Korrosionsschutz und Einsatzgebiete von Beschichtungen

Görlitz, 11. Juli 2020. "Wer rastet, der rostet", besagt eine alte Volksweisheit und wie so oft hat auch diese Weisheit einen wahren Kern, beugt doch regelmäßige Bewegung bei Mensch und Tier dem "einrosten" vor. Anders ist es jedoch, wenn Materialien gegen Korrosion geschützt werden müssen: Dann schlägt meist die große Stunde der Beschichtungsysteme, wie sie etwa bei Stahl und Beton zum Einsatz kommen.

Stahl und Stahlbeton wollen geschützt sein

Dass Stahl rostet – genauer gesagt, dass enthaltene Eisen sich mit Sauerstoff zu Eisenoxid verbindet – ist allgemein bekannt. Eine Ausnahme bildet Cortenstahl, der ebenso wie etwa Aluminium, Chrom oder Zink nur an der Oberfläche oxidiert; bei diesem Stahl bildet sich unter der Rostschicht eine Sperrschicht, die das weitere Vordringen des Rostes verhindert. Rosten können übrigens auch Edelstähle, vor allem, wenn beispielsweise durch aggressive Putzmittel die chemische Struktur ihrer Oberfläche zerstört wird. Deshalb sollten man niemals heiße Edelstahlplatten oder -töpfe mit Lappen, Wasser und Reinigungmittel säubern: Das Wasser verdampft und übrig bleibt das Reinigungsmittel in hoher Konzentration.

Bei Stahl spielt neben der Beschichtung bei Wasserbehältern auch die Opferanode eine wichtige Rolle. Hier wird ausgenutzt, dass das in der Elektronegativität unedlere Metall, beispielsweise Magnesium, in Lösung geht, also geopfert wird, um den Stahl zu schützen. Wer also einen großen Warmwasserboiler aus Stahl oder vielleicht einen Wittigsthaler Badeofen betreibt, sollte sich regelmäßig vergewissern, ob die Opferanode nicht verbraucht ist und erneuert werden muss.

Korrosion und Beton

Etwas komplizierter ist es beim Beton. Auch hier geht es um Stahl, nämlich den vom Beton umschlossenen Bewehrungsstahl, der einwirkende Kräfte aufnimmt – ohne ihn würde jedes Betonbauwerk zerbrechen. Eigentlich ist der Stahl durch den umhüllenden Beton und das darin enthaltene Calziumhydroxid sehr gut vor Korrosion geschützt, aber: Mit den Jahren nimmt das Calziumhydroxid Kohlensäure aus der Luft auf und der Schutz vor Feuchtigkeit und anderen Einflüssen sinkt mit der Folge, dass Feuchtigkeit zur Stahlbewehrung durchdringt und diese rostet. Weil Rost aber eine Volumenvergrößerung mit sich bringt, platzt dann Beton ab, die Bewehrung liegt frei und rostet umso schneller.

Begünstigt wird dieser Prozess vom sogenannten Betonkrebs, der entsteht, wenn Feuchtigkeit – beispielsweise Regen – ausgesetzter Beton unter Verwendung von Kies mit einem zu hohen Anteil löslicher Kieselsäuen hergestellt wurde. Vor wenigen Jahren führte das auf der Autobahn A 4 auch in Sachsen zu hohem Sanierungsaufwand, weil Betonkrebs-Experten aus der "DDR" nicht ernstgenommen wurden – dabei gab es doch im Osten schon damals eine Liste von Beton-Zuschlagstoffen, die über deren Alkaliempfindlichkeit oder -resistenz Auskunft gibt.

Korrosionsschutz im Privatbereich

Im Privat- und Heimwerkerbereich beschränkt sich der Korrosionsschutz gewöhnlich auf einen Anstrich bzw. mehrere Farbschichten. Dafür steht sowohl für Beton wie auch für Stahl eine ganze Palette an Farben und Lacken bereit. Spezielle Farben können sogar direkt auf festsitzenden Rost aufgebracht werden. Besonders bewährt hat sich Penetriermittel als Grundanstrich, allerdings ist es für blanken Stahl ungeeignet.

Industrieeller Korrossionsschutz

Riesige Anwendungsgebiete von Beschichtungen gibt es im industriellen Umfeld. Hier spielen neben dekorativer Farbgebung eben der Korrossionsschutz, aber auch der Brandschutz eine wichtige Rolle. So kann Farbe das Entflammen etwa von Holz oder Stahl verzögern, merke: Auch Stahl kann brennen. Von Farbe im eigentlichen Sinne kann man allerdings kaum noch sprechen, wenn High Tech Beschichtungssysteme zur Anwendung gelangen. Oft geht es hier um den Korrossionsschutz in aggressiven oder mechanisch beanspruchenden Umgebungen, wie sie in Armaturen, chemischen Lösungen oder bei Pipelines vorkommen.

Erst durch derartige Beschichtungen gegen Korrosion und Abrieb konnte Stahl als Universalwerkstoff seine Eignung für bestimmte Anwendungsgebiete weiter ausbauen. Stahl vereinigt eine Vielzahl von Vorzügen: Mit seinen unterschiedlichen Legierungen lassen sich Eigenschaften wie Festigkeit, Elastizität und Härte für die unterschiedlichsten Anwendungen optimieren. Abgesehen von Edelstahl lässt er sich gewöhnlich sehr gut bearbeiten und nicht zuletzt ist er vollständig recycelbar. Die Rückführung in die Stahlschmelze führt zwar dazu, dass sich mit der Zeit Legierungselemente anreichern können und gewünschte Stahleigenschaften beeinflussen, das ist aber technologisch weitgehend beherrschbar.

Beim Recycling von Beton hingegen werden gebrauchte Betonelemente in Brechanlagen gebrochen, wobei der gegebenenfalls verwendete Bewehrungsstahl für das Stahlrecycling zurückgewonnen wird. Der Betonbruch, nach Korngrößen ausgesiebt, ist ein vielseitig verwendbarer Recycling-Baustoff, etwa zur Wegebefestigung oder mit Zement zur Herstellung von neuen Betonsteinen.

Der Umweltaspekt

Insgesamt erweist sich Korrossionsschutz als wichtiger Beitrag zu Nachhaltigkeit und Umweltschutz, weil er Recyclingkreisläufe verlangsamt und dadurch den Energieeinsatz und die oft nötige Zugabe von Rohstoffen aus der Urproduktion verringert.