reduzierte Installationsvorkehrungen
• Entfallende Kosten für Beschichtungsreparaturen
• Verlängerte Lebensdauer (oft 2-3 Mal länger)
• Geringere Wartungsanforderungen

Die Wahl wird für Projekte, die langfristigen Wert und strukturelle Sicherheit priorisieren, klar.