Für eine hochwertige Silagequalität müssen Silos dicht sein.
Eine regelmäßige Kontrolle ist Pflicht und Grundlage für die rechtzeitige Behebung von Mängeln.
Zur Sanierung darf nur zugelassenes Material eingesetzt werden.
Wichtig ist, dass die Bauteile mit Fugenmaterial und Beschichtung harmonieren.
Hansjörg Nußbaum
Wer bei der jährlichen Kontrolle der Silos Risse, Abplatzungen oder lose Fugen feststellt, muss handeln. Denn die Gärsäfte können die Betonarmierung angreifen und damit zu noch viel größeren Schäden führen. Wer hier zu lange wartet, riskiert, dass sich eine Sanierung womöglich nicht mehr lohnt. Die Ergebnisse der visuellen Bestandsaufnahme von Fugen, Wand- und Betonteilen, Rissen und Schächten im leeren Silo sollten dokumentiert werden. Vor allem Fugen unterliegen einem ständigen Verschleiß. Daher prüft man, ob die Fugenmasse noch komplett ist und an beiden Flanken haftet. Lose Fugen lassen Sickersäfte aus- und unerwünschte Luft eintreten. Bei Sickersaftbehältern ist die Bestandsaufnahme schwieriger. Eine Pegelmessung bzw. Innenbegehung ist insbesondere bei Leckagen sinnvoll oder wenn von Behörden der Nachweis der Dichtigkeit angeordnet wird.
Bei der Bewertung der Schäden muss unterschieden werden, ob es um die Stabilität und Lebensdauer des Bauwerks selbst (Baurecht), die Dichtigkeit bezüglich Sickersäften (Umweltrecht), die Sicherheit (Unfallverhütungsvorschriften) oder um die Silagequalität (vor allem Luftzutritt) geht. Stabile, dichte und abgesicherte Siloanlagen dienen allen Zielen. Bei der Entscheidung, ob sich eine Sanierung noch lohnt oder nicht, können Kernbohrungen und Materialprüfungen im Labor hilfreich sein. Die Bewertung kann durch einen Fach- oder Firmenberater bzw. einen Sachverständigen erfolgen.
Eine Kernbohrung: An den schwarzen Stellen ist Sickersaft ausgetreten.
(Bildquelle: Nussbaum, Hansjörg)
Ablauf der Sanierung
Die eigentliche Sanierung läuft bei allen Betonbauteilen nach einem ähnlichen Schema ab. Zuerst werden alle losen Teile und Silagereste mittels verschiedener Strahlverfahren restlos entfernt. Infrage kommen meistens Sand- oder Kugelstrahler (Kosten rund 12 bis 15 €/m²), aber auch Hochdruck-Wasserstrahler (bis 2.500 bar) oder Fräsen. Danach muss freiliegende Armierung komplett entrostet und mit Rostschutz versehen werden. Nach einer Grundierung (Haftgrund) zieht man einen säurebeständigen Feinputz (kalkarme Zuschlagstoffe) auf, um Löcher oder Abplatzungen bzw. Unebenheiten zu schließen. Dafür sind geeignete Materialien verfügbar, die bei Fremdvergabe rund 25 bis 30 €/m² kosten. Über die glatte Oberfläche folgt eine Beschichtung, meistens mit einem weiteren, zuvor aufgebrachten Haftgrund.
Die offene Armierung hat man gereinigt, entrostet und mit Rostschutz versehen.
(Bildquelle: Nussbaum, Hansjörg)
Beton für Siloanlagen
Beton und Betonteile für Siloanlagen müssen nach DIN 11622 mit entsprechenden Expositionsklassen hergestellt werden, sowohl wenn vor Ort betoniert wird oder Fertigteile eingebaut werden. Silagesäfte sind sauer (pH-Wert bis unter 4,0) und stellen eine enorme Belastung für Beton dar. Der pH-Wert im Beton liegt normalerweise im alkalischen Bereich (über pH 12,5). Sinkt der pH-Wert in Folge von Carbonatisierung (Kalkumwandlung durch CO2-Eintritt) bzw. Säureangriff (mangelnde Betonüberdeckung bzw. Abbau der Alkalität durch Säureeintritt in Rissen und Abplatzungen) unter pH 10,0, geht der sogenannte passive Korrosionsschutz verloren.
Die Stahlarmierung rostet, dehnt sich dabei um den Faktor 9 aus und beschleunigt so die Rissbildung und größere Abplatzungen. Mechanische Angriffe (vor allem bei der Entnahme) und Wassereintritt (Frost) verstärken den Effekt. Beton für Silos muss daher zwingend nach DIN 11622 hergestellt werden (ohne zusätzliche Wasserzugabe auf der Baustelle), ein dichtes Porenvolumen aufweisen und eine gute Betonüberdeckung der Armierung haben. Nach dem Betonieren ist eine lange Aushärtezeit (über 4 Wochen) zwingend notwendig, damit der Beton stabil wird und bleibt.
Passendes Fugenmaterial
Fehlende Fugenmasse ist rasch zu erkennen, die fehlende Haftung an beiden Flanken weniger gut. Schon feine Risse zwischen Fugenmasse und Bauteil signalisieren den Sanierungsbedarf, weil eine nachträgliche Haftung nicht mehr herstellbar ist. In einem Zwischenschritt können defekte Wandfugen mit einer kompletten und stabilen Wandfolie überdeckt werden, bis die eigentliche Sanierung erfolgt. Wandfolien tragen auch bei dichten Wänden und intakten Fugen zu einer längeren Haltbarkeit bei. Loses Fugenmaterial wird komplett entfernt, ebenso lose Teile an den angrenzenden Bauteilen. Sind danach die Fugen zu breit, müssen die Bauteile zunächst aufgefüttert werden.
Gute Fugen weisen immer ein bestimmtes Verhältnis zwischen Breite und Tiefe auf, um mit passendem Fugenmaterial geschlossen werden zu können. In die nun vorbereiteten Fugen kommt ein Füllmaterial (meist ein Kunststoffschlauch), damit sie gut gefüllt werden können und nur an zwei Flanken haften. Als Fugenmaterial dürfen nur durch das DIBt zugelassene Stoffe (Deutsches Institut für Bautechnik) eingesetzt werden, die zudem zu den angrenzenden Bauteilen passen müssen.
So ist bei angrenzendem Asphalt (Boden) zwingend eine bitumenhaltige Masse in den horizontalen Fugen (Übergang Boden zu Wand) und zwischen den Wandteilen (vertikale Fugen) notwendig. Kunststoffe sind dort nicht geeignet, weil durch das Bitumen der Weichmacher aus diesen Fugenmassen herausgelöst wird. Die notwendige Harmonie zwischen den Materialien betrifft auch die Beschichtung oder den Anstrich. Fugen dürfen deshalb mit vielen Beschichtungen oder Anstrichen nicht überstrichen werden, insbesondere, wenn die Fugenmasse noch nicht durchgehärtet ist. Für eine komplette Fugensanierung durch eine Fremdfirma sind je nach Zustand rund 35 bis 45 € je laufendem Meter anzusetzen.
Auf diese Asphaltfläche wurde 40 mm Feinasphalt aufgebracht und die Fugen mit Heißasphalt ausgegossen.
(Bildquelle: Nussbaum, Hansjörg)
Art der Risse
Risse sind schmaler als Fugen, aber trotzdem Eindringpforten für CO2, Wasser sowie Sickersäfte und müssen daher abgedichtet werden.
Das Sanierungskonzept ist abhängig von Rissart (oberflächlich, durchgehend), Verlauf (senkrecht, diagonal, netzförmig), Breite, Rissbewegung (kurzzeitig, langfristig) und Risszustand (nasse, trockene, harte oder bröckelige Flanken).
Daher ist es bei Rissen sinnvoll, einen Fachberater hinzuzuziehen. Die Instandsetzung kann je nach Situation durch Injektion (Verfüllen unter Druck), Tränkung (oberflächennahes Verfüllen ohne Druck) oder Vergelen (insbesondere bei flächiger Durchfeuchtung) erfolgen. Gerade und breite Risse können, wenn keine weitere Rissbewegung zu befürchten ist, zu einer Fuge aufgeweitet und dann analog geschlossen werden.
Hier sieht man links eine saubere Wand und Feinputz, mittig Epoxidharz und rechts eine bitumenhaltige Beschichtung.
(Bildquelle: elite)
Wände optimal beschichten
An den Wänden werden Löcher, Abplatzungen und Unebenheiten mit einem säurefesten Feinputz geschlossen. Die folgende Beschichtung kann je nach Anforderung unterschiedlich ausfallen (siehe Übersicht). Neben bitumösen Stoffen, die kostengünstig sind (10 bis 12 €/m2 inkl. Lohn), wird häufig auf Epoxidharze zurückgegriffen. Sie weisen eine hohe Beständigkeit gegenüber allen chemischen Angriffen auf, sind aber gegenüber mechanischen Beeinträchtigungen weniger gut gewappnet. Der Vorteil von Beschichtungen aus PMMA (Polymethylmethacrylat) ist, dass sie Fugen und Risse überbrücken können und sich kleinflächig nach- und ausbessern lassen. Neu sind Kunststoffbeläge, die auf die saubere Wand geklebt werden.
Neue Dichtschicht auf Böden
Bei Betonböden sind häufig die Oberflächen waschbetonartig oder noch stärker verschlissen. Ein Austausch geht nur bei Silos aus Fertigteilen. Bei allen anderen kann, sofern der bisherige Boden stabil ist, eine neue Verschleißschicht aus Beton oder eine Dichtschicht aus Asphalt aufgebracht werden. Eine Schichtdicke von 5 bis 10 cm vermindert den nutzbaren Lagerraum, ist aber günstiger als ein neues Silo. Damit die Schicht gleichmäßig und gut dicht wird, kann sie mit an den Wänden angedübelten Schienen abgezogen und maschinell gerüttelt werden. Bei einer Asphaltdichtschicht von mindestens 40 mm Stärke sollte man nach dem Merkblatt des Asphaltverbandes vorgehen.
Kleinkörnige, carbonatarme Zuschlagstoffe und ein hoher Bitumengehalt bewirken eine dichte, elastische Nutzschicht. Die Herausforderung ist, mittels Bitumen eine gute Verbindung zwischen altem Betonboden und neuer Asphaltschicht herzustellen. Alternativ sind eine neue 10 cm dicke Asphalttragschicht plus eine Asphaltdichtschicht (40 mm) möglich. Bei einem Asphaltboden kann der verschlissene Teil abgehobelt und durch eine neue Dichtschicht ersetzt werden.
Rinne, Rohre und Schächte…
… benötigen im Sanierungsfall ebenfalls eine JGS-Zulassung. Nicht säurefeste Betonteile werden durch den Sickersaft innerhalb weniger Jahre zerstört und undicht. Probleme mit auslaufendem und umweltschädlichem Sickersaft sind so vorprogrammiert. Rohre für Sickersäfte müssen längskraftschlüssig miteinander verbunden werden. In der Regel werden heute Rohre aus KG2000 verwendet, bei denen man den normalen Dichtungsring gegen einen Schweißring austauscht. Je nach Rohrdurchmesser wird dann unterschiedlich lang Strom angelegt, der beide Rohre untrennbar miteinander verbindet.
Für das Schweißen selbst ist ein Fachbetrieb mit Sachkundenachweis notwendig. Schächte mit zwei getrennten Abläufen, in denen man sauberes und verschmutztes Wasser trennen kann, benötigen eine Zulassung. Dabei ist der Ablauf für das saubere Regenwasser mindestens 10 cm über demjenigen für Sickersäfte. Diese Trennschächte dürfen nur außerhalb des Silos eingebaut werden, damit der korrekte Ablauf jederzeit kontrolliert werden kann. Einläufe im Silo sind weiterhin möglich, die Trennung erfolgt dann außerhalb. Alle Übergänge zwischen Boden und Rinne bzw. Schächte müssen als Fuge ausgebildet werden. Heißvergossene Fugen haben sich dabei in der Praxis bewährt.
Sickersaftbehälter
Silagesickersäfte sind sehr aggressiv. Deshalb sind die baulichen Anforderungen an Sickersaftbehälter sehr hoch. Zudem müssen sie ab einem Volumen von 25 m³ mit einer Leckageerkennung ausgestattet werden. Die Dichtigkeit kann bei Bedarf oder Anordnung über eine Pegelmessung bzw. Innenbegehung kontrolliert werden. Die Behälter können aus Beton oder Kunststoff hergestellt werden. Nicht erlaubt sind Behälter aus Betonringen (Schachtringen). Die Innenseite wird nach dem Aufstellen oder Betonieren zusätzlich beschichtet. Im Sanierungsfall bietet sich ebenfalls eine nachträgliche Innenbeschichtung an, z.B. mit Epoxidharz. Als weitere Möglichkeit können in undichte Behälter stabile Kunststoffsäcke eingelegt werden („bag in box“).
Dimensionierung von Sickersaftbehältern
Viele Sickersaftbehälter sind zu klein dimensioniert, zumal wenn später weitere Silos angebaut wurden, ohne den bisherigen Behälter anzupassen. Der Behälter muss Gärsaft plus das verunreinigte Niederschlagswasser aufnehmen können. Gärsaft: Mindestens 3 % des Lagervolumens. Falls nicht alle Silos gleichzeitig befüllt werden, richtet sich das Lagervolumen nach dem größten Silo. Verunreinigtes NiederschlagswasserJahresniederschlag abzüglich 15 % Verdunstung. Davon wird mindestens ein Viertel (3 Monate) angerechnet; bei Einleitung in den Güllebehälter mindestens 6 Monate. Als Flächen werden 50 % der Grundflächen derjenigen Silos herangezogen, die gleichzeitig geöffnet sind (meist je ein Silo für Gras- und Maissilage) plus die Fläche der verunreinigten Abfüllfläche. Eine Fläche gilt erst als sauber, wenn sie nass gereinigt ist. Freibord und technischer RestBei offenen Behältern ist ein Freibord von 20 cm, bei geschlossenen von 10 cm einzurechnen (Wellenschlag, Homogenisierung, Niederschlag). Verbleibende Lagermengen, die nicht abgepumpt werden können (Rest), sind zu berücksichtigen. Ein entsprechendes Rechenprogramm ist im Internet bei der LEL Schwäbisch Gmünd unter dem Stichwort FRANSI frei verfügbar.
Der betonierte Sickersaftbehälter muss eine Innenbeschichtung haben. Dazu wird die Oberfläche mittels Sandstrahler von Schalöl gereinigt, um eine gute Haftung der Beschichtung zu erreichen.
(Bildquelle: elite)
Ein neuer mineralischer Baustoff soll in kurzer Zeit wieder für glatte Siloflächen sorgen. Der Maschinenring Ostallgäu bietet damit jetzt exklusiv bundesweit die Sanierung als Dienstleistung an.
