beton- und stahlbetonbau 5/2012

Beton- undStahlbetonbau

5107. JahrgangMai 2012ISSN 0005-9900A 1740

- Ermüdung des Verbundes unter Querzug- Brandbeständiger UHPC für hochdynamische Beanspruchungen- Konstruktionsregeln für Parkbauten- Ertüchtigung eines Naturzugkühlturmes- Fasern zur Reduzierung von Schrumpfrissen- Pioniere des Eisenbetonbaus in Deutschland

Aus Wiley InterScience wirdWiley OnlineLibrary

www.wileyonlinelibrary.com, die Plattformfür das Beton- und Stahlbetonbau Online-Abonnement

107. JahrgangMai 2012, Heft 5ISSN 0005-9900 (print)ISSN 1437-1006 (online)

Wilhelm Ernst & SohnVerlag für Architektur und technischeWissenschaften GmbH & Co. KGwww.ernst-und-sohn.de

1Bautechnik 81 (2004), Heft 1

Inhalt

Beton- und

Stahlbetonbau

5

Editorial

279 Karl Morgen

Wa(h)re Ingenieure

Fachthemen

280 Alexander Lindorf und Manfred Curbach

Experimentelle Untersuchungen zur Ermüdung des Verbundes von Stahlbeton

unter Querzug

289 Jennifer C. Scheydt, Oliver Millon, Harald S. Müller und Klaus Thoma

Entwicklung eines brandbeständigen ultrahochfesten Betons

für hochdynamische Beanspruchungen

302 Klaus Schöppel und Gerhard Stenzel

Konstruktionsregeln für Parkbauten in Betonbauweise

318 Felix Altmeyer, Joachim Weigl und Henning Scharf

Sicherheitsanalyse und statisch konstruktive Ertüchtigung

des Naturzugkühlturms Block E im Kraftwerk Niederaußem

der RWE-Power AG

Berichte

328 Patrick Fontana und Stephan Pirskawetz

Beurteilung der Wirksamkeit von Fasern zur Reduzierung

von Schrumpfrissen in Beton

335 Wieland Ramm

Über die Anfänge des Eisenbetonbaus in Deutschland

und die Pioniere der ersten Jahre

Rubriken

357 aktuelles (s. a. S. 288, 317, 334)

369 Veranstaltungskalender

Stellenmarkt

Produkte und Objekte

A4 Abdichtungstechnik

A20 Parkhäuser, Parkdecks und Tiefgaragen

A27 Behälterbau u. Bauten für Umweltschutz und Landwirtschaft

A30 aktuell

A34 Anbieterverzeichnis

Bei der Carl Stahl GmbH gehören neue Anwendungsmöglichkeiten mit Edelstahlseilen

und -seilnetzen zu den innovativsten Unternehmensbereichen. Nun erweitert das Edel-

stahlseilnetz X-TEND die statischen Vorteile des Seils in die räumliche Dimension. Es

bietet Langlebigkeit und jene Transparenz, die dem Wunsch nach ästhetischer und

doch fast unsichtbarer Absturzsicherung entspricht. So kommt X-TEND regelmäßig an

Parkhaus-Fassaden im In- und Ausland zum Einsatz. Seine hohe Durchlässigkeit und

der ungehinderte Durchgang von Luft und ggf. auch Wasser kommt der nach Bau- und

Feuerschutzvorschriften gewünschten Klassifizierung als „offenes Parkdeck“ entgegen,

was bauliche Erfordernisse an Ventilations- und Sprinkler-Systeme reduzieren hilft und

Baukosten senkt. (Foto: Carl Stahl) (siehe Bericht S. A20–A21)

peer reviewed journal:

Beton- und Stahlbetonbau ist ab dem

Jahrgang 2007 beim Web of Knowledge

(ISI) von Thomson Reuters akkreditiert.

Impact-Faktor 2010: 0,265

Berlin: Stadt des Wassers –Herausforderung für den Bau

Kanäle, Flüsse und Seen kennzeichnen die Hauptstadt derDeutschen. Mit den geeigneten Baumaterialien und Konzep-ten lässt sich stehendes und drückendes Grundwasser zuver-lässig abwehren. Direkt am Bertolt-Brecht-Platz mit Wasser-lage nahe Bahnhof Friedrichstraße und dem Regierungsvier-tel errichtet die Deutsche Immobilien AG am Zirkus 1 einehochwertige Wohn-, Gewerbe- und Hotelanlage. Hinter derverspielten Außenfassade, die zehn Stockwerke über derSpree in den Himmel ragt, verbergen sich zwei innen gelege-ne, nach oben offene Atrien. Nach der Fertigstellung im Som-mer 2012 sind ca. 11.200 m² für das Hotel, ca. 16.500 m² fürEigentumswohnungen und ca. 5.300 m² Büro-/Gewerbe-flächen ergänzt durch eine Tiefgarage verfügbar. Viele Eigen-tumswohnungen sind bereits verkauft bzw. fest reserviert. Mitden Fatal Hotels ist auch ein Hauptmieter schon im Boot.

Mit der DSI contec, einem Unternehmen der Dywidag-SystemsInternational GmbH, fanden die Bauplaner einen kompetentenPartner und Lieferanten für die Bauwerksabdichtung. Schonwährend der Planungsphase unterstützte die Projektabteilungder DSI contec die Architekten mit einem umfassenden Abdich-tungskonzept.

Frischbetonverbundsystem Preprufe® als FlächenabdichtungUm auf wirtschaftlicheWeise eine hohe Dichtigkeit gegen drü-ckendesWasser sicher zu stellen, setzte man als außen liegende

Betonabdichtung bei erdberührtenBauteilen

Die Magstadter StekoX® GmbH ist seit ihrer Gründung anzahlreichen Objekten auch im Frankfurter Raum beteiligt. Sohat das Unternehmen für die beiden Hochhaustürme derEuropäischen Zentralbank (EZB) die Fugenbleche, Injektions-schläuche sowie Abschalelemente mit eingeschweißten undbeschichteten Fugenblechen für die Abdichtung der Unter-geschosse geliefert. Auch das Kellergeschoss des neuen Flug-steigs A-Plus und die oberirdischenWasserspeicher beimFrachtflughafen Cargo-City-Süd werden mit StekoX®-Pro-dukten abgedichtet.

Bis 2012 wird auf dem Frankfurter Flughafen der neue FlugsteigA-Plus entstehen – ein 600 m langes, schlauchartiges Empfangs-gebäude, an das die Flugzeuge direkt andocken werden. Derlanggestreckte Bau ist komplett unterkellert. Mit derAbdichtungdes Kellergeschosses wurde StekoX® beauftragt. Dabei kommendas beschichtete Fugenblech AquaproofX® 1, der Injektions-schlauchWaterpoofX® 1, die Dichtungsmasse FlexproofX® 1,die Polymer-Quellpaste SX 100 sowie die mit AquaproofX® 1 be-schichteten StekoX®-Abschalelemente für Bodenplatten undWände zum Einsatz.

Enteisungsflüssigkeit versus FugenblechNicht weit entfernt vom zukünftigen Flugsteig A-Plus entstehenderzeit amWaldrand beim Frachtflughafen Cargo-City-Süd drei

oberirdische, ca. 30 m hoheWasserspeicher, die Teil einerAbwasserreinigungsanlage(ARA) sind. Das Abwasser,das beim Enteisen der Flug-zeuge entsteht, wird hier inriesigen Betonbehältern ge-speichert und nach und nachin die Abwasserentsorgung ge-geben. Die Speicherung derEnteisungsflüssigkeit stellt ho-he Anforderungen an die Ab-dichtung der Behälter. DieWände der vorgespanntenSpeichertürme werden in so-genannten „Schüssen“ alsRingschalung konstruiert. DerAbstand zwischen den einzel-nen Schüssen beträgt 75 cm.Der Einbau von Spannlitzen

und derAbdichtung von StekoX® muss perfekt aufeinander ge-plant sein. Die Fugen zwischen den Schüssen werden von Ste-koX® abgedichtet und müssen der Enteisungsflüssigkeit stand-halten. Hierbei wird u. a. das beschichtete Fugenblech Aquapro-ofX® 1 in Kombination mit dem mehrfach injizierbaren Injekti-onssystemWaterproofX® 1 eingesetzt. Für den Einbau desbeschichteten Fugenblechs AquaproofX® 1war die schnelle Ent-wicklung einer speziellen Bügel-Konstruktion erforderlich.

Weitere Informationen:StekoX® GmbHAbdichtungstechnik,Blumenstraße 42/1, 71106 Magstadt,Tel. (0 71 59) 4 20 08 20, Fax (0 71 59) 4 20 08 90,[email protected], www.stekox.de

A4 Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 5

Abdichtungstechnikwww.ingpages.de

Produkte & Objekte

Bild 1. Die im Bau befindlichen oberirdischen Wasserspeicher beim Frachtflughafen

Cargo-City-Süd in Frankfurt/M.

Bild 2. Einbausituation des Fugenbleches AquaproofX® 1 kombiniert mit Injektions-

system WaterproofX® 1 bei der Installation für die Wasserspeicher beim Frachtflug-

hafen Cargo-City-Süd (Fotos: StekoX)

geschlossene Flächenabdichtung eine Preprufe® Frischbeton-verbunddichtungsbahn als Flächenabdichtung ein. Sie dient alsergänzende Abdichtung und entsprechend der hochwertigenNutzungsanforderung des Gebäudes derAufwertung einerwas-serundurchlässigenWU-Konstruktion zum wasserdichten Ge-bäude.

Preprufe® ist eine mehrlagige, widerstandsfähige HDPE-Dichtungsbahn, die aus einer druckempfindlichen Klebeschicht,einer begehbaren, witterungsunempfindlichen Acryl-Beschich-tung und einer entfernbaren Schutzfolie besteht. Preprufe® ent-wickelt eine einzigartige, vollflächige Klebeverbindung mit demaufgebrachten Frischbeton und verhindert somit dauerhaft Hin-terläufigkeiten. Es entsteht eine geschlossene, wasser- und gas-dichte sowie extrem dehnfähige Flächenabdichtung. Risse vonbis zu 5 mm können so überbrückt werden.

Preprufe® hat eine hohe chemische Beständigkeit undschützt den Beton dauerhaft vor aggressiven Medien. DieFlächenabdichtung ist über einabP (allgemeines bauaufsicht-liches Prüfzeugnis) der MPANRW auf 5,0 barWasserdruckgeprüft und bis zu einerWassersäule von 2,0 bar ein-setzbar.

Am Zirkus 1wurden über5.000 m² Dichtungsbahn ver-legt. Dabei wurden alle Plan-details und Sondersituationen,die sich im Verlauf der Baustel-le ergeben haben, sicher durchden technischen Support derDSI contec begleitet, immermit Blick auf eine einfacheHandhabung für die Verlegungauf der Baustelle. Mit dem Ein-satz derAbdichtungsbahn ließsich das Rissbreitenkonzept derBetonbauteile neu dimensionie-ren, was zu spürbarer Stahlein-sparung führte.

Für den Bauherrn erwiessich dieses Baukonzept alswirtschaftlich günstiger.

2-fache Sicherheit imArbeitsfugenbereichAls Abdichtung für die ca.2.500 lfm Arbeitsfuge im Betonwählte man das Abdichtungs-system contaflexactiv, welchesüber seine Sperrwirkung hi-naus mit der Bentonit-Quell-dichtung eine 2-fache Sicher-heit im Arbeitsfugenbereich ge-währleistet. Das verwendeteBentonit ist ein natürliches Na-triumbentonit mit hoher Quell-fähigkeit und Beständigkeit.Das Daueraktivierungsverhal-ten inWasserwechselzonen istgeprüft. Die Abdichtung erfolgtohne Verzögerung. Die Dicht-wirkung der contaflexactiv-Pro-duktlinie ist durch die MFPALeipzig geprüft und durch einabP (allgemeines bauaufsicht-liches Prüfzeugnis) für einemax. Wasserdruckbelastung

von 2,0 bar (max. Druckbelastung 5,0 bar/2,5 Sicherheitswert =2,0 bar) bestätigt.

Schneller Baufortschritt durch verlorene Schalungrecostal®

Für eine schnelle Bautaktung setzte man in den einzelnen Beto-nierabschnitten bei derAbschalung ganz auf das verloreneSchalungssystem recostal® der DSI contec. Die Elementbauwei-se generiert mit der profilierten Fugenausbildung in der Fugen-kategorie ”verzahnt” nach DIN 1045-1 bzw. EC 2 höchste Trag-fähigkeit. Im Sohlenbereich wählte man zurAbschalung dasrecostal® 2000. Bis ca. 1.50 m Höhe ist dieser Schalungstyp imStandardprogramm selbsttragend.

Für Höhen > 1.50 m wird die Tragfähigkeit in Sonderlösun-gen überwerkseitig verstärkte Strebenausbildungen gewährleis-tet. Die DSI contec liefert gemäß Bautaktung vorgefertigte Ele-mente passgenau, immer einbaufertig just in time auf die Bau-

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stelle. Das erlaubt eine sehr zügige, effektive und vor allem wirt-schaftliche Herstellung der Sohlen- bzw. Fugenabschalung. re-costal® ist ein herstellerseitig durchdachtes, baustellenoptimier-tes Produktprogramm an verlorener Schalung, welches sich aufvielfältige Art undWeise mit dem Abdichtungssystem contafle-

Dauerhafte Abdichtung von Rissen

Risse können selbst trotz großer Sorgfalt bei Entwurf und Aus-führung nicht vollständig vermieden werden. Langjährige wis-senschaftliche Untersuchungen und die Erfahrungen der Praxiszeigen, dass Risse weder die Gebrauchstauglichkeit noch dieDauerhaftigkeit von Betonbauwerken beeinträchtigen, sofernsie fein verteilt sind und die Rissbreiten nebenstehende Richt-werte nicht überschreiten.

Wegen besonderer Schadstoffbelastungen bzw. außergewöhnlicherNutzungsbedingungen kann jedoch auch bei geringeren Rissbrei-ten das Füllen der Risse notwendig werden.

Rissursachen– Risse im Frischbeton entstehen durch rasche Volumenverminde-rung der oberflächennahen Betonschicht imZuge derAustrock-nung (Schwinden).– Risse im erhärteten Beton entstehen bei Überschreitung derZug-festigkeit durch Eigenspannungen,Zwang und äußere Belastung.Die Erfahrung zeigt, dass Risse in der Regel mehrere Ursachen ha-ben. Sie werden unterschieden in:– Oberflächennahe Risse, die meist nurwenige Zentimeter tief

sind und sich im Laufe der Erhärtung des Betons oft wiederschließen, und in

– Trennrisse, die wesentliche Teile des Querschnittes erfassen oderdas Bauteil ganz durchtrennen. Neben der Korrosionsgefahr fürdie Bewehrung stellen Trennrisse Fließwege für anstehendesWasser dar.

Zur genauen Erfassung von Rissen gehört neben der Rissbreiten-messung eine Zustandsbeschreibung des Bauteiles und der umge-benden Einflüsse wie der chemischen Belastung, der Luftfeuchtig-keit, auftretender Erschütterungen, etc. Rissbreitenänderungen las-sen sich durch wiederholte Messungen bzw. mit Hilfe von Gips-marken feststellen.

Folgende Feuchtezustände werden unterschieden:a) trockenb) feucht (Farbtonveränderung)c) drucklos wasserführend (Wasser in feinenTropfen)d) unter Druckwasserführend (zusammenhängenderWasserfilm)

SanierungMethoden der Rissinjektion sowie die Auswahl des Materials wer-den inAbhängigkeit von den genannten Kriterien festgelegt. Mit ei-ner Injektion können verschiedene Ziele erreicht werden:– Schließen– Abdichten– Dehnfähiges Verbinden– Kraftschlüssiges Verbinden

Die Ermittlung der Ursachen und eine sorgfältige Planung solltenjeder Injektion vorausgehen.

Folgendes Injektionsmaterial kommt dabei zum Einsatz:a) Mit Polyurethanharzen wird eine begrenzt dehnfähige Verbin-

dung der Rissflanken und ein abdichtendes Verfüllen erreicht.



Bild 3. Sohlendetail, im System Preprufe eingebundene Querkraftkonsole während

der Betonage (Fotos 2+3: DYWIDAG-Systems International GmbH, NL contec)

xactiv kombinieren lässt. Ob Aussparungen, Randschalung, Ar-beits- und Dehnfugen oder Rückbiegeanschlüsse, praktisch allesist in einer Komplettlösung in zahlreichen Sonderkonstruktio-nen möglich.

Weitere Informationen:DYWIDAG-Systems International GmbH, NL contec,Südstraße 3, 32457 PortaWestfalica,Tel. (0 57 31) 76 78-0, Fax (0 57 31) 76 78 76,[email protected], www.contec-bau.de

Bild 1. Berlin, Am Zirkus 1 (Foto Deutsche Immobilien AG)

Bild 2. Preprufe das Frischbetonverbundsystem mit abP für eine Flächenabdichtung

b) Schäumendes Polyurethanharz eignet sich zur schnellen Vor-Abdichtung bei starkwasserführenden Rissen, hat jedoch inder Regel keine dauerhaft abdichtendeWirkung.

c) Mit Injektionszementen werden größere Risse oder Fehlstellenkraftschlüssig verbunden. Sie sind auf Druck belastbar. DerEinsatz gegen drückendesWasser ist nur mit Hilfsmitteln mög-lich.

d) Ein kraftschlüssiger Verbund wird mit Epoxidharz erreicht. Eseignet sich zum Schließen auch feinster Risse. Die Verwendungin feuchter Umgebung ist normalerweise nicht möglich.

Je nach Beschaffenheit der Risse wird eine der folgenden Sanie-rungstechniken angewendet:

a) DruckinjektionDie Bohrkanäle werden beidseitig entlang des Risses so angeord-net, dass der Riss in seinerMitte gekreuzt wird. Das überBohrpacker injizierte Materialkann sich von derMitte herüber den gesamten Riss aus-breiten. Eine Verdämmung istin der Regel nicht nötig. DerInjektionsdruckmuss demBauteil angepasst werden, da-mit eine nachträglicheAuf-weitung des Risses verhindertwird. Bei Ingenieurbauwerkenorientieren wir uns dabeinach den Vorgaben derZTV-ING, Teil 3Abschnitt 5.WennBohrungen zum Beispiel ausstatischen Gründen nichtmöglich sind, kann die Injek-tion über Klebepacker erfol-gen. Diese werden auf derRiss-Oberseite angebracht.Eine Verdämmung verhindertdas Auslaufen von Injektions-material. Nach demAushär-ten des Dämmmaterials kannder Riss mit geringem Druckverpresst werden.

b) Riss-TränkungOberflächennahe Risse wer-den auf waagerechten oderwenig geneigten Flächendrucklos gefüllt. Meist kommtdabei ein Epoxidharz zurAnwendung. Die Oberflächekann durchAufstreuen vonQuarzsand abgedeckt werden.Durch die Tränkung wird ne-ben der optischenWirkungauch ein weiteres Eindringenvon Schadstoffen durch denRiss verhindert.

Weitere Informationen:EKAbdichtungs-technikGmbH,Salmdorfer Straße 1,85540 Haar b. München,Tel: (0 89) 46 16 991-0,Fax (0 89) 46 16 991-23,[email protected],www.ek-abdichtung.de

Neubau bei Landmaschinenherstellermit Hydroshield

Wenn es um Sicherheit gegen Schäden durch Grundwasserfür ihren Verwaltungsneubau geht, dann setzt die Claas Kom-manditgesellschaft auf Aktien mbH, einem der weltweit größ-ten Hersteller von Landmaschinen, auf Hydroshield. Über5000 m² Flächenabdichtung mit dem Voltex-Bentonit-Systemwurden eingebaut und bieten einen umfassenden Schutz ge-gen drückendes Grundwasser, Wasserschäden und Feuchtig-keit von unten beim darauf errichteten Bauwerk.

Grundlage ist die Ausführung der Bauwerksabdichtung nachdem CETCO Systemkonzept. Dies ist die Voraussetzung füreinen Versicherungsschutz mit einer Police von führenden Ver-sicherungsunternehmen. Die Garantie von CETCO hat kein

Abdichtungstechnik

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Euro-Limit, d. h. die finanzielle Haftpflicht im Rahmen derGarantie ist unbegrenzt.

CETCO bietet von der Festlegung des Abdichtungssystemsbis hin zur Installation derAbdichtung ein komplettes Paket ein-schließlich späterer Inspektionen am Bauwerk an. Materialien fürdie Abdichtung von hochwertig genutzten grundwasserbelastetenStahlbetonbauwerken und Dienstleistungen in der Bauwerksab-dichtung ist das Leistungsspektrum der CETCO Germany GmbH.

CETCO steht für Colloid Environmental TechnologiesCorporation und gehört zurAMCOL International Corporation.AMCOL mit ihrem Hauptsitz in Hoffmans Estate, Illinois USAbetreibt weltweit mehr als 68 Standorte und beschäftigt rund1.750 Mitarbeiter in 26 Ländern.

Seit 1963 wurden weltweit nahezu 100 Mio. m² wasserdich-te Membranen von AMCOL produziert. Die CETCO ist ein füh-renderAnbieter von Komplettlösungen im Bereich der gewerb-lichen Bauwerksabdichtung gegen drückendes Grundwasser.Das Unternehmen verfügt über die erforderlichen Ressourcenund Erfahrungen sowie über eine entsprechende Produktpalette,um jedem spezifischen Abdichtungsbedarf gerecht zu werden.Hinter allen Garantien des Herstellers stehen die Vermögens-werte eines diversifizierten Konzerns. Im Ergebnis ist einehochwertige und vor allem nachhaltige Bauausführung sichergestellt.

Bauherren und Architekten aber auch Banker, Investoren,Immobilienvermarkter und Neubauplaner sollten sich den Be-griff Hydroshield merken. Denn bereits in der Planungsphaseder technischen Ausführung eines Neubauprojektes ist CETCOinvolviert. Mit Hydroshield im Neubau erhalten Immobilienver-markter ein weiteres Argument beim Anwerben von Investoren.Bei der Frage, wird mein Neubau auch in den nächsten Jahrenunten trocken bleiben, können sich Bauherren entspannt zu-rücklehnen. Neubauten bis in der Beanspruchungsklasse 1und/oder der Nutzungsklasse Awerden mit einem zuverlässigen,weil aktivem System gegen drückendesWasser ausgerüstet.Basismaterial der Voltex-Dichtungsbahnen ist der natürlich vor-kommende Rohstoff Natriumbentonit. Verletzungen der Dich-tungsbahn, beispielsweise ein Durchstechen der Dichtung miteinem Messer führen nicht zum Versagen derAbdichtung.Durch seine Eigenschaft bei Wasserzutritt einen enormen Quell-druck aufzubauen wird das Eindringen vonWasser in den Baunachhaltig verhindert. Eine Materialermüdung gibt es nicht.

Weitere Informationen:CETCO Germany GmbH,Stodieks Bogen 1, 32584 Löhne,Tel. (0 57 32) 9 11 95-0, Fax (0 57 32) 9 11 95-20,[email protected], www.cetco.de



Bild 2. Seit 1963 wurden weltweit nahezu 100 Millionen Quadratmeter wasserdichte

Membranen von AMCOL produziert. (Fotos: Cetco)Bild 1. Über 5000 m² Voltex-Bentonit-Dichtung schützen den Neubau von unten vor

drückendes Wasser. Auch die Fugenblechen im Betonbau haben Bentonitschutz.

durch die Betonbauteile in den Raumeindiffundierende Feuchte ist in der Regelunbedeutend und speziell nur dann zubeachten, wenn die Raumnutzung ohneoder mit geringem Luftwechsel erfolgensoll, also z. B. bei selten begangenen oderbewusst luftdicht ausgeführten Räumen.Bei einer Perimeterdämmung mitSchaumglas, das wasserdampfdicht ist,kann im hygrisch stationären ZustandkeinWasserdampf in dieWeißeWannemehr von außen eindiffundieren.

Perimetersystem SchaumglasDas seit Jahrzehnten alsWärmedämmstoffim Bauwesen bekannte Schaumglas istwegen der Dichtigkeit von Glas gegenflüssigesWasser und diffundierendeWas-sermoleküle und wegen der geschlosse-nen Zellen von Schaumglas durchfeuch-tungssicher. Außerdem ist es bauprak-tisch stauchungsfrei und drucksteif, imVergleich zu anderen Dämmstoffen hochbelastbar und zeigt praktisch keine Form-änderung im Belastungszustand bis zumBruch. Ist in der Bauphase eine Beschädi-gung nicht ausgeschlossen, muss eineSchutzschicht eingebaut werden. Einesolche ist gegebenenfalls bei allen Artenvon Dämmstoff vorzusehen, beispielswei-se wenn grobkantiges Verfüllgut vor einerPerimeterdämmung in die Baugrube ein-gebracht wird. Schaumglas als Perimeter-dämmung darf nach den vorliegendenbauaufsichtlichen Zulassungen bei Bo-denfeuchtigkeit, nichtdrückendemWasserund sogar bei ständig einwirkendemDruckwasser bis 12 m Eintauchtiefe ver-wendet werden. In Bereichen mit ständigoder lang anhaltendem Grundwasser sinddie Schaumglasplatten vollflächig undvollfugig mit Bitumen oder Bitumenwerk-stoffen zu verkleben (sog. Kompaktbau-weise). Gegen Ungeziefer, Nagetiere undTermiten ist Schaumglas ebenfalls bestän-dig. Außerdem ist es nichtbrennbar(Euroklasse A).

Der Bitumen-Kaltkleber PC 56®WUist entwickelt worden zur Verklebung vonSchaumglas mit Beton-Bauteilen vonWeißenWannen, von Schaumglas mitSchaumglas an den Stirnflächen derDämmplatten und als Deckanstrich fürSchaumglasoberflächen. Der Kleber be-steht imWesentlichen aus einer polymer-vergüteten,wässrigen Bitumenemulsion,die nach dem Vermischen der beidenKomponenten in relativ kurzerZeit (ca.1 Tag) durchWasserabgabe und hydrau-lische Abbindung verfestigt. Wie durchUntersuchungen an der Universität Dort-mund nachgewiesen wurde, können mitHilfe von PC® 56WU auf Beton aufge-klebte Schaumglasplatten sich öffnendeRisse im Beton überbrücken, wenn die

Mit Einführung der DAfStb-Richtlinie„Wasserundurchlässige Bauwerke ausBeton“ im Jahre 2003 gibt es u. a. dieBeanspruchungsklassen und Nutzungs-klassen, die in der Planungsphase zu de-finieren sind. Auf der Grundlage dersachgerechtenWahl dieser Planungs-größen kann ein qualitätsgerechter Be-ton ausgewählt werden. Wird wasserun-durchlässiger Beton (WU-Beton) ausge-wählt, sind eine Reihe von Anforde-rungsfaktoren aus baustofflichererSicht zu berücksichtigen bzw. ist dieQualität der Kommunikation zwischendem beteiligten Bauherrn, Architekt,Tragswerksplaner, TGA-Planer, Bau-physiker, Bauführenden dabei von be-sonderer Bedeutung.

DieWirkungen der Baufeuchte erstreckensich bei Betonbauteilen vonWeißenWan-nen auf eine Zeitspanne von mehrerenJahren nach der Herstellung des Betons.Im baufeuchten Zustand diffundiert einebeachtliche MengeWasserdampf aus demBeton in die Räume einerWeißenWanne,was bei hochwertiger Raumnutzung unbe-dingt berücksichtigt werden muss. Durcheine Bilanz derWasserdampfströme kannermittelt werden, welche Raumluftfeuchtesich als Folge derAbgabe vonWasser-dampf aus denWU-Betonbauteilen ergibtoderwelcher Luftwechsel eingehaltenwerden muss, um eine bestimmte Raum-luftfeuchte zu garantieren. Durch Dampf-bremsen auf den raumseitigen Betonober-flächen kann die Feuchtebelastung derRäume durchWasserdampfdiffusion re-duziert werden.

Die nach derAustrocknung der Bau-feuchte im hygrisch stationären Zustand

Bild 1. Perimeterdämmschichten aus Schaumglas

müssen zur Lagefixierung in der Bauphase und um ein

Aufschwimmen bzw. Abrutschen an senkrechten

Flächen zu verhindern, vollständig mit der später einge-

erdeten Außenwand verklebt werden

Abdichtungstechnik

Wärmedämmung an Weißen Wannen mit hochwertigerNutzung

Rissweite 0,6 mm nicht übersteigt. Da-durch kann die Dichtigkeit gegen flüssi-gesWasser an solchen Rissen erhaltenwerden.

Perimeterdämmschichten ausSchaumglas müssen zur Lagefixierung inder Bauphase und um ein Aufschwim-men bzw. Abrutschen an senkrechtenFlächen zu verhindern, vollflächig mitder später eingeerdeten Außenwand ver-klebt werden. Verwendet man dazu denKleber PC® 56WU, erreicht man, dassbei einer Rissbildung – bei Einhalten ei-ner maximalen Rissweite von 0,2 mm imWU-Beton – die Schaumglasdämm-schicht mit dem Kleber den Riss mit ei-ner dreifachen Sicherheit wasserun-durchlässig überbrückt. An Bodenplat-ten ist in analogerWeise zu erwarten,dass ein Abstrich aus Heißbitumen aufden Schaumglasplatten durch die verti-kale Pressung sich mit der Unterseite derBodenplatte scherfest und unterwande-rungssicher verbindet und ebenfalls eineÜberbrückung von Rissen der o. g. Di-mension gewährleistet.

Verklebt man Schaumglas undWU-Beton mit dem Spezialkleber PC® 56WU – bzw. an horizontalen Flächenalternativ mit Bitumen –, entsteht einkompaktes Schichtsystem, bei dem dieKleberschicht sowohl mit der „Schutz-schicht“ bzw. Dämmschicht ausSchaumglas als auch mit dem abzudich-tenden Untergrund ausWU-Beton invollflächigem Haftverband steht. Dieserbeidseitige Verbund erhöht die SicherheitgegenWasserdurchtritt sehr, weil eine

Umläufigkeit des einwirkendenWassersausgeschlossen ist und daher eine Undich-tigkeit denWasserdurchgang im Schaum-glas, im Kleber und imWU-Beton an dergleichen Stelle zur Voraussetzung hätte,was nahezu ausgeschlossen sein dürfte.

Die für das beschriebene Kompakt-system notwendige, baupraktisch hohl-raumfreie, allseitige Verklebung der Peri-meterdämmplatten gelingt dauerhaft nurmit kleinformatigen Dämmplatten ohneStufenfalz, wenn die Platten genügendsteif sind und wenn der Kleber die richti-ge Konsistenz hat. Diese Bedingungensind bei unbeschichteten FOAMGLAS®-Dämmplatten in Verbindung mit demKleber PC® 56 WU erfüllt.

FazitEs gibt verschiedene Möglichkeiten, eineWeißeWanne in Bezug auf dieWasser-undurchlässigkeit so zu komplettieren,dass eine hochwertige Nutzung ohneEinschränkungen incl. einer verminder-tenWahrscheinlichkeit für eine in derNutzungsphase entstehende Undichtig-keit möglich ist. Verwendet man jedochdas beschriebene System Schaumglas mitrissüberbrückendem SystemkleberPC® 56 WU,wird den Grundsätzen dergebäudeumfassendenWärmedämmung,derWirtschaftlichkeit und den bauphysi-kalischen Anforderungskriterien nachdem Stand der heutigen Technik bestensentsprochen. Der Systemanbieter kom-plettiert sein Portfolio zur gebäudeum-fassendenWärmedämmung mit Scha-lungselementen, welche ermöglichen, be-

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Bild 2. Der Bodenbelag muss

nicht unbedingt auf einem schwim-

menden Estrich oder ähnlichem

verlegt werden

Bild 3. Innen- und Außenecke

der FOAMGLAS®-Passivhaus-

dämmung PC® PERISAVE

reits in der Planung der Bodenplatte auch eine gebäudeumfas-sendeWärmedämmung mit einzubauen bzw. auszuführen. Da-mit wird eine sichere Bauweise, sowohl in Planung und Ausfüh-rung, realisiert.

Weitere Informationen:Deutsche FOAMGLAS® GmbH, Dirk Vogt,Leiter Marketing + Technik, Freiheitstraße 11, 40699 Erkrath,Tel. (0211) 92 96 35 21, Fax (0211) 92 96 35 35,[email protected], www.foamglas.de

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2010

Bild 4. Beheizter Keller (Sockeldetail): dampfdichter Unterbau aus FOAMGLAS®- und

PC® PERISAVE-Elementen (Fotos/Grafik: Deutsche FOAMGLAS®)

Bodenaufbau von innen nach außen

1 Fußboden innen

2 Bodenplatte, WU-Beton

3 FOAMGLAS®-Platten

vollflächig und vollfugig verklebt in Heißbitumen auf abgezogener Sauberkeits-

schicht oder

PE-Folie als Trenn- und Gleitlager auf FOAMGLAS® FLOOR BOARD

Fugen verklebt, zulässig auf Feinsplitt/Sandbettung/Frischbeton

Aufbau der Wand

4 PC® PERISAVE Randabsteller, geklebt mit PC® 56 WU

5 PC® PERISAVE Sockelblock

6 Wärmebrückenfreie Befestigungselemente

7 Vollflächige Verklebung mit PC® 56 WU

8 Noppenbahn

Rissabdichtung, Fugenabdichtungund Betonfugenabdichtung

Undichte Arbeitsfugen, Schwindrisse oder Setzrisse sindhäufige Ursachen für erhebliche Bauwerksschäden. Mitunterführen diese Schäden sogar zur Nichterfüllung der ggf. ge-schuldeten DIN im Falle eines Weiße-Wanne-Konzeptes imBetonbau.

Mit dem VARIOSEAL-Injektionssystem garantiert der Herstel-ler einen dauerhaften Verschluss der betreffenden Schadstellen.Die Sanierung kann dehnfähig oder kraftschlüssig erfolgen, jenach Anforderung an das Bauwerk.

Für die Abdichtung von Beton verfügt VARIOSEAL überein Injektionsmaterial, das Bewehrungsstähle garantiert undnachgewiesen vor Korrosion schützt.Vorteile des Systems zumAbdichten für Risse und Fugen:

– Abdichten ohne Aufgraben, gezielt an der zu sanierendenStelle

– Auch bei starker Salzbelastung einsetzbar– Wiederherstellung derWeißenWanne– Auch gegen stark drückendesWasser einsetzbar– Nachgewiesener Korrosionsschutz für Bewehrungsstahl– Umweltverträglichkeitsprüfung

Weitere Informationen:VARIOSEAL, G&GAbdichtungstechnik GmbH,Taunusring 1, 65205Wiesbaden,Tel. (0 61 22) 70 40-0, Fax (0 61 22) 70 40-22,[email protected], www.varioseal.com

Neue Park-Ansicht

Die 1989 restaurierten Hamburger Deichtorhallen genießennicht nur in der Hansestadt hohes Ansehen. Die beiden ehe-maligen Großmarkthallen mit ihrer eindrucksvollen Indu-striearchitektur zählen zu den größten und schönsten Aus-stellungsräumen in Deutschland und sind international be-kannt. Neben dem ‚Haus der Photographie’ befindet sich inder nördlichen Deichtorhalle die größte zusammenhängendeAusstellungsfläche für zeitgenössische Kunst in Europa.

Im Rahmen von Sanierungsmaßnahmen wurde die Abdichtung,Isolierung und energetische Sanierung der gesamten Tiefgaragedurchgeführt. Dabei dichtete man den Parkplatz vor dem ‚Haus

der Photographie’ mit Kemperol BR ab. Die 2.500 m² große Be-tonfläche fungiert auch als Dach der Tiefgarage.

Doppeldecke mit DehnfugeDa sich unter der oberirdischen Parkfläche die Stellplätze derTiefgarage befinden, sollte unterbunden werden, dass von obenFeuchtigkeit in die Bausubstanz gelangen kann. Die Zerstörungan der ca. 100 Jahre alten Betondecke der Tiefgarage war soweitgehend, dass eine neue Betondecke mit Gefälle aufgebrachtwerden musste. Diese 20 cm dicke Schicht wurde direkt auf dievorhandene Betondecke gegossen. Frischbeton verbindet sichnachträglich nicht mit ausgehärtetem Beton. Um potentielleSchubspannungen aufzunehmen, wurde die obere Platte außen-seitig zweilagig als Dehnfuge mit eingelegter Schlaufe ausgebil-det. Und um Feuchtigkeit jedenWeg nach unten zu versperren,wurde die gesamte Konstruktion auch an den Seiten fast 50 cmtief abgedichtet.

Als verschleißfeste Nutzschicht kam zweilagig GussasphaltzurAusführung, deshalb entschied man sich für Kemperol BR.Diese hoch hitzebeständige Flüssigabdichtung kann ohne Funk-tionseinbuße mit 250 °C heißem Gussasphalt kombiniert wer-den und empfiehlt sich für Parkdecks mit starker Verkehrsbelas-tung. Gussasphalt allein ist in den Überlappungsbereichen nichtwasserdicht.

Zu Beginn derArbeiten wurden der neue Betonuntergrundkugelgestrahlt und vorhandene Ausbrüche mit Kempertec Kratz-spachtel, ein Gemisch aus Kempertec EP-Grundierung undKempertec KR Quarzsandmischung, egalisiert. Der gesamte



KlebearmierungNachträgliches Verstärken von Stahlbeton

Bauteilverstärkung mit Stahl- oderKohlefaserlamellen, Kohlefasersheetsoder Spritzbeton

Ausführung vorgespannterCFK-Lamellen mit dem geprüftenS&P-Vorspannsystem

Bauaufsichtliche Zulassungfür Belastungen nachDIN 1055, DIN 1072,DIN 4132, DIN 15018

Ludwig Freytag | Beratung · Bemessung · Ausführung

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Ingenieur-leistungen

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GmbH&Co.Kommanditgesellschaft

Bild 1. Beim Durchlauf in der Maschine wird das Armierungsvlies vollflächig durch-

tränkt, durch ein Walzensystem geführt und faltenfrei auf der Fläche aufgebracht.

Bild 2. Die große Fläche war ideal für den Einsatz des Kemperators. Diese von Kem-

per System entwickelte Verlegemaschine rationalisiert speziell auf größeren Flächen

die Kemperol Verarbeitung.

Bild 3. Der Parkplatz vor dem ‚Haus der Photographie’ wurde mit Kemperol abge-

dichtet. Die Klinkermauern begrenzen ihn nach außen. (Fotos: Wolfgang Hauck Foto-

design/Kemper System)

Untergrund erhielt eine haftvermittelndeGrundierung mit der Kempertec EP-Grundierung mit Kempertec NQ 0408Naturquarzeinstreuung, bevor die Kempe-rol BR MAbdichtung aufgebracht wurde.Kemperol BR M heißt die zweikompo-nentige, vorbeschleunigte Produktvarian-te, die sich für die maschinelle Verarbei-tung mit dem Kemperator eignet.

Rationalisierung der Verarbeitungauf großen FlächenDer Parkplatz bot ein ideales Einsatzfeldfür den Kemperator, der speziell auf grö-ßeren Flächen die Kemperol Verarbei-tung rationalisiert. Die Verlegemaschinevon Kemper System schafft in kürzererZeit mehr Fläche als einzelne Mitarbeiter.Ein Vorteil, der sich auch in der Kalkula-tion niederschlägt. Die Bedienung ist ein-fach und unkompliziert: Die Vliesrollewird eingespannt und Kemperol in dieWanne eingefüllt. Beim Durchlauf in der

Maschine wird das Armierungsvlies voll-flächig durchtränkt, durch einWalzensys-tem geführt und faltenfrei auf der Flächeaufgebracht. Eventuell vorhandene Luft-blasen werden mit der Perlonrolle ausge-strichen.

Kemperol wurde auf der gesamteFläche durchgehend einlagig verlegt undan den Rändern der Tiefgaragenplatte ca.50 cm nach unten gezogen. Den oberenAbschluss bildete die schleißfeste Nutz-schicht, der zweilagig aufgebrachte Guss-asphalt.

Weitere Informationen:Kemper System GmbH & Co. KG,Holländische Straße 36,34246 Vellmar,Tel. (05 61) 8 29 50,Fax (05 61) 82 95 10,[email protected],www.kemperol.com

Abdichtungstechnik

Das �� ® � wird zur nach-träglichen Abdichtung von Bewegungsfugeneingesetzt. Aufgrund der gegebenen Hohl-kammern kann der Einbau zuverlässig undohne großen Aufwand erfolgen.

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_ Einfacher, schneller Einbau_ Sichere Lage in der Fuge

Widerhakenprinzip_ Alterungsbeständig_ Beständigkeit gegen:UV, Ozon, Witterung und Licht – ebensogegen Säuren, Basen, Ketone und Alkohole

_ Stoß- und Eckverbindungen werden verklebt

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Spaß an der Balkonsaison

Aktuelle Brandschutzbestimmungenstellen erhöhte Anforderungen an dieSanierung von Balkonen.Wie dieseschnell und langzeitsicher zu erfüllensind, zeigt die hochwertige Balkonsanie-rung mit Triflex Flüssigkunststoff in Ra-tingen. Dort hat die SBS Special-Bau-tenschutz-Service GmbH aus Mülheiman der Ruhr die Balkone mit dem Bal-kon Beschichtungssystem Triflex BFSabgedichtet. Wert legte man dabei aufein System, das alle Arbeitsschritte auseiner Hand ermöglicht, die Balkoneschnell wieder begehbar macht und imBrandfall besonders widerstandsfähig ist.Alle Anforderungen erfüllt hat TriflexBFS in der flammhemmenden Sonderva-riante S1.

Schon von weitem sichtbar sind die groß-zügigen Balkone des siebengeschossigenHochhauses in Ratingen. Seit 1971 bietensie den Mietern unverstellte Aussichtenauf die RatingerWälder undWiesen. Aller-dings trübte ihr schadhafterZustand dieFreude der Bewohner – trotz mehrfacherSanierung waren viele Balkone wegenAb-sturzgefahr an der Geländerbefestigungnicht nutzbar. Nach einem Regenschauerlief dasWasser nicht mehr ab, sammeltesich im Untergrund und führte besondersin Frostperioden zu massiven Schäden aufder Betonoberfläche. „Wir mussten ein-schreiten und die Balkone bis auf die Kon-struktion zurückbauen. Die Flächen wur-den bereits mehrfach saniert. Dabei wurdeaber immer nur eine Schicht auf die ande-re aufgetragen, so dass am Geländer inzwi-schen sogarAbsturzgefahr bestand“, be-schreibtWerner Buchloh, Geschäftsführer

der SBS Special-Bautenschutz-ServiceGmbH, die Ausgangssituation vor derSanierung.

Sanierung aus einer HandNachdem die Verarbeiter die marodenBalkonoberflächen aufwändig abgetragenhatten, war ein System gefragt, das sichschnell und einfach auftragen lässt unddie Balkone langzeitsicher abdichtet. Umzukünftigen Schäden an den Oberflächenvorzubeugen und die erhöhten Brand-schutzbestimmungen einzuhalten, wählteBuchloh das Balkon BeschichtungssystemTriflex BFS in der besonders schwer ent-flammbaren Variante S1. „Alle unsere An-forderungen sollten bis ins Detail erfülltwerden, damit wir auf der Baustelle ohneVerzögerungen arbeiten konnten. Lösun-gen des Herstellers mit Flüssigkunststoffhaben sich bereits in vielen unserer Projek-te bewährt.Wirwussten, dass wir bei allenKomponenten hohe Produktqualität er-warten konnten“, begründet Buchlohseine Entscheidung für das Balkon Be-schichtungssystem.

Passgenaue SystemeigenschaftenDie Beschichtung der Balkone mit BFSsorgt für naht- und fugenlose Oberflächen.Dank der Vliesarmierung werden selbstkomplizierte Details mühelos in die Flä-che eingebunden. Extrem kurze Aushär-tungszeiten der einzelnen Komponentensind ein Vorteil für Mieter und Verarbei-ter: Die komplette Sanierung ist innerhalbeines Tages möglich, bereits zwei Stundennach dem letzten Arbeitsgang sind die Bal-kone wieder voll nutzbar. Das System ver-bindet eine geringe Schichtdicke von 3 bis

4 mm mit hoher mechanischer Belastbarkeit. Der ausgehärteteFlüssigkunststoff ist besonders witterungsbeständig und dichtetBalkone langzeitsicher ab. Das Einblasen von Triflex Microshipsin die noch frische Versiegelung wertet die Balkone auch optischauf und schafft attraktiveWohnflächen.

Erhöhter Brandschutz auf 48 BalkonenDa die Balkone bis auf die Betonkonstruktion zurückgebaut wur-den, sorgte die SBS GmbH, seit über dreißig Jahren eines der füh-

renden Bautenschutzunternehmen im Ruhrgebiet, zunächst fürdie Instandsetzung des Bodens. Auf dem neuen Estrich konnteder Systemaufbau problemlos aufgetragen werden. Dank der kur-zen Aushärtungszeiten des eingesetzten Flüssigkunststoffs war esmöglich, eine Gesamtfläche von ca. 700 m², verteilt auf 48Wohn-einheiten, innerhalb wenigerWochen zu sanieren. Besonders beiderAbdichtung zahlreicher Details wie Stirnflächen, Tropfkantenund Türanschlüssen konnte die Triflex Lösung ihre Vorteile aus-spielen. Für erhöhten Brandschutz sorgt der Verlaufsmörtel desHerstellers, Cryl RS 233 – in der flammhemmenden Sondervari-ante S1 – zusammen mit der Versiegelung der Fläche mit TriflexCryl Finish S1.

Im Rückblick auf die Sanierung betont der Geschäftsführerder SBS GmbH sowohl die Vorzüge des Systems in der prak-tischen Anwendung als auch die gute Kooperation mit demTriflex Fachberater vor Ort. „Als spezialisierter Fachverarbeiter in-formieren wir uns ständig über die neuesten Systeme, um für jedesProjekt die besten Lösungen zu finden. Dazu arbeiten wir eng mitden Sachverständigen zusammen – eine Vorgehensweise, dieauch beim Thema Brandschutz gemeinsam mit Triflex zu einemsehr guten Erfolg geführt hat“, fasst Buchloh die gelungene Bal-konsanierung in Ratingen zusammen.

Weitere Informationen:Triflex GmbH & Co. KG,Karlstraße 59, 32423Minden,Tel. (05 71) 3 87 80 – 0, Fax (05 71) 3 87 80-7 38,[email protected], www.triflex.com



Bild 1. Durchgehende Balkonstränge mit einer Gesamtgröße von 700 Quadratmetern

an drei Seiten der Fassade wurden mit dem Balkon Beschichtungssystem Triflex BFS

S1 saniert.

Bild 2. Vor dem Auftragen der Flächenbeschichtung werden alle Details wie Tür-

anschlüsse, Stirnflächen und Tropfkanten mit Triflex ProDetail abgedichtet.

Bild 3. Dauerhaft dicht und mit einer flammhemmenden Beschichtung geschützt prä-

sentieren sich die Balkone nach der Sanierung. (Fotos: Triflex)

Seit mehr als vier Jahrzehnten stellt dieFirma EUDUR-Bau GmbH & Co. KGKomplettlösungen im Bereich der Be-tonkonstruktionen für Industrie-, Lärm-schutz- und Fassadenbau her. Sie hat indieser Zeit ihre Technologie- undMarktpräsenz stetig verbessert und er-hielt 2011 den Auftrag zur Fertigungvon Trafostationen, die im Bereich derunteren 80 cm wasserdicht auszuführenwaren.

Die Aufgabenstellung war, diese zum Teilbis zu 60 t schweren Stationen aus Stahl-beton-Wandplatten herzustellen. Zum ei-nen musste eine kosteneffektive Verbin-dung derWandplatten gefunden werden,die sowohl in der Produktion wie auch inder Montage das Optimum an Qualitätund Kosten darstellt. Zum anderen muss-te der untere Bereich wasserdicht ausge-führt werden, dieses aber ohne einen ge-sonderten „Keller“, der auch in einemGlockengussverfahren hergestellt werdenkann.

Betonfertigteile wasser- und gasdichtverbundenKlassische Verbindungen mit Schlaufen-systemen, Fugenverguss, Beschichtungs-und Quellmaterialien kamen hierfürnicht in Frage, denn es konnte mit denherkömmlichen Verfahren keine durch-gängige Systemdichtheit gewährleistetwerden.

Eine Lösung für diese Fragestellungkonnte die B.T. innovation GmbH inMagdeburg anbieten. Das Unternehmenist als Ideengeber und Schrittmachertechnischer Innovationen bekannt undverfügt über eine Systemlösung, die es er-möglicht, Betonfertigteile mit Hilfe

des speziellen Abdichtbandes Rubber-Elast® wasser- und gasdicht zu verbin-den.

Das Dichtheitsprinzip beruht da-rauf, dass das Butyl-Kautschuk-Band Rub-berElast® durch das Eigengewicht derBauelemente komprimiert wird unddurch den entstehenden Anpressdruckdie Fugen zuverlässig abdichtet. Eine wei-tere Lösung bietet der Hersteller mit demneuartigen Spannsystem BT-Spann-schloss®, welches in Verbindung mit demRubberElast® sehr erfolgreich für dauer-hafte konstruktive Verbindungen vonBetonfertigteilen mit hohen Dichtheits-anforderungen, unter anderem auch imWU-Bereich, eingesetzt wird. Durch dieSpannschlossverbindung kann das Rub-berElast® auf die erforderliche Fugenbrei-te komprimiert werden und dabei gleich-zeitig ohne Einsatz von Zusatzwerkstof-fen und weiteren Hilfsmitteln eine voll-belastbare, rationelle Verbindung vonBetonfertigteilen bei einfacher und kos-tensparender Montage ermöglichen.Das Produkt RubberElast® wurde vonder Materialprüfanstalt Braunschweig ge-prüft und das „Allgemeine bauaufsichtli-che Prüfzeugnis“ (Nr. P-5147/5783MPA-BS) erteilt.

Das Produkt BT-Spannschloss® be-sitzt die vom deutschen Institut für Bau-technik erteilte „Allgemeine bauaufsicht-liche Zulassung“ (Z-14.1-599) und erfülltdamit auch die Vorrausetzungen für stati-sche Nachweise der jeweils gewähltenkonstruktiven Verbindung.

Hochgradigen Qualitätsanspruchbei Raumzellenfertigung erfülltMit dem Einsatz der von B.T. innovationfür den Markt entwickelten Produkte

A15Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 5

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Technik für dieRissinjektion

Technik für dieRissinjektion

Vorteile

Kein ÖffnungsdruckMit Querschiebeventil

Freier Durchgang Ø 3 mm

Service

PlanungsunterstützungAusführungsunterstützung

Sonderlösungen

Universal-Klebepacker mit Flachkopfnippel

Injektionsvorrichtung mit Klebepacker

Fertigung von gas- und wasserdichten Raumzellenaus Betonfertigteilen als Trafostationen

Bild 1. Einsatz des BT-Spannschloss®

konnten die für die Fertigung der Trafostationen gestellten An-forderungen bezüglichWasser- und Gasdichtheit voll erfüllt wer-den und darüber hinaus sehr rationelle Produktionstechnolo-gien bei der Fertigung der Raumzellen eingeführt und umgesetztwerden.

Der Firma EUDUR-Bau ist mit dem Einsatz der neuen inno-vativen Produkte gelungen, den hochgradigen Qualitätsanspruchim Bereich der Raumzellenfertigung zu erfüllen und sich einenfesten Marktanteil zu sichern. Christian Grochtmann, Geschäfts-führer des Unternehmens EUDUR-Bau, antwortet auf die Frage,wie er die Entwicklung seines Unternehmens sieht: „Im Bereichder Trafostationen und Raumzellen sehe ich einen zukunftsträch-tigen Markt. Die Fa. EUDUR kann hier durch ihr Know-How si-

cherlich einen entscheidenden Beitrag leisten und wird alles da-ran setzen, ihre Marktposition durch den Einsatz von innovati-ven Produkten und Ideen zu halten und zu festigen.“

Weitere Informationen:B.T. innovation GmbH,SudenburgerWuhne 60, 39116 Magdeburg,Tel. (03 91) 73 52-0, Fax (03 91) 73 52-52,[email protected], www.bt-innovation.desowieEUDUR GmbH und Co. KG,Alte Ziegelei 1, 33442 Herzebrock-Clarholz,Tel. (0 52 45) 84 19-0, Fax (0 52 45) 84 19 30,[email protected], www.eudur.de



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Bild 2. Raumzellen

Bild 3. Dichtband (Fotos: bt innovation)

Neue Broschüre zur Bauwerksabdichtungen

Sichere und dauerhafte Bau-werksabdichtungen versprichtdie neue Bauwerksabdich-tungs-Broschüre von Mapei.Auf 24 Seiten vermittelt sieanschaulich, was hinter pro-fessionellen Bauwerksabdich-tungen steckt und stelltgleichzeitig das Mapei-Bau-werksabdichtungssortimentvor – incl. ...

– Bitumendickbeschichtungen,– Bitumenabdichtungsbahnen,– zementärerAbdichtung sowie– ergänzender Bitumenprodukte und zementärer Produkte.

Die Anforderungen an eine professionelle Bauwerksabdichtungsind klar: Sie muss unter allen Umständen dicht sein – und dasauf Jahre hinaus. Für die möglichen Lastfälle ...

– Bodenfeuchte nach DIN 18195-4,– nichtstauendes Sickerwasser nach DIN 18195-4,– aufstauendes Sickerwasser nach DIN 18195-6 und– von außen drückendesWasser nach DIN 18195-6

... stehen sichere und dauerhafte Bauwerksabdichtungssystemezur Verfügung.

Alle wichtigen Produktinformationen zu diesen Themenfinden sich in dieser neuen Broschüre. Mögliche Lastfälle unddie sorgfältige Untergrundvorbereitung werden darin ebenso er-läutert wie sämtliche Produkte des Mapei-Bauwerksabdich-tungssortiments. Abgerundet wird die Broschüre mit dem Aus-führungsprotokoll für die Herstellung von Abdichtungen mitkunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen (KMB), dasauch über mapei.de > Service abrufbar ist.

Die Broschüre „Bauwerksabdichtungen – sicher und dauer-haft“ kann per E-Mail an Mapei angefordert werden; zudem istsie als PDF-Dokument downloadbar.

Weitere Informationen:Mapei GmbH, Bahnhofsplatz 10, 63906 Erlenbach,Tel. (0 93 72) 98 95-0, Fax (0 93 72) 98 95-48,[email protected], www.mapei.de

Parkdeckabdichtung in nur zwei Tagen

Eine schnelle Wiederinbetriebnahme war die Herausforde-rung, die bei der Sanierung eines Parkdecks im Mittelpunktstand. Darüber hinaus traten im Laufe der Sanierungsarbei-ten Schäden auf, die über das erwartete Maß hinausgingen.Trotzdem erfolgte die Abdichtung in nur zwei Tagen.

Bei dem Objekt handelt es sich um frei bewitterte PKW-Stellflä-chen, die sowohl privat als auch gewerblich genutzt werden. Dieca. 270 m² große Parkdeckfläche wird über eine geneigte Rampe(ca. 30 m²) befahren und wurde Ende der 1980er Jahre erbaut.Die Flächen unterhalb des Parkdecks werden ebenfalls alsPKW-Parkflächen genutzt. Durch die mechanische Belastungdes Befahrens und die chemische Belastung aus Streusalz warendie Betonoberflächen in großen Teilen stark beschädigt. Da-durch war es bereits zu Undichtigkeiten gekommen, die sich alsDurchfeuchtung im Untergeschoss des Parkdecks zeigten. DieBeschädigungen waren so weit fortgeschritten, dass die Beweh-rung in Teilbereichen bereits frei lag.

Tragfähigkeit in Teilbereichen sehr stark beeinträchtigtUmfangreiche Betoninstandsetzungs- und Abdichtungsmaßnah-men des Obergeschosses waren notwendig. Aufgrund der erfor-derlichen Parkstellflächen für angrenzende Gewerbe-objektewar eine schnellstmögliche Fertigstellung innerhalb von dreiMonaten unumgänglich. Im Zuge der Sanierungsmaßnahmenwurde festgestellt dass die Tragfähigkeit in Teilbereichen sehrstark beeinträchtigt war. Daherwurden zuerst die beschädigtenund nicht mehr tragfähigen Betonschichten abgetragen. Löcherin der tragenden Decke und freiliegende Bewehrung waren Be-schädigungen, die mit einem PCC-Instandsetzungssystem wiederhergestellt werden mussten.

Nach Fertigstellung der Betoninstandsetzung wurden imersten Arbeitsgang die Parkflächen und die Rampe, aufgrundmöglicher Restfeuchtigkeit im Beton, mit der starren Dichtungs-schlämme AQUAFIN®-1K abgedichtet. Um die Dichtigkeit anden aufgehenden Bauteilen, Öffnungen und Übergängen sicher-zustellen, wurden diese Bereiche zusätzlich mit dem ASO®-Dichtband-2000-S unter Verwendung der reaktiv abbindendenDichtungsschlämme AQUAFIN®-RS 300 abgedichtet. Für diesenspeziellen Einsatzbereich kamen Dichtmanschetten und Dicht-

bandware (Breite bis 1,50 m) zum Einsatz, um alle möglichenDetailpunkte abdichten zu können.

Abdichtung unter schwierigsten bauklimatischenBedingungenIm Nachgang erfolgt die Abdichtung der Parkflächen und derRampe in zwei Arbeitsgängen mit der reaktiv- und schnellabbin-


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Mit swellStrip, unserem Abdichtungsband ausNeopren-Kautschuk, ist der Anschluß zwischen alten undneuen Gebäudeteilen von nun an Ihr kleinstes Problem.

Die MFPA Leipzig hat das System schonungslos aufdie Probe gestellt und bescheinigt im Prüfbericht eineDichtigkeit von bis zu 4 barWasserdruck bei einerFugenaufweitung bis zu 25%.Und das ganz ohne Bohren, Dübeln oder Flanschen.

Den Prüfbericht und viele weitere Informationen finden Sieauf unsererWebsite.

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Bild 1. Fertig gestellte Rampenfläche nach der

Beschichtung mit INDUFLOOR® CarPark-System OS8

Tragwerksplanung für bemannteMars-Raumfahrt

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) lässtin Köln-Wahn ein Forschungsgebäude errichten und nenntdie Forschungseinrichtung :envihab (enviromental habitat).Dort soll ab 2013 die bemannte Raumfahrt zum Mars vorbe-reitet und die Forschung für die Öffentlichkeit erlebbar ge-macht werden. Den :envihab-Rohbau erstellt die Adolf LuppGmbH & Co. KG aus Nidda, für die Tragwerksplanung ver-pflichtete DLR das renommierte Kölner Büro IDK Kleinjo-hann GmbH & Co. KG.

:envihab liegt auf dem DLR-Gelände am Flughafen Köln-Bonn.DerZweckbau aus Stahlbeton ist eingeschossig mit Abmessun-gen von ca. 95,0 × 53,0 × 8,5 m und einer Nutzfläche von ca.3.500 m². Das BerlinerArchitektenbüro Glass Kramer Löbbertund Uta Graf Architekten entwarfen die Pläne. Die Dachkon-struktion wird als geschosshohes Stahlfachwerk ausgeführt undinnerhalb der Dachkonstruktion die technischen Anlagen plat-ziert.

Für Forschung auf international höchstem NiveauDem Konzept :envihab liegt die komplexe Fragestellung nacheinem Lebenserhaltungssystems und derWechselwirkung vonMensch und Umwelt aus medizinischer, biologischer und psy-chologischer Sicht zu Grunde. Envihab soll die Voraussetzun-gen für Forschung auf international höchstem Niveau schaffen.Acht Module sind auf der Hauptnutzungsebene angeordnet:Hörsaal, Service, Untersuchungsräume, Psychologie, Funktions-räume/MRT, Schlaflabor, Unterdruckraum sowie die Zentrifuge.Bis zu zwölf Probanden können ab Frühsommer 2013 den glei-chen kontrollierten Umweltbedingungen ausgesetzt werden.

denden Dichtungsschlämme AQUAFIN®-RS300. Um die erfor-derliche Trockenschichtdicke von 2,0 mm zu erreichen, wurdenlediglich 3,0 kg AQUAFIN®-RS300 pro m² benötigt. Mit diesemMaterial ist es möglich, unter schwierigsten bauklimatischen Be-dingungen eine Abdichtung herzustellen. Die Applikation erfolgtim Streich-, Spachtel-oder Spritzverfahren ohne Grundierung,auch auf mattfeuchten Untergründen.

Die sehr schnelle Aushärtung erfolgt auch unter extremenBedingungen, z. B. niedrigen Temperaturen oder hoher Luft-feuchtigkeit. Etwa drei Stunden nach derApplikation ist dasMaterial durch Regen belastbar, bei einerAbdichtung im erdbe-rührten Bereich kann das Anfüllen des Bauwerks bereits nachca. 24 Stunden erfolgen. Die Abdichtungsarbeiten an diesemObjekt konnte innerhalb von zwei Tagen fertig gestellt werden.

Das Material gab dem Planer und dem Ausführungsbetrieban diesem Objekt eine höhere Anwendungssicherheit, da dieFertigstellung unterZeitdruck stattfinden musste. Nach Ab-schluss derAbdichtungsarbeiten erfolgte das betonieren der last-verteilenden Spezialbetontragschicht. Der verwendete Betonwurde bewehrt, mit entsprechenden Betonzusatzmitteln ver-gütet und in einer Schichtdicke von i. M. 16 cm eingebaut.

Als Parkdeckbeschichtung kam anschließend “INDU-FLOOR® CarPark-System OS8” zum Einsatz, um die Ober-flächen vor chemischer und mechanischer Belastung zuschützen.

Dipl.-Bauing. Hilmar Zittlau

Weitere Informationen:SCHOMBURG GmbH,Aquafinstraße 2–8, 32760 Detmold,Tel. (0 52 31) 9 53-00, Fax (0 52 31) 9 53-1 23,[email protected], www.schomburg.de



Bild 3. Verklebung der speziell angefertigten “Breitware” aus dem ASO®-Dichtband-

2000-S mit AQUAFIN-RS300 (Fotos: Sachverständigenbüro Hagner)

Bild 2. Beschädigungen und freiliegende Bewehrung

Bild 1. Im :envihab (enviromental habitat) des Deutschen Zentrums für Luft- und

Raumfahrt (DLR) in Köln-Wahn soll ab 2013 die bemannte Raumfahrt zum Mars vor-

bereitet und die Forschung für die Öffentlichkeit erlebbar gemacht werden.

Sichtbeton bis SB 4 ausgeschriebenFür die Außenwände des optisch markanten Hauses wurdeSichtbeton bis SB 4 ausgeschrieben. Nach dem Schalungskon-zept der Firma Lupp kam Betoplan Top-Schalhaut des Herstel-lers Westag & Getalit AG zum Einsatz. Das Konzept berücksich-tigte Einflüsse wie Schalungs- und Schalhautauswahl, Betonzu-sammensetzung, Schalungsmusterplan, Abstandhalter, Scha-lungsfugenausbildung, Ankerkronen, Trennmittel.

Große Druckunterschiede, Spannweiten undAuskragungenDie Räume im begehbaren Souterraingeschoss werden aus ein-zelnen variabel anzuordnenden Zellen gebildet, zwischen denender Öffentlichkeit zugänglicheWege angeordnet sind. In Stahl-betonbauweise wird die untere Nutzebene hergestellt, begrenztvon erdberührten Außenwänden, die von schmalen Zugängen inder Souterrainebene durchbrochen werden.

Erhöhte Nutzlasten im Unterdruckraum (Druckunter-schied von mehr als 700 hPa) sowie große zu überbrückendeSpannweiten (bis zu 20,00 m) und Auskragungen waren die be-sonderen, tragwerksbezogenen Herausforderungen.

Dipl.-Ing. Norbert Schmitz, Prokurist bei IDK Kleinjohann:„Für das Dachtragwerk entwickelten unsere Fachleute eine spe-zielle Verbundkonstruktion, bei der die geschosshohen, stähler-nen Fachwerkträger mit der Stahlbetondeckenplatte der Dach-konstruktion zusammenwirken und auf allen Gebäudeseiten biszu ca. 4,70 m auskragen. Am Kopf derAußenwände unterhalbder Verbunddecke schließt sich zurückgesetzt ein seitlich um-laufendes Glasband an. Man gewinnt den Eindruck, das Dachwürde schweben“.

Als Stahlrahmenkonstruktionen werden die einzelnen For-schungszellen (Module) hergestellt. Flexible Tubes stellen inner-halb der Räume die Verbindung zu der erforderlichen Technikher. In der darüber liegenden Dachebene ist die gesamte techni-sche Ausrüstung platziert. Zugänge auf das Dach, Lichtkuppelnund Rauchabzugsöffnungen durchstoßen den Dachbereich.

Gebäude als „weißeWanne“ gegründetDas gesamte Gebäude wurde mit einer durchlaufenden, 0,60 mstarken Betonplatte inWU-Bauweise als „weißeWanne“ gegrün-det. Um eine Übertragung der Schwingungen durch die Hori-zontalkräfte im Zentrifugenraum zu vermeiden, ist die Boden-platte unterhalb des Verankerungspunktes des Zentrifugenarms,in dem die Kräfte eingeleitet werden, von der Gesamtboden-platte durch eine Fuge entkoppelt. Die Stahlbetonwände desRaumes stehen dabei noch auf dem durchlaufenden Bereich derBodenplatte.

Das Nutzgeschoss wird aus einer freien Stahlbetonwannen-konstruktion gebildet. D. h. die an das Erdreich grenzenden, et-

wa 4,00 m hohen Außenwände erfahren keine weitere Auflastund nehmen als Kragwände den Erddruck auf. Innerhalb dieserWanne stehen in den Tragachsen die je vier ca. 5,50 m hoheStahlinnenstützten, die den Oberbau tragen.

Die Nutzebene liegt abgesenkt im umgebenden Geländeeingebettet. Zwischen Geländeoberkante und Dachkörper ver-läuft das rd. 1,20 m hohe verglaste Lichtband.

Erfahrung aus fast 50 JahrenAußerhalb des Hauptgebäudes gibt es einen weiteren, weitge-hend unterirdischen Nebenbereich für Technik in Stahlbeton-bauweise. Unterhalb der Bodenplatte wird dieser Technikneben-bereich durch einen Versorgungstunnel an die vorhandenenTechnikschächte angebunden. ZurAnbindung des Neubaus andas bestehende Gebäude 24 wurde unter der Straße ein Tunnelkonzipiert.

Dipl.-Ing. Norbert Schmitz: „Mit der Erfahrung aus fast50 Jahren und über 2.500 erfolgreich realisierten Projekten gibtIDK Kleinjohann fundierte Antworten auf komplexe technischeFragestellungen. Als beratende Ingenieure für das Bauwesenkonzentrieren wir uns auf den Kunden und dessen spezielle Auf-gabenstellung. Für ihn entwickeln wir Konzepte auf höchstemtechnischen Niveau unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeit,Ökologie undWirtschaftlichkeit“.

Weitere Informationen:IDK Kleinjohann GmbH & Co. KG KÖLN,Clemensstraße 10, 50676 Köln,Tel. (02 21) 92 16 37-0, Fax (02 21) 92 16 37-59,[email protected], www.idk-koeln.de


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Bild 2. Das gesamte Gebäude wurde mit einer durchlaufenden, 0,60 m starken

Betonplatte in WU-Bauweise als „weiße Wanne“ gegründet.Bild 3. Detailansicht der Haus-in-Haus-Konstruktion

Bild 4. Nordwestansicht: Die Stahlfachwerkträger sind montiert und Rot lackiert. Das

umgebende Gelände wird bis in Höhe des Glasbandes angeschüttet. (Fotos: 1,3 und

4 IDK Kleinjohann; 2 DLR)

Vom Draht zum Seil zurLeichtbauarchitektur

Bei der Carl Stahl GmbH im baden-württembergischenSüssen steht neben dem traditionellen Kerngeschäft in derSeil- und Hebetechnik der Produktbereich Architektur-Seileund –Seilnetze im Fokus der täglichen Arbeit.

Entwicklungen immer neuerAnwendungsmöglichkeiten mitEdelstahlseilen und Edelstahlseilnetzen gehören zu den innova-tivsten Bereichen des Unternehmens.

Bauaufsichtliche Zulassungen des DIBT Berlin liegen so-wohl für das Edelstahlseilnetz X-TEND für die Anwendungen alsvertikale und horizontale Absturzsicherung (Nr. Z-14.7-506), alsauch für I-SYS Seilzugglieder und Seilkonfektionen vor - für letz-tere gilt seit 2010 auch die europäische Zulassung (ETA-10/0358). Die bauaufsichtlichen Zulassungen erleichtern dieunabhängige Planung und bieten Sicherheit bei derAnwendung.

Statische Vorteile des Seils in räumliche DimensionerweitertDas Edelstahlseilnetz X-TEND erweitert die statischen Vorteiledes Seils in die räumliche Dimension, und bietet Langlebigkeitund Transparenz. Es besteht aus Edelstahlseilen unterschiedli-

cher Durchmesser sowie aus kraftschlüssig verpressten Klem-men aus Kupfer verzinnt oder aus Edelstahl, und hält bei gerin-gem Eigengewicht hohen Lasten und starken Spannungenstand. Dies ist vor allem im Außenbereich, und bei Auftreten vonWind-, Schnee- und Eislasten von Bedeutung.

So entstehen weltweit Geländerfüllungen, Absturzsicherun-gen, Abtrennungen, Rankhilfen und Fassadengestaltungen, Net-ze für Hubschrauberlandeplätze, bis hin zu Zoogehegen und be-gehbaren Großvolieren.

Das Edelstahlseilnetz überzeugt bei Fassaden als vollflächi-ge bzw. raumhohe Absturzsicherung, ohne zusätzliche Gelän-derstruktur oder Handläufe, bei gleichzeitiger Funktion als we-nig sichtbare Tragstruktur für eine Fassadenbegrünung. DieTransparenz entspricht dem oft geäußertenWunsch nach einerästhetischen und doch fast unsichtbaren Absturzsicherungslö-sung.

Transparente Netzfassade als AbsturzsicherungSo kommt X-TEND regelmäßig an Parkhaus-Fassaden im In-und Ausland zum Einsatz. Die hohe Durchlässigkeit des Pro-duktes und der ungehinderte Durchgang von Luft und gegebe-nenfalls auchWasser kommt der nach Bau- und Feuerschutzvor-schriften gewünschten Klassifizierung als „offenes Parkdeck“entgegen, was wiederum bauliche Erfordernisse an Ventilations-und Sprinkler-Systeme reduzieren hilft und zu einer Senkungder Baukosten führt.

Im Falle einer begrünten Fassade und entsprechend derWahl der Bepflanzung verändert sich die Optik und Funktion jenach Saison: im Sommer dient die grüne Hülle als natürlicherSchattenspender, imWinter lässt sie durch gefallene Blätter vielLicht ins Innere der Gebäudes.

Parkhäuser am Flughafen BBI Berlin-BrandenburgAktuell arbeitet Carl Stahl am Bau von 5 Parkhäusern am neuentstehenden Flughafen „BBI“ Berlin-Brandenburg mit. Auf ver-tikalen Flächen von mehr als 25.000 m² wird X-TEND Netz alsraumhohe Absturzsicherung der Parkdecks, sowie als Schutz derbauseitigen Textilfassade vor Vandalismus eingebaut.

Zudem dient das Edelstahlseilnetz speziell auf dem Flugha-fengelände als Reflektionsmaßnahme für Radarstrahlung, sowiezur Einhaltung der sogenannten Sicherheitslinie, d. h. der aufFlughäfen geforderten Trennung von Luft- und Landseite.

Kreativität in 2D und 3DDas Edelstahlseilnetz weckt Aufmerksamkeit und Kreativitätfür zwei- und drei-dimensionale Anwendungen. Keine Idee ist


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Bild 1. Parkhaus Schiffbauergasse, Potsdam

Bild 2. Bad Brückenau, Parkgarage Staatsbad

Bild 3. Sidney Airport Recitifications (Fotos: Carl Stahl)

außergewöhnlich genug, um nicht von den X-TEND Spezialistenbei Carl Stahl auf Machbarkeit geprüft und einer möglichst wirt-schaftlichen Lösung zugeführt zu werden.

Exakte Berechnungen und geleitete Kräfteverläufe sind dieVoraussetzungen für langfristig funktionierende Netz- und Seil-tragwerke. Neben Herstellung, Lieferung und Montage bietetCarl Stahl auch Entwurf, Statik und Planung an.

Weitere Informationen:Carl Stahl GmbH, Sparte ARC,Tobelstraße 2, 73079 Süssen,Tel. (0 71 62) 40 07-30 00, Fax (0 71 62) 40 07-88 10,[email protected], www.carlstahl-architektur.de

sorgt für eine Trennung der Personal- und Materialflüsse: Sämt-liche Mitarbeiter kommen nun aus dem Osten insWerk, wäh-rend angeliefertes Material und produzierte Fahrzeuge von undnach Norden und Süden an- und abtransportiert werden(Bild 1).

Das aufwendige Gesamtkonzept erforderte eine Reihe be-sonderer Maßnahmen. So ermöglichen zwei neue Rampen so-wie ein Kreisel nun eine kreuzungsfreie Zufahrt von der Kreis-straße zum Parkhaus. Besonderes Augenmerk lag außerdem aufdem Schallschutz zur Entlastung derAnwohner. Insgesamtdämpfen ca. 6500 m2 Schallschutzfassade und 74000 m2 Schall-schutzdecken das Klappern derAutotüren und Roll- und Moto-rengeräusche beim Schichtwechsel.

Parkhaus mit vorgespanntenElementdecken

274000 m3 umbauter Raum, 73000 m2 Gesamtfläche,4577 Stellplätze auf fünf Parkdecks: Das neue Parkhaus imWerk Neckarsulm der Audi AG bietet nicht nur einen impo-santen Anblick, sondern spielt auch eine wichtige Rolle imKonzept für die Verkehrsführung rund um dasWerk. Die mitder schlüsselfertigen Realisierung beauftragte Klebl-Unter-nehmensgruppe setzte bei diesem Projekt auf eine bewährteEigenentwicklung – die S-dec®-Elementdecke mit Vorspan-nung.

Das im September 2010 fertiggestellte Parkhaus hilft nachhaltig,die Verkehrsflüsse auf der am Audi-Werk vorbeiführendenKreisstraße K 2000 zu entzerren. Am Ostrand desWerksgelän-des gelegen, ersetzt es den alten Hauptparkplatz im Süden und


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Die Vorteile

➡ Kein Glätten der Betonoberfläche erforderlich

➡ Diffusionsoffenheit des Systems HD 88®

➡ Dicke im Mittel ca. 20 mmRauhtiefen und kleinere Unebenheiten desRohbodens verursachen keine Mehrkosten

➡ Mechanisch hoch belastbar

➡ Hoch verschleißfest

➡ Einbau am Ende der Bauzeit

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Bild 1. Das Parkhaus im Werk Neckarsulm der Audi AG von Süden

Für das Projekt mit einem Auftragsvolumen von ca. 23,5Millionen € produzierte Klebl neben den 16,3 m langen Stahl-betonaußenstützen auch die jeweils 44 t schweren Brückenträ-ger der Rampenauffahrten als Sonderbauteile (Bild 2). Die ver-kehrstechnischen Gegebenheiten am Standort des neuen Park-hauses wurden zur größten Herausforderung beim Bau: „DasParkhaus steht vor dem Tor 6 desWerks, ca. 335,00 m lang, unddie Zufahrten liegen seitlich der Kreisstraße K 2000“, erläutertProjektleiterAlbert Schuster die Situation. „Der Verkehr auf derK 2000 und insWerk musste während der Bauzeit weiterlaufen.Außerdem mussten wir die Baustelle besonders absichern, damitauf keinen Fall ein Bauteil auf die Straße fallen konnte.“

DerAufwand hat sich gelohnt: Mittlerweile ermöglichendie Rampen und ein Kreisel direkt über der Kreisstraße einenreibungslosen Verkehrsfluss mit kreuzungsfreiem Anschluss inbeide Fahrtrichtungen an die K 2000. Neben derZufahrt zumTor 6 desWerks wurde auch der gefasste Durchlass der Sulm andieser Stelle überbrückt.

8,5 m unterstützungsfreiFür die Parkdecks fertigte das Unternehmen mehr als4600 S-dec®-Platten. Durch ihre hohe Tragfähigkeit bei großerSpannweite waren sie ideal geeignet für das Parkhaus inNeckarsulm (Bild 3). Mit dieser vorgespannten Elementdeckelassen sich bis zu 8,5 m unterstützungsfrei überbrücken, miteiner Mittelunterstützung sind problemlos 12 m möglich. Diesbeschleunigt die Bauausführung erheblich, da derZeit- undMontageaufwand für die ansonsten notwendige Unterjochungentfällt. Auch indirekt tragen sie zu einer kürzeren Bauzeit bei:Durch den Verzicht auf eine Unterjochung kann sofort darunterweitergearbeitet werden, sobald die Deckenelemente verlegtsind. So lassen sich weitere Gewerke zeitnah ausführen.

Außerdem erreichen die Halbfertigteilplatten ihre Ent-spannfestigkeit 16 Stunden nach ihrer Produktion und könneneinwirkende Lasten auch im Bauzustand aufnehmen. Stabilitätund Festigkeit nach der Montage sind durch die geradlinigeSpannbett-Vorspannung im sofortigen Verbund sicher gestellt.Die Platten enthalten eine konstruktive Querbewehrung, durch-gehende Gitterträger sind nicht nötig. Die S-dec®-Elemente sinddadurch besonders geeignet für Industriebauten, wo die Unter-jochung durch die großen Raumhöhen aufwendig ist. Danebenlassen sie sich bei Sanierungsmaßnahmen einsetzen, wo eineUnterstützung nicht möglich ist.

ImWerk Penning nahe Passau produziert die Klebl GmbHauf drei Spannbahnen mit jeweils 100 m Länge pro Tag S-dec®-Elemente mit einer Gesamtfläche von bis zu 700 m2. Für dieoptimale Fertigung ist das CAD-Planungssystem mit der Produk-tionsstraße verbunden.

Weitere Informationen:Klebl GmbH, Gößweinstraße 2, 92318 Neumarkt,Tel. (0 91 81) 9 00-0, Fax (0 91 81) 9 00-2 05,[email protected], www.klebl.biz



Bild 2. Rampenauffahrten als Betonfertigteilen

Bild 3. Vorgespannte Elementdecke

Bild 4. Die Besonderheit der Elemente ist die definierte Oberflächenrauigkeit der

Verbundfuge (Fotos: Klebl)

Totalsanierung unter Zugzwang

Parkhausexperten weisen immer wieder, aber oft vergeblich,auf den bedenklichen Zustand ungeschützter und unzurei-chend gewarteter Betonbauteile hin. Im bayerischen Günz-burg haben nun die Stadtwerke als Betreiber einer stark fre-quentierten Tiefgarage in der City auf den fachmännischenRat erfahrener Bautenschützer aufgeschlossen reagiert underforderliche Instandsetzungsmaßnahmen in Auftrag gege-ben.

Selbst wo die nötigen finanziellen Mittel für Instandhaltungs-und Modernisierungsmaßnahmen vorhanden sind, wird oft nurhalbherzig agiert, weil man dem Irrglauben aufsitzt, Betonbau-teile seien für die Ewigkeit gemacht. Hier geht es aber nichtallein um Substanz- undWerterhalt, sondern ebenso um dieUnversehrtheit der Parkgäste sowie um den Schutz eingestellterFahrzeuge vor Beschädigung durch Beton-Abplatzungen.

Modernisierungsstau mit FolgenGefährlich für die Statik der Betonbauteile in Parkhäusern sindvor allem Tausalze, die durch feinste Risse in der Oberflächeeindringen und zersetzend wirken. Das führt zur Korrosion desArmierungsstahls, mit der Folge von Lochfraß an der Beweh-rung und irgendwann des Versagens der Stahlarmierung. Beson-ders tückisch daran ist, dass das Schadensausmaß oft erst be-merkt wird, wenn es schon fast zu spät für Instandsetzung ist.

In der Günzburger Tiefgarage war seit der Errichtung desGebäudes 1986/87 kaum etwas für den Erhalt der Bausubstanzgetan worden. Weitgehend noch im Urzustand präsentiertensich etwa die vor Nässe und Verschleiß bis dato nie geschütztenFahrspuren. Auch die Decken undWände waren betongrau, von

Rostfahnen überzogen, unwirtlich. Wäre die Tiefgarage nicht sozentral gelegen, hätte mancher sein Fahrzeug wohl eher anders-wo abgestellt.

Komplexe SanierungsplanungKeineswegs harmlos war denn auch das Schadensbild: Weit fort-geschrittene Chloridkorrosion durch fehlende Beschichtung undundichte Fugenprofile hatte mehrere Bereiche der Tiefgarage er-heblich in Mitleidenschaft gezogen. Etliche Betonbauteile wie-sen Abplatzungen und fortgeschrittene Schädigungen auf. Be-sonders im Fugenbereich der Decken kam es zur Gefährdungvon Passanten und Fahrzeugen durch herabfallende Betonteile



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Bild 1. Unterlassungssünden der Vergangenheit: Weder bei der Errichtung der Tief-

garage noch zu einem späteren Zeitpunkt waren die Betonflächen beschichtet wor-

den. Das machte nach 25 Jahren eine Totalsanierung des Gebäudes unausweichlich.

undWasserdurchtritt. Ursache hierfür war die Undichtigkeit derBauwerksfugen und Risse im Boden- und Deckenbereich.

Der Betonboden im Untergeschoss und die Zwischendeckewaren so stark angegriffen, dass die Stahlarmierung freigelegt,entrostet, gegen Durchrosten geschützt und die BetonflächenSchicht für Schicht wieder aufgebaut werden mussten.

Das von der IPG Instandsetzungsplanungs GmbH ausgear-beitete Konzept sah vor, die vielgenutzte Tiefgarage bei laufen-dem Parkbetrieb in Teilabschnitten zu sanieren und dabei zu-gleich lichttechnisch und energetisch umfassend auf neustenStand zu bringen.

Beschichtungen mit Sachverstand gewähltUm eine zeitgemäße optischeWirkung zu erzielen, hatte derHersteller hochwertiger DISBON-Bautenschutzprodukte, Capa-

rol Industrial Solutions aus Ober-Ramstadt, im werkseigenenFarbDesignStudio einen sehenswerten Gestaltungsentwurf aus-arbeiten lassen. In ihm orientiert sich die Farbgebung der De-cken undWände einschließlich der Bereichsmarkierungen amBoden an Günzburgs Stadtfarben Rot undWeiß, während sichdie Parktaschen und Fahrspuren in abgestuften Grautönen prä-sentieren. „Die Verarbeitungseigenschaften der gewählten Bau-tenschutzprodukte wurden den Anforderungen vor Ort voll undganz gerecht. Auch der begleitende Service von DISBON vor,während und nach derApplikation warwie immerwieder bei-spielhaft zuvorkommend“, betont Bauleiter Dieter Offner.

OS 8 auch auf den ZwischendeckenRissüberbrückende Systeme sind wesentlich kostenintensiver alsstarre Beschichtungen. Daher liegt es nahe, starre Systeme auchauf zur Rissbildung neigenden Untergründen einzusetzen. Ob-gleich Risse in der Beschichtung dabei nicht zu vermeiden sind,kann die Dichtigkeit der Fläche durch entsprechend häufige Be-gehungen und Ausbesserungsarbeiten aufrechterhalten werden.Trotz höherer Kosten ergeben sich bei der Erstbeschichtungnicht unerhebliche Einsparungen. Ein weiterer Vorteil der OS 8-Beschichtungsvariante: starre Systeme, speziell in Verbindungmit einer Erhöhung der Verschleißschichtdicke, sind wesentlichdauerhafter und robuster als elastische Systeme, was ein nen-nenswertes Einsparpotenzial erschließt. Dabei gilt es, die Kostenfür die Erstbeschichtung, für Neubeschichtungen durch nut-zungsbedingten Verschleiß sowie fürWartungs- und Reparatur-maßnahmen auf eine vordefinierte Nutzungsdauer hin zu be-trachten. In Günzburg fiel diese Betrachtung eindeutig positivzugunsten einer OS 8-Beschichtung derZwischendecken aus.

Verschleißschichtdicke erhöhtBereits bei der Erstbeschichtung einer Fläche mit einem starrenBeschichtungssystem kann dessen NutzbarZeit – die Zeitspannevon derApplikation bis zur Erneuerung – deutlich verlängertwerden, wozu die Schichtdicke der Verschleißschicht zu erhö-hen ist. Damit geht allerdings ein erhöhter Materialverbraucheinher, der sich finanziell scheinbar negativ auswirkt. Bei Erstel-lung eines umfassendenWirtschaftsplans erweist sich die Er-höhung der Schichtdicke aber als zweckdienlich, da sie dieNutzbarZeit verlängert und den Kostenaufwand senkt. Dieserganzheitliche Ansatz kam für die Altstadt-Tiefgarage in der



Wann immer sich langjähriges Forschungswissen und ein hoch-wertiges Produktportfolio perfekt ergänzen müssen, wird in derPraxis immer öfter einfach nur DISBON verlangt:

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Bild 2. Aufbruch der Betondecke: Chloridkorrosion und Carbonatisierung machten es

erforderlich, den Boden bis zur Bewehrung freizulegen und Schicht für Schicht wieder

neu aufzubauen.

Bild 3. Rutschgefahr gebannt: Damit kein Parkgast ausrutscht, wurde die Boden-

beschichtung aus Epoxidharz vollflächig mit Splitt bestreut.

Günzburger City in Betracht und wurde mit hochwertigen Dis-bon-Bautenschutzprodukten umgesetzt.

Besonders auch bei derAnwendung für Fugen ist eine ge-naue Betrachtung der Materialeignung notwendig. Alternativ zukonventionellen Fugenprofilen werden heute elastische undhochbelastbare Spritzfolien eingebaut, die in Verbindung miteiner Vlieseinlage zum Einsatz kommen, wie etwa das Disbon-Fugenabdichtungssystem. Es basiert auf Polyurethan, wurde viel-fach auf seine Eignung geprüft und verfügt über alle erforder-lichen Zulassungen. In der Günzburger Tiefgarage erhielt es auf-grund seiner hohen NutzbarZeit undWirtschaftlichkeit ebensoden Vorzug wie bei unzähligen weiteren Instandsetzungen alsfeuchteresistente Abdichtung großer Flächen. „Was selbst deraggressiven Umgebung in Faultürmen von Biogasanlagen wider-steht, kann für den Einsatz im Bereich stark beanspruchterBodenfugen nur von Vorteil sein“, betont Christoph Dorscheid,techn. Manager bei DISBON.

Lichtausbeute optimiertBei Decken- undWandanstrichen kommt es auch auf geringeVerschmutzungsneigung sowie hohe, das Licht bestmöglichreflektierende, Helligkeit der Farbe an. DemAnspruch wird inGünzburg Disbon OS 6331 Reflect gerecht: Diese neuartige, spe-ziell auf Betonoberflächen abgestimmte,Wand- und Deckenfarbeverfügt über die Zulassung als OS 4 Beschichtungssystem. Sie op-timiert durch ihr hohes Reflexionsvermögen die Lichtausbeuteund senkt – bei besonders geringer Verschmutzungsneigung – dieEnergiekosten nachhaltig. Laut Hersteller ist mit dem Disbon-Produkt eine etwa 50% längere NutzbarZeit zu erreichen.

Es ermöglicht außerdem aufgrund des hohen Lichtindexden Strombedarf für Leuchtmittel merklich zu reduzieren. Beigleichbleibender Beleuchtung ergeben sich zwischen einer Stan-dard-Objektfarbe und dem hochgradig reflektierenden Disbon-Produkt Unterschiede von gut und gerne 10 Lux = 30% mehrHelligkeit gegenüber herkömmlichen Anstrichmitteln.

Auf die gesamte NutzbarZeit jedes einzelnen Parkhausesbetrachtet, können längereWartungsintervalle und die optimier-te Lichtsituation auf den Parkdecks insgesamt etwa ein Drittelder ansonsten anfallenden Betriebskosten einsparen.

Achim Zielke M. A.Weitere Informationen:Caparol Industrial Solutions GmbH,Roßdörfer Straße 50, 64372 Ober-Ramstadt,Tel. (0 61 54) 71-6 82, Fax (0 61 54) 7 14 08,[email protected], www.disbon.de



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Bild 4. Hell, freundlich, attraktiv: Nach erfolgreichem Abschluss der Totalsanierung

stehen Parkgästen in der Günzburger Altstadt-Tiefgarage 220 Kurzzeit- und 130 Dauer-

stellplätze auf zwei Parkebenen zur Verfügung. (Fotos: Harald Reusmann für DISBON,

Ober-Ramstadt)

Bodenbeschichtungssystemfür Parkhäuser und Tiefgaragen

Bodenflächen in Parkhäusern und Tiefgaragen sind in extremhohem Maße mechanischen und chemischen Belastungen aus-gesetzt. Um unter diesen Bedingungen ihre Lebensdauer zuverlängern und Ausfallzeiten zu vermeiden, ist ein guter Ober-flächenschutz unabdingbar. Mit Silikal EP OS-8 bietet sich hierein hochbelastbares 2-Komponenten-Boden-beschichtungs-system auf Epoxidharzbasis an, das laut Hersteller auch unterhärtesten Bedingungen optimale Leistung garantiert.

Am stärksten belastet ist bei den Parkflächen in Parkhäuser dieoberste Ebene, da sie neben der permanenten mechanischen Be-anspruchung durch die schleifenden Bewegungen, etwa durchAbrollen von Autoreifen aller Breiten und Profile, sowie dem An-griff von Ölen, Säuren und Salzen auch freier Bewitterung undUV-Strahlen ausgesetzt ist. Um in diesem aggressiven Umfeldauf Dauer bestehen zu können, müssen die Bodenflächen miteinem hoch belastbaren, UV-stabilen Beschichtungs-system ge-schützt werden.

Parkflächen in geschlossenen Räumen, also auf Zwischen-ebenen und in Parkbuchten, sind vorWitterungseinflüssen weit-gehend geschützt und daherweniger stark belastet als die frei be-witterten Parkebenen, obgleich sie dem Angriff von Tausalzenausgesetzt werden. Auch Kurven,Wendeplätze und Rampen er-fahren größte mechanische Belastungen, müssen sicher und sta-bil sein. Auf Dauer kommt in einem Parkhaus daher kein Roh-boden – sei er aus Estrich oder Beton – ohne angemessenenSchutz aus.

„Silikal EP OS-8 “, das eigens für Parkhäuser zugelassenesBodenbeschichtungssystem, leistet einen entscheidenden Bei-trag, dass sämtliche Parkflächen – innen wie außen, Zu- undAusfahrten – „für eine kleine Ewigkeit abgehärtet sind“. Der po-rendichte Belag widersteht extremen mechanischen Belastungenebenso wie vielen Säuren, Laugen, Salzen und Fetten.

Von elementarer Bedeutung ist dabei die Rohboden-Grundversiegelung mit SILIKAL OS-8 Spezialgrundierung, einfarbloses, niedrigviskoses 2-Komponenten-System auf Epoxid-harzbasis mit hoher Verträglichkeit gegenüber Feuchtigkeit.

Weitere Informationen:Silikal GmbH, Ostring 23, 63533 Mainhausen,Tel. (0 61 82) 92 35-0, Fax (0 61 82) 92 35-40,[email protected], www.silikal.com

Erste diffusionsoffene Parkhaus-Beschichtung gemäß OS 8

Das Parkhaus-System OS 8.5 von StoCretec hat jetzt lautHersteller als erstes und bislang einziges diffusionsoffenesBodensystem die Zulassung gemäß OS 8 nach DIN V 18026erhalten. Es schützt den Beton der Bodenplatte vor Eindrin-gen von Schadstoffen auch bei aufsteigender Feuchtigkeit.

Grundsätzlich muss eine Bodenbeschichtung im Parkhaus dasEindringen vonWasser und den eventuell darin gelösten Tau-salzen in die Böden aus Stahlbeton zuverlässig und dauerhaftverhindern. Genauso wichtig ist eine zuverlässige Lösung desProblems aufsteigender Feuchtigkeit, beispielsweise aufgrundfehlender oder mangelhafterAbdichtung zum Untergrund. Hierbesteht u.a. die Gefahr einerAblösung der Beschichtung.



Bild 1. Mit der Bodenbeschichtung „Silikal OS 8“ sind Parkhäuser und Tiefgaragen

grundlegend gegen die enormen Strapazen des Alltags gewappnet.

Bild 2. Bodenbeschichtung in einem Parkhaus mit „Silikal EP OS 8“ System. (Fotos:

Silikal)

Für diese Fälle sind Schutzsysteme mit leistungsfähigenProdukten gefordert. StoCretec bietet nun eine bisher einzig-artige Lösung: Ein wasserdampfdurchlässiges Beschichtungs-system gemäß OS 8 nach DIN V 18026.

Das geprüfte Parkhaus-System bietet zuverlässigen Schutzmit folgenden Eigenschaften:– diffusionsoffen– mechanisch belastbar– Deckversiegelung in verschiedenen Farbtönen– lösemittelfrei und umweltfreundlich– mit Wasser verdünnbar– Übereinstimmungszertifikat nach DIN V 18026, Oberflächen-

schutzsystem OS 8

System-Aufbau StoCretec OS 8.5– Grundierung: StoPoxWG 100– Verlaufspachtel: StoPoxWG 100 mit StoQuarz 0,1–0,5 mm– Absanden mit StoQuarz 0,3–0,8 mm– Deckversiegelung: StoPoxWL 100 (zweimal)

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Weitere Informationen:StoCretec GmbH, Gutenbergstraße 6, 65 830 Kriftel,Tel. (0 61 92) 4 01-1 04, Fax (0 61 92) 4 01-1 05,[email protected], www.stocretec.de

Bild 1. Systemaufbau StoCretec OS 8.5 – das laut Hersteller erste diffusionsoffene

Bodensystem für Parkhäuser mit Zulassung nach OS 8 gemäß DIN V 18 0 26.

Bild 2. Beschichtete Parkhausfläche. (Fotos: StoCretec)

Bodenplatten sind insbesondere durch aufsteigende Feuch-tigkeit Belastungen ausgesetzt. Hier spielen die last- undtemperaturbedingten Rissbewegungen eine geringere Rolle,die sonst bei Fahr- und Stellflächen in Parkhäusern undTiefgaragen auftreten. Daher müssen die Oberflächen derBodenplatte anders geschützt werden, als die Böden derweiteren Parkdecks.

Hochleistungsfaserbeton (SIFCON) zurErtüchtigung von Industriebodenflächen

Die Instandsetzung von Industriebodenflächen, insbesonderewährend des laufenden Betriebs, stellt den planenden Inge-nieur und die ausführende Bauunternehmung vor verschiede-ne Probleme, die oft eine kurzfristige Ausführung scheiternlassen.– Betriebsstillstandzeiten für die Dauer der baulichen

Maßnahme sind kaum möglich bzw. verursachen enormeKosten.

– Vorhandene Einbauten sind zu berücksichtigen und müs-sen in den neuen Bodenaufbau einbezogen werden.

– Dickwandige Aufbaukonstruktionen erfordern erheblicheVeränderungen im Bereich vorhandener Anschlusshöhen.

– Risse und Fugen in der Altbodenfläche müssen geschlossenbzw. sicher überbrückt werden.

– Da eine Vielzahl von In-dustriebodenflächen auchAnforderungen des Was-serhaushaltsgesetzes inpunkto Dichtheit genügenmüssen, sind neben denmechanischen Belastun-gen auch Dichtheitsanfor-derungen zu beachten.

In den 90er Jahren wurdenauf Anregung der chemischenIndustrie an verschiedenendeutschen Universitäten um-fangreiche Forschungen zudem Thema Betonbau beimUmgang mit wassergefährden-den Stoffen betrieben [1]. Indiesem Zusammenhang wur-den auch Möglichkeiten derInstandsetzung und Ertüchti-gung von bestehenden Beton-flächen untersucht, die denAnforderungen aus demWas-serhaushaltsgesetz nicht mehrgenügten. Hierfür hat sichSIFCON, ein zementgebunde-ner Hochleistungsmörtel mitextrem hohem Stahlfaseran-teil, als besonders geeignet er-wiesen, insbesondere wennneben der erforderlichenDichtheit betriebsbedingt ho-he Anforderungen an die me-chanischeWiderstandsfähig-keit der Oberfläche gestelltwerden müssen [2 + 3]. Auf-grund der Erkenntnisse ausden zugehörigen Forschungs-vorhaben wurden in derRichtlinie Betonbau beimUmgang mit wassergefährden-den Stoffen des DeutschenAusschusses für Stahlbeton(DAfStb-Rili BUwS) [4] „Flüs-sigkeitsdichte nichttragendeDichtschichten nach Ein-dringprüfung“ aufgenommen.Der Einsatz solcher Dicht-schichten ist generell an eineZulassung geknüpft. Um nicht


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Vom Stahlfaserdichtschicht-beton zur Ertüchtigung von Konstruk-tionen, die den Anforderungen desWHG genügen müssen.

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ALLES AUS EINER HAND (bundesweit)

Bild 1. Schnittbild einer SIFCON-Probe

für jedes Objekt eine Zulassung für den Einzelfall erwirken zumüssen, konnte durch eine allgemeine bauaufsichtliche Zulas-sung des DIBT ein breites Anwendungsgebiet abgedeckt werden.

Der Baustoff: SIFCON (slurry infiltrated fiber concrete)Die Schicht aus Hochleistungsfaserbeton besteht aus einerStahlfaserstreuung, die mit einem Hochleistungsfließmörtel ge-füllt wird. Die zum Einsatz gelangenden Fasern sind gekröpfteStahldrahtfasern mit bauaufsichtlicherZulassung. Die nachträg-lich aufgebrachte 5 mm faserfreie Verschleißschicht bildet denAbschluss (Bild 1). Auf Grund des hohen Faseranteils von ca.10 Vol.-% (entspricht rd. 800 kg/m³) können die Stahlfasernnicht mehr mit konventionellen Methoden einem Bindemittelbeigemischt, sondern müssen auf den vorhandenen Untergrundzu einem Teppich ausgestreut werden, der anschließend mitdem Fließmörtel (Slurry) gefüllt wird. Auf Grund der Beanspru-chung des Baustoffs werden an die Slurry nachfolgende Anfor-derungen gestellt:– Enorm fließfähig, um einen hohlraum freien Baustoff zu ge-

währleisten– w/z-Wert < 0,45– Kein Entmischen/Bluten– 28 Tage Biegezugfestigkeit von 25 N/mm²– Keine zusätzliche Verdichtung nach Einbau

Nach umfangreichen Untersuchungen und dem Einsatz einesPCE-Fließmittels konnten diese Eigenschaften erreicht werden.

Zum baupraktischen Nachweis der Fließfähigkeit derSlurry wird vor und auch während des Einbaus eine Konsistenz-bestimmung mit Hilfe einer Fließrinne vorgenommen (Bild 2).Die Fließeigenschaft gilt als ausreichend, wenn ein Fließmaßvon 84 cm pro 60 Sekunden nicht unterschritten wird. Für dieVerwendung als Dichtschicht im Bereich von LAU-Anlagen istin der bauaufsichtlichen Zulassung eine Schichtstärke von mind.50 mm (45 mm + 5 mm) vorgeschrieben. Als reine Verschleiß-schicht, an die keine Dichtheitsanforderungen gestellt werden,kann diese Schicht auch dünner ausgeführt werden. Als zweck-mäßig hat sich hier eine mind. Schichtdicke von 25 mm (20 mm+ 5 mm) erwiesen.

Randanschlüsse, Rohrdurchführungen, Pumpensümpfe,FugenZur Ertüchtigung vorhandenerAnlagen genügt es oft nicht, nurdie vorhandene Bodenfläche zu sanieren. Zur Sicherstellung ei-nes erforderlichen Auffangvolumens sind Durchdringungen derDichtkonstruktion, Pumpensümpfe sowie Anschlüsse zu aufge-henden Bauteilen sicher und dicht auszuführen. Als geprüfteLösungen stehen verschiedene Ausführungen zur Verfügung:Verkleidungen aus Edelstahl bzw. Fugenanschlüsse mit zugelas-senen Fugenfüllstoffen (Bilder 3–6). Arbeitstaktfugen werdendurch Abschalen und nachträglichem Ausspülen des Fugen-anschlusses (10–15 Stunden nach Herstellung) mit Freilegen desFaserbetts vorbereitet. Beim nächsten Abschnitt werden dieFasern angestreut, wobei sich diese mit den herausstehendenFasern des ersten Abschnitts gut verklammern.

ZusammenfassungDünnwandige Schichten aus Hochleistungsfaserbeton (SIF-CON) sind extrem widerstandsfähig gegenüber mechanischenBelastungen und können aufgrund einer bauaufsichtlichen Zu-lassung auch für die Ertüchtigung von Abdichtungskonstruktio-nen, die den Anforderungen desWasserhaushaltsgesetzes ge-nügen müssen, eingesetzt werden. Für den Hochleistungsfaser-beton gibt es aufgrund der geringen erforderlichen Schichtdicke


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Bild 2. Konsistenzbestimmung der Slurry mit der Fließrinne

Bild 3. Edelstahlaufkantung

und des extrem duktilen Verhaltens mit dem einhergehendenWiderstand gegen mechanische Beanspruchungen eine Vielzahlvon Einsatz-möglichkeiten. Anhand von Beispielen aus derPraxis werden die Herstellung solcher SIFCON-Schichten be-schrieben und Detaillösungen vorgestellt.

Dipl.-Ing. BerndWagner, Quinting Zementol GmbH

Literatur

[1] Betonbau beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen – Sach-standsbericht. DeutscherAusschuss für Stahlbeton, Heft 416,Beuth-Verlag, Berlin 1991.

[2] Lehmberg, M.: Dichtschichten aus hochfestem Faserbeton, Deut-scherAusschuss für Stahlbeton, Heft 465, Beuth-Verlag, Berlin1996.

[3] Wienke, B.: Stahlfaserbeton für Dicht- und Verschleißschichten aufBetonkonstruktionen. DeutscherAusschuss für Stahlbeton, Heft468, Beuth-Verlag, Berlin 1996.

[4] DAfStb-Richtlinie ”Betonbau beim Umgang mit wassergefährden-den Stoffen”Ausgabe 10/2004 DeutscherAusschuss für Stahlbeton,Beuth-Verlag, Berlin 2005.

Weitere Informationen:Quinting Zementol GmbH,Talstraße 8, 59387Ascheberg-Herbern,Tel. (0 25 99) 74 12-0, Fax (0 25 99) 74 12-25,[email protected], www.quinting.com


Behälterbau u. Bauten für Umweltschutz und Landwirtschaft

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Tekla Structures BIM (Building Information Modeling)-

Software bietet eine datenintensive 3D-Umgebung, die

von Bauunternehmern, Planern, Konstrukteuren und

Fertigungsbetrieben sowohl im Stahl- als auch Betonbau

gemeinsam genutzt werden kann. Tekla ermöglicht besseres

Bauen und eine optimale Integration bei Projektmanagement

und -auslieferung.

Kevin (54) und seinem Unternehmen gelingt es,

Betonfertigteile termingenau zu produzieren. Planung

und Detaillierung integriert mit der Fertigung und

Projektverwaltung ermöglichen die Kontrolle über den

ganzen Bauprozess vom Verkauf bis zur fehlerfreien

Montage und effektiven Änderungsverwaltung. Durch

die Arbeit an ein und demselben Tekla-Modell stehen

allen Partnern die aktuellsten Baudaten zur Verfügung, in

Echtzeit.

TERMINGERECHTHERGESTELLT

Bild 4. Pumpensumpf

Bild 5. Rohrdurchführung

Bild 6. Anschluss an vorhandene Bauteile (Foto/Abb.: Quinting)

econstra – expo of construction engineering

Als europaweit erste Fachmesse für den Ingenieurbau öffnetdie econstra vom 25. bis 27. Oktober 2012 ihre Pforten aufdem Gelände der Messe Freiburg. Neben dem zukunftswei-senden Markt der Bauwerksinstandsetzung werden insbeson-dere die Bereiche Infrastruktur, Tunnelbau, Brückenbau,Grundbau, Rückbau und Entsorgung ins Zentrum des Inter-esses gerückt. Darüber hinaus wird dem bautechnischenBrandschutz ein zentraler Platz zugewiesen, schließlich ste-hen Innovation und Nachhaltigkeit im Vordergrund der Ver-anstaltung. Präsentiert werden innovative Baustoffe und Bau-geräte aus all diesen Themenbereichen.

Die econstra 2012 umfasst des weiteren Themen wie beispiels-weise Infrastruktur, Anlagenbau, Bauverfahren, erneuerbareEnergien und Consulting; sie richtet sich in erster Linie an Fach-publikum. Hersteller treffen hier ebenso ihre Zielgruppe wie aus-führende Unternehmen. Planer (Ingenieur- und Architekturbü-ros) präsentieren sich auf dieser Messe zusammen mit öffentli-chen Auftraggebern, Verbänden und Hochschulen.

INGENIEURBAUTAGE 2012 – das Rahmenprogrammder econstraParallel zur econstra finden in Freiburg die Ingenieurbautagestatt. Es werden theoretisch fundierte und praktisch orientierteVorträge von anerkannten Fachleuten aus dem In- und Auslandpräsentiert. Thematische Schwerpunkte sind der Ingenieurbauund damit die breit gefächerten Tätigkeiten des Bauingenieur-wesens wie auch Nähe und Verhältnis zu benachbarten Fachge-bieten. Im Fokus der Veranstaltung liegt die Vermittlung vonFachwissen, aber auch die Demonstration praxisnaherAnwen-dungen. So finden neben Vorträgen auch anwendungsorientier-te Schulungen undWorkshops statt, thematisiert werden dabeiunter anderem Sicherheitsstandards, die hohe Komplexität dertechnischen Ausrüstung und selbstverständlich auch die Pro-dukte, Baustoffe und Methoden an sich.

Diese und weitere Themenschwerpunkte sind Gegenstandder INGENIEURBAUTAGE 2012, die parallel zur econstra inden Konferenz- und Veranstaltungsräumen der Messe Freiburgstattfinden

Karriereforum – Chancen nutzenStudierende und Auszubildende finden auf der econstra eineninformativen Querschnitt durch die Branche und realistischenEinblick in das Arbeitsumfeld und die damit zusammenhängen-den Möglichkeiten im Bauingenieurwesen. Denn auch wenn einFachkräftemangel zu verzeichnen ist, erweist sich erfolgreicheJobvermittlung häufig als schwierig. www.ingFinder.de, das Kar-riereportal der econstra hilft dabei. Ob bei der Entscheidungzum Studium, zurAusbildung oderWeiterbildung oder bei derSuche nach einem (neuen) Arbeitgeber, das Portal ist Karriere-plattform fürArchitektur und Ingenieurbau.

Weitere nützliche Angebote: Neuigkeiten, AusschreibungenfürWettbewerbe, Bau- und Gewerbeleistungen und ein Veran-staltungskalender. Ein Bonus ist die Tatsache, dass ingFinder.denicht nur auf Online-Aktivitäten beschränkt ist, sondern als offi-zielles Karriereportal der econstra, der Fachmesse für Ingenieur-bau und Bauwerksinstandsetzung, auch real erlebbar gemachtwird. Vom 25. bis zum 27. Oktober 2012 bringt ingFinder.de aufder Messe Freiburg im angegliederten Karriereforum ausstellen-de Unternehmen ins Gespräch mit Fachkräften und Nach-wuchstalenten. Aussteller erhalten schon im Vorfeld die Mög-lichkeit über das Karriereforum kostenfreie Stellenanzeigen zuschalten.

econStar – der Innovationspreis für den IngenieurbauIm Zuge der Parallelveranstaltung INGENIEURBAUTAGE wirdder econStar 2012 verliehen. Der Innovationspreis wird, wie daslive moderierte Karriereforum ingFinder.de, im Zentralfoyer desMessegeländes übergeben. Gewürdigt werden hervorragendeLeistungen im Ingenieurbau. Der Preis verhilft somit neuen Ent-wicklungen zu Geltung und Anerkennung.

Weitere Informationen:FreiburgWirtschaft Touristik und Messe GmbH & Co. KG,Europaplatz 1, 79108 Freiburg,Tel. (07 61) 38 81-31 20, Fax (07 61) 38 81-30 06,[email protected]


aktuellwww.ingpages.de

In fünf Jahren hat sich die internatio-nale Fachmesse Consense für nachhal-tiges Bauen, Investieren und Betreibenzusammen mit dem dazugehörigenKongress zu einer festen Größe ent-wickelt. Hier treffen namhafte Herstel-ler auf ausgewiesene Fachleute unddiskutieren drängende Fragen sowiezukunftsweisende Lösungsansätze. Am19. und 20. Juni 2012 sind die MesseStuttgart und die Deutsche Gesell-schaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB)wieder Gastgeber der einzigartigenPlattform und setzen auf eine weitersteigende Internationalisierung.

Die Consense findet 2012 zum fünftenMal statt und belegt: Das Thema Nach-haltigkeit ist ein wesentlicherWirt-schaftsfaktor geworden. Die hohe Reso-nanz der Besucher unterstreicht die Be-deutung, die Bau- und Immobilienwirt-schaft dem Thema beimessen. Allenvoran die Gruppe der Ingenieure, Planerund Architekten, gefolgt von Investorenund Projektsteuerern, die zu den wesent-lichen Gästen der Veranstaltung gehö-ren. Namhafte Austeller haben für 2012bereits ihr Kommen zugesagt, darunterHochtief, BASF, Goldbeck und Leon-hardWeiß sowie die Hersteller Caparol,Keimfarben und Upofloor Oy. Zum drit-ten Mal ist die Sonderschau „ConsenseMaterial“ von raumPROBE am Start.Sie gibt einen Überblick über die ganzeBandbreite innovativer Materialien,die in und am Bau eingesetzt werdenkönnen.

Fachmesse und von DGNBorganisierter KongressEin Erfolgsrezept der Consense ist dieVerbindung von Fachmesse und Kon-gress. Sie werden an beiden Messetagenauf einer attraktiven Aktionsfläche zu-sammengeführt. In „Forum“ und „Stage“treffen sich Kongressredner und Ausstel-ler mit den Messebesuchern. Konkretheißt das, Aussteller haben im „Forum“die Möglichkeit, spannende Produkteund neuartige Angebote gezielt vorzu-stellen und Messebesucherwie Kongres-spublikum können Referenten und inno-vative Entwicklungen auf der „Stage“hautnah erleben. Das alles wird im an-

spruchsvollen Ausstellerbereich derMesse präsentiert.

Der internationale Kongress wirdvon der DGNB gestaltet und organisiert.Im Plenum sind Vordenker und kompe-tente Köpfe der Bau-, Betreiber- und Im-mobilienwirtschaft zu erleben. U. a. hatfür dieses Jahr der frühere Klima-Gene-ralsekretär der Vereinten Nationen Yvode Boer sein Kommen zugesagt. Heuteist er als Berater bei KPMG tätig undspricht bei der Consense zum Themen-komplex der „Nachhaltigen Gesell-schaft“. Freuen dürfen sich die Kongress-teilnehmer zudem auf Ken Yeang, derVorreiter ökologischen Designs in derArchitektur – sowohl von Städten alsauch vonWolkenkratzern. Die Möglich-keit, einzelne Themen konzentriert zuvertiefen, bieten begleitendeWorkshops,die auf die unterschiedlichen Zielgrup-pen abgestimmt sind.

Die offizielle Eröffnung des Kon-gresses übernehmen am ersten Veran-staltungstag Prof. Manfred Hegger,Präsident der DGNB, und Jane Henley,CEO desWorld Green Building CouncilWGBC. Der jährliche Kongress desWGBC mit Experten aus über 80 Län-dern findet im Rahmen der Consenseund erstmals in Deutschland statt.

Ein Höhepunkt von Fachmesse undKongress ist die Verleihung von DGNBZertifikaten und Vorzertifikaten für be-sonders herausragend geplante Objekteund Quartiere. Diese findet auch in die-sem Jahr öffentlich statt. Die DGNB or-ganisiert exklusiv die begleitende Son-derschau „DGNB International“. Hierlässt sich anhand von konkreten Projek-ten Schritt für Schritt nachvollziehen,wie das DGNB System in verschiedenenLändern adaptiert und angewendet wird.

Für Besucher besteht die Möglich-keit, die Messe unabhängig vom Kon-gress zu besuchen – aber auch Kombi-karten sind erhältlich.

Weitere Informationen:Landesmesse Stuttgart GmbH,Messepiazza 1,70629 Stuttgart,Tel. (07 11) 1 85 60-0,Fax (07 11) 1 85 60-24 40,[email protected],www.messe-stuttgart.de

aktuell

Consense 2012 – Internationale Fachmesse und Kongressfür nachhaltiges Bauen, Investieren und Betreiben

Neue Möglichkeitenfür die 3D-Modellierung

Mit Tekla Structures 18 stellt der Hersteller die neue Versionseiner Building Information Modeling (BIM) Software vor.Sie bietet erweiterte und verbesserte Möglichkeiten für dieDarstellung, Modellierung und das Management vonBauprojekten und vereinfacht so die Zusammenarbeit allerMitwirkenden. Diese neue Version ist ab sofort unterwww.teklastructures.com verfügbar.

Einfache Zusammenarbeit, umfassende Kommunikation undoptimierte Arbeitsabläufe sind entscheidende Faktoren für denErfolg eines Bauprojektes. Tekla Structures 18 bietet seinenNutzern einen erweiterten Funktionsumfang mit verbessertenKommunikations- und Modellierungsfunktionen. Architekten,Lieferanten, Subunternehmer, Planer und Konstrukteure bis hinzu den Handwerkern vor Ort profitieren hiervon gleichermaßen.Das Resultat sind genauere, detailliertere Modelle, die ein effi-zienteres Projektmanagement und damit kürzere Bauzeiten er-möglichen.

Zum erweiterten Funktionsumfang der neuen Version ge-hört ein Task Manager, mit dem die Zeit- und Aufgabenverwal-tung in das Konstruktionsmodell integriert wird und der den Im-port von Daten aus anderen Projektmanagement-Programmenermöglicht. Auch die Interoperabilität mit anderen Programmenwird mit der neuen Software vereinfacht: Beim Export des Mo-dells aus Tekla Stuctures 18 in das IFC-Format (Industry Foun-dation Classes*) gibt es detaillierte Auswahlmöglichkeiten, sodass beispielsweise nur ein einzelnes Objekt aus dem Modelloder ausgewählte Daten exportiert werden können.

Außerdem bietet Tekla Structures 18 erweiterteWerkzeugezur 3D-Modellierung, mit denen sich zum Beispiel die Form ei-nes Bauteils einfacher und intuitiver erzeugen und verändernlässt. Die optimierte Zeichnungserstellung sorgt für eine hoch-wertige Dokumentenqualität und der hohe Automatisierungs-grad reduziert die Fehlerquote signifikant. Die verbesserte Un-terstützung des DSTV-Formats für den Stahlbau und der Uni-technik-Schnittstelle für die Produktion von Stahlbetonfertigtei-len sorgt für präzise Ergebnisse.

„Das schnellere und einfachere Modellieren mit TeklaStructures 18 bringt unseren Kunden deutlicheWettbewerbsvor-teile. Dies und die anderen Vorteile von Building InformationModeling, wie Kosten- und Zeitersparnis während des Aus-schreibungsprozesses sowie die einfachere Verwaltung von Kon-struktionsprojekten, werden unseren Kunden helfen, ihre Ge-winnmargen bei Projekten zu erhöhen“, erklärt Risto Räty, Exe-cutive Vice President der Tekla Corporation.

Die BIM (Building Information Modeling) Software TeklaStructures wurde im Jahr 2004 vorgestellt und kommt bei Bauex-perten auf der ganzenWelt zum Einsatz. Unzählige Gebäude,Brücken, Sportkomplexe und andere Bauwerke wurden mit Te-kla Structures modelliert, geplant und errichtet. Zudem arbeitetTekla Structures nahtlos mit Tekla BIMsight zusammen, derFreeware für die Koordination von Bauprojekten.

* Industry Foundation Classes sind ein offenes Dateiformat derInitiative buildingSMART und ermöglichen den Austausch vonModelldaten zwischen verschiedenen BIM- und CAD-Pro-grammen.

Weitere Informationen sowie Videos:Tekla GmbH, Maria Rink,Rathausplatz 12–14, 65760 Eschborn,Tel. (0 61 96) 47 30-8 30, Fax (0 61 96) 47 30-8 40,[email protected], www.tekla.com,www.teklastructures.com, www.teklabimsight.com


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Bild 1. Die Auswahl der Arbeitsebenen ist eine der neuen, intuitiv bedienbaren

3D-Modellierungsfunktionen in Tekla Structures 18.

Bild 2. Tekla Structures 18 stellt interaktive Kataloge zur Erzeugung und Bearbeitung

von Bewehrungsformen und -verlegungen zur Verfügung. (Abb.: Tekla)

Neue Schnittstelle zu Bentley ProStructure,basierend auf ISM-Technologie

Dlubal und Bentley entwickeln eine neue Version derSchnittstelle und liegen mit den erweiterten Datenaustausch-Möglichkeiten voll im Trend von BIM (Building InformationModeling). Auf dem Bentley-User-Meeting in Friedrichrodabei Erfurt wurde die neue Schnittstelle erstmalig offiziell vor-gestellt.

Integrated Structural Modeling (ISM) verbindet sämtliche Bent-ley-Produkte und ermöglicht so umfassende Datenaustausch-Szenarien zu allen Produkten, welche diesen Standard unterstüt-zen. Mit der Implementation der ISM-Schnittstelle in RFEMund RSTAB können sich daher Dlubal-Anwender auf neue Mög-lichkeiten des Modellaustausches zwischen ProSteel, ProConre-te und anderen Bentley-Applikationen freuen. Die neue Schnitt-stelle funktioniert in beide Richtungen.

ISM-Datenbank mit Viewer und 3D-PDF-AusgabeKernstück der ISM-Technologie ist der ISM-Viewer V8i, der der-zeit kostenlos von Bentley bezogen werden kann. ISM bietetDlubal eine umfangreiche API zum Zugriff auf die ISM-Daten-bank. RFEM- und RSTAB-Modelle können direkt in das ISM-Repository geschrieben werden, auf das alle anderen Applikatio-nen mit ISM-Anbindung Zugriff haben. Im ISM-Viewerwerdendie Modelle visualisiert und jedes Bauteil kann analysiert wer-den. Erstmalig können Dlubal-Anwender auch FlächenbauteilewieWände und Platten oder auch Profile mit veränderlichenQuerschnitten auf dieseWeise nach ProSteel und ProConcreteexportieren. Ein nützliches zusätzliches Feature des ISM-Vie-wers ist die Ausgabemöglichkeit in ein 3D-PDF-Dokument.

Revisionsmanagement in ISMDie ISM-Datenbank ist in der Lage, Modelländerungen undUpdates chronologisch zu verwalten. Wird z. B. ein geändertes

RFEM-Modell in die ISM-Datei geschrieben, so kann derAn-wender im ISM-Viewer sofort alle Änderungen, neuen Bauteileoder gelöschten Teile erkennen. Es ist dem Anwender überlas-sen, welche Änderungen in die Datenbank aufgenommen wer-den sollen. Somit hat derAnwender volle Kontrolle, was im Mo-dell passiert. Das Revisionsmanagement erlaubt sogar ein Roll-back auf einen früheren Stand des Modells.

Derzeit liegt ISM in der Version 2.0 vor. Für zukünftigeEntwicklungen ist auch an die Übergabe von Bewehrung fürStahlbetonteile gedacht.

Weitere Informationen:Ing.-Software Dlubal GmbH,Am Zellweg 2, 93464 Tiefenbach,Tel. (0 96 73) 92 03-0, Fax (0 96 73) 92 03-51,[email protected], www.dlubal.de

sowie:Bentley Systems International Limited,2 Park Place, Upper Hatch Street, Dublin 2, Ireland,Tel. +353 1 436 4600, Fax +353 1 416 1261,www.bentley.com


aktuell

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ISM-Schnittstelle mit Modell in RFEM (oben), ISM-Viewer (Mitte) und ProStructure

(unten) (Abb.: Dlubal)

Magazingebäude für das Bundesarchiv

Am Hauptstandort des Bundesarchivs auf dem Gelände der ehe-maligen Preußischen Hauptkadettenanstalt in Berlin-Lichterfel-de wurde im vergangenen Sommer der Neubau eines Magazin-gebäudes mit neuem Eingangsbereich fertig. Der neue Hauptein-gang ist ganz aus Glas. Er soll nicht nur die Transparenz einesBundesarchivs in einem demokratischen Staat verkörpern, son-dern auch architektonisch eine Brücke zur teilweise vorhande-nen Altbausubstanz aus traditionellem Berliner Backstein schla-gen. Die flächige Gründungsplatte des Gebäudes wurde unter-seitig mit FOAMGLAS® Boards F gedämmt, die trocken aufSandboden mit Ausgleichssplitt verlegt wurden. Bei Sandbodenerweist sich der druckfeste und stauchungsfreie Dämmstoff alsUnterlage für eine sichere Gebäudestatik besonders von Vorteil.FOAMGLAS® ist Wärmeschutz und Kapillarsperre in einem.

BautafelBauherr: Bundesamt für Bauwesen und RaumordnungArchitekten: Stephan Braunfels Architekten BDA,NL Berlin; Ramsi KususAusführung: 2007–2011Anwendung: FOAMGLAS® Boden- und Perimeterdäm-mung, lastabtragend, 4224 m2, FLOOR BOARD, Typ F,Dicke 60 mm, lose verlegt; 700 m2, FOAMGLAS® Platten,Dicke 60 mm, verklebtNutzschicht: Betonplatte


01069 DresdenTel. (03 51) 210669-0www.Litterer.deCFK-KlebearmierungSpritzbeton

Bewehrung

Ancon GmbHBartholomäusstraße 2690489 NürnbergTel: +49 (0) 911 955 1234 0Fax: +49 (0) 911 955 1234 9E-mail: [email protected]: www.anconbp.de/betonBetonstahl-KupplungssystemeNichtrostende BewehrungQuerkraftdornsystemeZugstangensysteme

HALFEN Vertriebsgesellschaft mbHKatzbergstraße 3D-40764 LangenfeldTel. (0 21 73) 9 70-0Fax (0 21 73) 9 70-2 25e-Mail: [email protected]: www.halfen.deBETON: VerankerungstechnikFASSADE: BefestigungssystemeMONTAGETECHNIK:Produkte und Systeme

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Max Frank GmbH & Co. KGTechnologien für die BauindustrieMitterweg 1D-94339 LeiblfingTel. +49 (0) 94 27/1 89-0Fax +49 (0) 94 27/15 [email protected]

WilhelmModersohn GmbH&Co. KGEggeweg 2a32139 SpengeTel.: (05225) 8799-0Fax: (05225) 8799-201E-Mail: [email protected]: www.mconstruct.deMOSO-MBA AnkerschienenMOSO-Betonbewehrung undBewehrungskonstruktionenAnker- und AnschweißplattenKantenschutzprofile undVerkleidungenDenkmal- und Altbausanierungs-befestigungenSpezialbefestigungen für Tunnel,Brücken und KraftwerkeDübelsysteme und Normteileaus Edelstahl Rostfrei

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Betonanlagen

Doubrava Deutschland GmbHBeton- und AufbereitungsanlagenRaiffeisenstraße 7–9D-70839 GerlingenTel.: +49 (0) 7156 17740-19Fax: +49 (0) 7156 [email protected]

Betoninstandsetzung

adicon® Gesellschaft fürBauwerksabdichtungen mbHMax-Planck-Straße 663322 RödermarkTel. (06074) 8951-0Fax (06074) [email protected]

AnbieterverzeichnisProdukte & Dienstleistungen

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EK Abdichtungstechnik GmbHSalmdorfer Straße 185540 Haar b. MünchenTel: 089-4616991-0Fax: [email protected]

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Deutsche KahneisenGesellschaft mbHNobelstraße 51D-12057 BerlinTel. (0 30) 6 82 83-02Fax (0 30) 6 82 83-4 97e-Mail: [email protected]: www.jordahl.deAnkerschienen,Befestigungs-, Bewehrungs-und Montagetechnik


Balkondämmelemente

Schöck Bauteile GmbHVimbucher Straße 276534 Baden-BadenTel. (0 72 23) 9 67-0Fax (0 72 23) 9 67-4 50e-Mail: [email protected]: www.schoeck.de

Befestigungstechnik

n Ankerschienen


Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 5 A35

Brückenbau

Firmenstandorte in DeutschlandNiederlassung UslarTel: +49 (0) 5571 9256 0Kontaktperson: Herr Stefan AdamE-mail: [email protected]

Niederlassung EsslingenTel: +49 (0) 711 758844 0Kontaktperson: Herr Mario FlietnerE-mail: [email protected]

Produktauswahl:Topflager · Elastomerlager ·Kalottenlager · Lamellenfuge ·Gleitfingerfuge · Kragfingerfuge ·Erdbebenschutz · Bauwerks-überwachung

RW Sollinger Hütte GmbHAuschnippe 52 · 37170 UslarTel.: 05571305-0Fax: 05571305-26e-mail: [email protected]: www.rwsh.de• Neubau, Sanierung undMontage von– Bauwerkslagern– Fahrbahnübergängen– Brückengeländern– Brückenausstattungen

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Brücken- und Ingenieur-bauwerken

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Edelstahl-befestigungen


Fachliteratur

Ernst & SohnVerlag für Architekturund technischeWissenschaften GmbH & Co. KGRotherstraße 21D-10245 BerlinTel. +49 (0)30 4 70 31 2 00Fax +49 (0)30 4 70 31 2 70e-mail: [email protected]:www.ernst-und-sohn.de

n Bewehrungssystem


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ANCOTECH GmbHSpezialbewehrungenRobert-Perthel-Straße 7250739 KölnTel.: (02 21) 5 00 81-74Fax: (02 21) 5 00 81-79e-Mail: [email protected]: www.ancotech.de– Durchstanz- und Schubbewehrung–Nichtrostende Edelstahlbewehrung

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SGL TECHNOLOGIES GmbHWerner-von-Siemens-Straße 1886405 Meitingen / GermanyPhone +49 8271 83-1398Fax +49 8271 83-1427composite.materials@sglcarbon.dewww.sglgroup.comCFK-Lamellen, CFK-Profile,CF-Gewebe

Deckenschalungen

Kassetten-, Rippen- undPlattenbalkendecken-SchalungenMietservice + SonderschalungenDeWa-Schaltechnik GmbHAuf der Forst 1655481 MetzenhausenTel. +49 (0)67 63-30 98 74Fax +49 (0)67 63-30 98 75e-Mail:[email protected]:www.dewa-schaltechnik.de

Durchstanz-bewehrung




Mauerwerks-abfangungen

WilhelmModersohn GmbH&Co. KGEggeweg 2a32139 SpengeTel.: (05225) 8799-0Fax: (05225) 6710E-Mail: [email protected]: www.mfixings.deMOSO-FassadenbefestigungenMOSO-Lochband BewehrungMOSO-FertigteilbefestigungenKonsolanker bis 25 kNFassadenplattenanker bis 56 kNGerüstverankerungen

Montagetechnik


Naturstein-verankerungen


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Rißinjektion

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DESOI GmbHGewerbestraße 16D-36148 Kalbach/RhönTelefon: +49 (66 55) 96 36-0Telefax: +49 (66 55) 96 36-66 66E-Mail: [email protected]: www.desoi.de• Injektionspacker• Injektionsgeräte• Sonderlösungen

Dittmann GmbHTechnik für die BausanierungGewerbestraße 1016540 Hohen NeuendorfTel.: +49(0) 3303 541527Fax: +49(0) 3303 541528E-Mail: [email protected]: www.saniertechnik.de∞ Injektionstechnik und Zubehör∞ Injektionspacker∞ Maschinenservice

Sanierung


Schalungstechnik


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BSW GmbHAm Hilgenacker 24D-57319 Bad BerleburgTel. (02751) 803-124Fax (02751) 803-159E-Mail: [email protected]:www.bsw-schwingungstechnik.dePUR-Schaum und hochelastischerPolyurethankautschuk zur Schwin-gungsisolierung

GERB SchwingungsisolierungenGmbH & Co. KGBerlin/EssenElastische Gebäudelagerung,Schwingböden, Raum-in-Raum-Lösungen, SchwingungstilgerTel. Berlin (0 30) 41 91-0Tel. Essen (0201) 266 04-0E-mail: [email protected]

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DICAD Systeme GmbHCAD für Konstruktionund BewehrungTheodor Heuss Straße 92–100D-51149 KölnTel.: +49 (0) 2203/9313-0Fax: +49 (0) 2203/[email protected]

LLH Software GmbHKönigsberger Straße 26D-49205 HasbergenTel.: (0 5405) 969-31Fax: (0 5405) 969-32E-mail: [email protected]: www.llh.de


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Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 5 A37


Spannbeton

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PaulMaschinenfabrikGmbH&Co. KGMax-Paul-Straße 188525 Dürmentingen/GermanyPhone +49 (0) 73 71/5 00-0Fax +49 (0) 73 71/5 00-1 11Mail: [email protected]: www.paul.eu

Stahlbau


Trittschalldämm-elemente


Trittschalldämmungunter hohen Lasten

BSW GmbHAm Hilgenacker 24D-57319 Bad BerleburgTel. (02751) 803-124Fax (02751) 803-159E-Mail: [email protected]:www.bsw-schwingungstechnik.deTrittschalldämmung für hoch belast-bare Estriche mit bauaufsichtlicherZulassung

Verankerungen

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Verbundbau

n Softwarelösungenfür den Verbundbau

Kretz Software GmbHEuropaallee 1467657 KaiserslauternTel. (06 31) 3 03 33 11Fax (06 31) 3 03 33 [email protected]


Mit Ihrer Eintragung im Anbieterverzeichnis erreichen Sie planende und ausführende Bauingenieure.Kontakt: Tel. (030) 47031-249, Fax (030) 47031-230

Mit Sorge ist zu beobachten, wie Ingenieure immer mehr zurWare werden. Sie werden von ih-ren Auftraggebern, häufig auch als Sub-Planer großer Unternehmen und Konzerne, möglichstzum günstigsten Preis eingekauft. Folgerichtig verhandeln sie ihrenAuftrag daher oft auch mitder jeweiligen Einkaufsabteilung. Es steht dabei nicht derwahreWert der Ingenieurleistungen,sondern der Preis für dieWare Ingenieurdienstleistung im Fokus der Verhandlung.

Werte wie eine anspruchsvolle, mehrjährige akademische Ausbildung, Berufserfahrung, Ver-antwortungsbewusstsein für Sicherheit, Wirtschaftlichkeit, Qualität und Nachhaltigkeit vonBauwerken treten in den Hintergrund.Wahre Ingenieurtugenden wie Sorgfältigkeit und Inno-vationskraft bleiben auf der Strecke. Aber wie soll ein Einkäufer auch beurteilen, dass durchden Einsatz ingeniöser Kreativität das Gesamtoptimum von Baukosten und Ingenieurkostennicht unbedingt durch die niedrigsten Ingenieurkosten erreicht werden kann?

Leider sind Ingenieure oft auch willfährige Partner. Man kann den Mitbewerbern durchBilligangebote Aufträge wegschnappen. Durch Selbst- und Mitarbeiterausbeutung,Weitergabedes Preisdrucks an eigene Nachunternehmer und ein geschicktes Claim-Management kannsich dennoch ein, wenn auch nur kurzfristiger, wirtschaftlicher Erfolg einstellen. Die ur-sprüngliche Rolle des Ingenieurs als Treuhänder seines Bauherrn, der unabhängig und frei vonInteressen Dritter, wirtschaftlich abgesichert durch eine ausgewogene Honorarordnung stetsdas Wohl seines Bauherrn und die qualitätsvolle Betreuung des jeweiligen Bauvorhabens zurMaxime seines Handelns macht, geht mit diesem Verhalten leider immer mehr verloren.

Nachdem uns der Computer aus der Rolle des Rechenknechts befreit hat undwir dadurch sehrviel an kreativer und gestalterischer Freiheit gewonnen haben, sind wir auf bestem Wege,durch unser Verhalten als unmündige Ingenieure, die ohnehin nur auf den Knopf des Compu-ters zu drücken brauchen, wieder zum Rechenknecht der Investoren und Projektentwickler zuverkommen. Jeder Preis- und Termindruck wird duckmäuserisch hingenommen; man lässtsich eben kaufen. Das heißt Ingenieurleistung wird zur möglichst billigenWare. Dies hat unserBerufsstand weder verdient, noch ist es angesichts der vor uns liegenden Herausforderungenein zukunftsfähiges Berufsmodell. Wir brauchen kreative, geistig schöpferische Ingenieuremehr denn je. Es ist eine möglichst hohe Ingenieurkunst und nicht Kunsthandwerk gefragt.Und für Kunst bezahlt man ja bekanntermaßen auch mehr, als nur die reine Arbeitszeit unddas Material.

Ingenieure, lasst Euch nicht zurWare verkommen!

Wa(h)re Ingenieure

Dr.-Ing. Karl Morgen,WTM Engineers, Hamburg

Editorial

279© 2012 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 5

280 © 2012 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin · Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 5

Fachthemen

DOI: 10.1002/best.201100089

Es wurde ein Versuchsprogramm durchgeführt, bei dem die Erfor-schung des Verbundverhaltens zwischen Bewehrungsstahl undBeton unter kombinierter Beanspruchung aus Ermüdung undQuerzug mit Rissbildung im Mittelpunkt stand. Die Untersuchun-gen für normalfesten und hochfesten Beton erfolgten an Auszieh-körpern mit einem durch Querzug hervorgerufenen Längsriss ent-lang des Bewehrungsstabes. Die hochzyklischen Versuche mitbis zu einer Million Lastwechseln beinhalteten vier verschiedeneSchwingspiele mit variierenden Längsrissbreiten. Für den Ver-gleich der einzelnen Belastungsbedingungen wurde das Schlupf-wachstum zwischen Bewehrungsstab und Beton in Abhängigkeitvon der Lastwechselzahl herangezogen. Im Ergebnis stellte sichder Einfluss des Querzuges auf den Verbundwiderstand unterschwellender Belastung deutlich heraus. Je breiter der Längsrisswar, desto stärker wuchs der Schlupf und desto eher versagteder Verbund. Auf der Grundlage des Schlupfwachstums wurdenDauerfestigkeitsdiagramme für die Bemessung gegen Verbund-ermüdungsversagen abgeleitet.

Experimental investigations on bond fatigue under transverse

tension

An experimental program was carried out, which focused on in-vestigating the bond behaviour between reinforcing steel andconcrete under combined loading due to fatigue and transversetension. The investigations for both, normal strength concreteand high performance concrete were performed on pull-outspecimens with a longitudinal crack along the reinforcing bar dueto transverse tension. High cyclic tests, of up to one million loadcycles, were carried out for four different load levels with varyingcrack widths. The increase in slip between reinforcing steel barand concrete relative to the number of load cycles was taken intoaccount to compare various loading conditions. The influence oftransverse tension on bond resistance under repeated loadingbecame evident. The wider the longitudinal crack widths, thegreater the increase in slip was and the earlier bond failureoccurred. Based on slip development predictions, constant lifediagrams were derived for fatigue design against bond fatiguefailure.

1 Einführung

Es gibt eine Vielzahl von Faktoren, die das Verbundver-halten zwischen Bewehrungsstahl und Beton beeinflus-sen. Dazu zählen unter anderem Beanspruchungen infol-ge Ermüdung und Querzug. Diese beiden Faktoren kön-nen getrennt voneinander oder auch, wie beispielsweisebei Verbundbrücken, gleichzeitig auftreten. Große Ver-

bundbrücken bestehen häufig aus einem Stahlhohlkasten,auf welchen eine Fahrbahnplatte aus Stahlbeton aufge-bracht wird. Die Fahrbahnplatte erfährt über den Auf-lagern in Brückenlängsrichtung eine Zugbelastung, die zueiner Rissbildung entlang der Querbewehrung führt. DieQuerbewehrung wird wiederum über den Stegen desHohlkastens auf Zug belastet. Während die Zugbelastungin Brückenlängsrichtung durch das hohe Eigengewichtder Brücke annähernd konstant bleibt, unterliegt dieQuerbewehrung einer zyklischen Beanspruchung domi-niert durch den Fahrzeugverkehr.

Damit stellt sich die Frage, ob die bisherigen Berech-nungsannahmen hinsichtlich der Ermüdung auch für Bau-teile mit einem zyklisch beanspruchten, genau in einem Rissliegenden Bewehrungsstab Gültigkeit haben. Im Hinblickauf die zunehmende Verwendung von hochfesten Betonenbleibt diese Frage nicht nur auf Normalbeton beschränkt.

2 Verbundverhalten

Der Einfluss einer Zugschwellbelastung auf den Verbundverdeutlicht sich mit wachsender Lastwechselzahl in einerZunahme der Relativverschiebung (Schlupf) zwischen Be-wehrungsstahl und Beton (Bild 1a). Die Belastungsbedin-gungen können durch die Verbundoberspannung τmax, dieVerbundunterspannung τmin und die Mittelspannung τmbeschrieben werden. Die Beziehung zwischen demSchlupf und der Lastwechselzahl wird durch einen Kur-venverlauf mit drei typischen Bereichen beschrieben(Bild 1b): stagnierender Schlupfanstieg (Phase I), Über-gang in eine stabilisierte, quasi-lineare Schlupfentwick-lung (Phase II) und progressives Schlupfwachstum mit derAnkündigung eines Verbundversagens (Phase III). Ge-mäß Balázs [1] entspricht der Schlupfwert am Ende derPhase II ungefähr dem Schlupf s(τult) beim Erreichen derstatischen Verbundfestigkeit τult, d. h. der maximalen Ver-bundspannung im statischen Ausziehversuch.

Auf Grundlage der von Rehm und Eligehausen [2]durchgeführten Versuche wurde im CEB-FIPModel Code1990 (MC 90) [3] ein Ansatz für die Schlupfentwicklung snunter zyklischer Belastung aufgenommen.

sn = s0 · (1 + n)b (1)

Der Wert s0 entspricht dem Startschlupf, d. h. demSchlupf zu Beginn der Schwellbelastung. Mit n wird die

Experimentelle Untersuchungen zur Ermüdungdes Verbundes von Stahlbeton unter Querzug

Alexander LindorfManfred Curbach

281

A. Lindorf/M. Curbach · Experimentelle Untersuchungen zur Ermüdung des Verbundes von Stahlbeton unter Querzug

Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 5

fortlaufende Lastwechselzahl bezeichnet. Der Exponent bwurde zu einem konstanten Wert von 0,107 bestimmt.Koch und Balázs [4] beobachteten bei ihren Versuchenhingegen einen Anstieg des Exponenten b mit wachsen-dem Spannungsverhältnis τmax/τult. Dies wurde durchSippel [5] bestätigt, der einen abschnittsweise linearenZusammenhang ermittelte.

Ein querzugbedingter Längsriss geht im statischenAusziehversuch mit einer Abnahme der Verbundfestigkeiteinher. Unter Schwellbelastung führt er zu einem Schlupf-wachstum, welches ebenfalls über Gl. (1) mithilfe der Be-stimmung von spezifischen Exponenten b abgebildet wer-den kann [6].

Der Ermüdungswiderstand einer Stahlbetonkon-struktion setzt sich aus der Ermüdungsfestigkeit der betei-ligten Baustoffe und ihres Verbundes zusammen. Bei derBauteilbemessung werden die Nachweise gegen Ermü-dung für Betonstahl und Beton bisher getrennt geführt [3,7, 8]. Ein Nachweis der Ermüdungsfestigkeit des Verbun-des ist normativ bislang nicht vorgesehen. Im Hinblick aufdas durch Querzug verursachte Vorhandensein vonLängsrissen ist zu vermuten, dass die Ermüdungsfestigkeitdes Verbundes abnimmt. Eine genaue Untersuchung zudieser Problematik fand allerdings noch nicht statt.

3 Durchgeführte Versuche3.1 Versuchsprogramm

Um die Auswirkungen der Kombination von Querzug undErmüdung auf den Verbund zwischen Beton und Beweh-

rungsstahl näher zu untersuchen, wurde am Institut fürMassivbau der Technischen Universität Dresden ein ent-sprechendes Versuchsprogramm durchgeführt. Hauptbe-standteil waren Versuche an speziell entwickelten Aus-ziehkörpern mit einem vorgegebenen Längsriss entlangdes Bewehrungsstabes, welcher einer schwellenden Aus-ziehbelastung ausgesetzt wurde.

Das Versuchsprogramm (Tabelle 1) umfasste die Un-tersuchung von zwei Schwingbreiten mit insgesamt vierverschiedenen Schwingspielen (Bild 2). Um einen sinnvol-len Zusammenhang zu realen Belastungssituationen her-zustellen, wurden die Belastungsschwingspiele der Ver-bundzone bzw. des auszuziehenden Stabes nicht überVerbundspannungen, sondern in Abhängigkeit von Stahl-spannungen formuliert. Die gewählten Schwingbreitenorientieren sich einerseits mit Δσ = 200MPa an den zuläs-sigen Grenzschwingbreiten für den Nachweis der Stahler-müdung (DIN 1045-1 (07/2001) [7] mit ΔσR = 195 MPabzw. MC 90 mit ΔσR = 210 MPa) sowie andererseits mitΔσ = 100MPa an der oberen Grenze der vereinfachten Er-müdungsnachweise für den Bewehrungsstahl (DIN 1045-1mit 70 MPa bzw. MC 90 mit 109MPa). Für die zyklischenAusziehversuche wurde eine Grenzlastwechselzahl von1 Mio. Lastwechsel angestrebt, die das Erreichen der tech-nischen Dauerschwingfestigkeit beschreibt.

Die gewählten Schwingspiele wurden mit Längsriss-breiten infolge einer Querzugbelastung von w = 0,1 mm,w = 0,2 mm und w = 0,3 mm sowie ohne Querzug(w = 0,0 mm) kombiniert. Die Versuchsserien bestandenjeweils aus drei zyklischen Versuchen und einem stati-

Schlupf s

Verbundspannungτ

τult

sult

statischeBelastung

τmax

τmin

Lastwechselzahl n

Schlupfs I II III

sult

Ermüdungsphasena) b)

s0Lastwechsel n

Bild 1. Verbundverhalten unter a) statischer und b) zyklischer BelastungFig. 1. Bond behaviour under a) monotonic and b) cyclic loading

Tabelle 1. VersuchsserienTable 1. Test series

Stahlspannung σ [MPa]Rissbreite w [mm]

Schwingspiel Normalfester Beton (NSC) Hochfester Beton (HPC)

σmin σmax Δσ 0,0 0,1 0,2 0,3 0,0 0,1 0,2 0,3

S1 100 200 100 A101) A11 A12 A13 C10 C11 C12 C13

S2 100 300 200 A201) A211) A221) A23 C20 C21 C22 C23

S3 200 300 100 A30 A31 A321) A33 C30 C31 C32 C33

S4 200 400 200 A401) A411) A421) A431) C40 C41 C42 C43

1) mit Wiederholungsserie

282



schen Vergleichstest. Alle Versuche wurden an einem Be-tonprisma derAbmessungen 300 mm × 160 mm × 160 mmmit einem zentrisch angeordnetenAusziehstab ds = 16mmaus handelsüblichem BSt 500 S (B500A) und einer Ver-bundlänge von 10 ds durchgeführt. Die Bildung des Längs-risses entlang des Ausziehstabes konnte durch einevorgegebene Querschnittsschwächung des Prismas sicher-gestellt werden (Bild 3). In Tabelle 2 sind die Material-kenndaten der verwendeten Betone aufgeführt. Alle Ver-suchskörper wurden nach dem Ausschalen sieben Tageunter feuchten Tüchern und anschließend bei Raumklimain der Versuchshalle gelagert.

Die zyklischen Versuche bis zu 1 Mio. Lastwechselwurden in einer Prüfmaschine für zyklische Lasten bis ma-ximal 250 kN durchgeführt. Bis zum Erreichen der Mittel-spannung wurde die Belastung mit einer Belastungsge-schwindigkeit von 500 N/s statisch aufgebracht. Danachbegannen die einstufigen, sinusförmigen Lastwechsel miteiner Frequenz von 5 Hz. Um ein ruckartiges Einschwin-gen zu vermeiden, waren bis zum Erreichen der vollenSpannungsschwingbreite fünf Stufen mit steigenden Am-plituden zu je fünf Lastwechseln erforderlich. Der Quer-zug wurde über einen separaten Stahlrahmen auf vier Ge-windebewehrungsstäbe mit 14 mm Durchmesser aufge-bracht. Die Belastung der Querstäbe erfolgte durch einzel-ne Hohlkolbenzylinder, wobei die eingeleitete Kraft überden gesamten Versuch konstant blieb. Auf der Ober- undUnterseite des Probekörpers waren zur Einstellung undKontrolle der Längsrissbreite induktive Wegaufnehmer(IWA) angeordnet. Die Verschiebung zwischen Auszieh-stab und Beton wurde mit einem IWA auf der unbelaste-ten Stabseite bestimmt.

3.2 Versuchsergebnisse

Der Einfluss der zyklischen Belastung wird durch dieSchlupfzunahme am unbelasteten Stabende mit steigen-der Lastwechselzahl sichtbar. Das Schlupfwachstum istein unumkehrbarer Prozess und führt nach dem Über-schreiten eines kritischen Wertes zum Verbundversagen.Somit ist die Schlupfentwicklung unter zyklischer Belas-

0

100

200

300

400

S1 S2Stahlspannung[MPa]

σS3 S4

Zeit tBild 2. Untersuchte SchwingspieleFig. 2. Investigated load levels

Tabelle 2. Betonkennzahlen, MittelwerteTable 2. Concrete characteristics, mean values

Betonsorte fcm,cube [MPa] fck,cube [MPa] fcm,cyl [MPa] fck [MPa] fctm,sp [MPa] fctm,sp/fcm,cube Ecm [MPa] Betonklasse

NSC 46,3 44,2 40,3 36,8 3,0 0,065 31 800 C35/45

HPC 75,7 78,2 58,7 52,4 4,5 0,059 33 900 C55/67

A

A

80 100

Rippen-ausrichtung

DRAUFSICHT

Auszieh-stab Ø16

IWARissbreite

Ausziehkraft

reduzierterQuerschnitt100 × 160 mm

IWARissbreite

Auszieh-stab Ø16

IWASchlupf

SCHNITT A-A

Querzug-stäbe Ø14

Querzug

150Querzug

160

4040

300 mm150

160

Bild 3. Verwendeter VersuchskörperFig. 3. Applied test specimen

283



tung als Maß eines Schädigungsvorganges aufzufassen. InBild 4 sind die gemessenen Abhängigkeiten zwischenSchlupf und Lastwechselzahl als Mittelwertkurven für allezyklischen Ausziehversuche dargestellt. Der Einfluss derQuerzugbelastung und der damit verbundenen Längsriss-breite wird in einer Verringerung der Verbundqualitätdeutlich. Mit zunehmender Rissbreite steigt sowohl derStartschlupf als auch das Schlupfwachstum, was den fort-laufenden Schädigungsvorgang letztendlich beschleunigt.Der Einfluss des Schwingspiels zeigt sich in einer Abhän-gigkeit des Startschlupfes von der Höhe der Mittelspan-nung sowie in einer Abhängigkeit des Schlupfwachstumsvon der Spannungsschwingbreite. Je höher die Mittelspan-nung σm des Schwingspieles ist, desto höher ist der Start-schlupf. Je größer die Spannungsschwingbreite Δσ ist, des-to stärkerwächst der Schlupf.

Ein Versagen des Verbundes durch Stabauszug konn-te nur für Versuche der Serien A42 und A43 beobachtetwerden. In den Versuchen der Serie A23 wurden jedochsehr große Schlupfwerte erreicht, sodass hier zumindestvon einer Gefahr des Verbundversagens nach nurwenigenweiteren Lastwechseln auszugehen ist. Bei den Versuchenmit der größeren Spannungsschwingbreite von Δσ =200 MPa (Schwingspiele S2 und S4) traten vermehrt Er-müdungsbrüche des Bewehrungsstabes vor dem Errei-chen der 1 Mio. Lastwechsel auf. Dieses Ergebnis bestätigtdie in DIN 1045-1 (08/2008) [7] vorgenommene Verringe-rung der Dauerfestigkeitsgrenze für Bewehrungsstahl von

195 MPa auf 175 MPa. Gemäß DIN EN 1992-1-1 [8] liegtdieser Wert bei ΔσR = 162,5MPa.

Die an den Versuchen mit normalfestem Beton(NSC) festgestellten Beobachtungen hinsichtlich desQuerzugeinflusses konnten mit den Versuchen an hoch-festem Beton (HPC) bestätigt werden. Die Zunahme derBetonfestigkeit führt jedoch insgesamt zu geringeren abso-luten Schlupfwerten. Das betrifft sowohl den Startschlupfals auch das sich anschließende Schlupfwachstum.

4 Verbundwöhler linien4.1 Kriterien

Die Ergebnisse der durchgeführten Versuche zeigen, dassmit wachsender Rissbreite entlang des Ausziehstabes dieErmüdungsfestigkeit des Verbundes sinkt. Um diesenSachverhalt in eine sinnvolle Beziehung zum Ermüdungs-verhalten von Bewehrungsstahl und Beton stellen zu kön-nen, ist eine geeignete Beschreibung für die Verbundermü-dung zu finden. Ermüdungsnachweise beruhen im Allge-meinen auf Wöhlerlinien, wobei jedoch teilweise starkvoneinander abweichende Ansatzfunktionen zur analyti-schen Beschreibung Verwendung finden.

Neben der Ansatzfunktion muss auch ein geeignetesKriterium für die Aufstellung derWöhlerlinien des Verbun-des festgelegt werden. Im Fall einer statischen Beanspru-chungwird davon ausgegangen, dass derGrenzzustand derTragfähigkeit bei einer bestimmten Verschiebung zwischen

1 3 4 6Lastwechselzahl lg n2 50

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0Schlupf[mm]

sS1


0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Schlupf[mm]

s

S2


0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Schlupf[mm]

s

S3


0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Schlupf[mm]

s

S4

0,3 mm0,2 mm0,1 mm0,0 mm

HPCNSC w =

Bild 4. Mittelwertkurven des SchlupfwachstumsFig. 4. Mean-value curves of slip increase

284



Stahlstab und Beton erreicht ist, vgl. [6]. Für zyklische Aus-ziehlasten formulierte Roš [9] bereits ein vergleichbaresKriterium. Als „Grenze der Ermüdungs-Haftfestigkeit“ defi-nierte er diejenige Spannungsgrenze, für welche bei 1 Mio.Lastwechseln der Bewehrungsstahl am unbelasteten Endeeinen „Gleitweg“ von 0,1 mm erreicht. Es erscheint daherangebracht, das fortschreitende Schlupfwachstum infolgeder Schwellbelastung durch die Festlegung eines bestimm-ten Schlupfzuwachses Δs zu begrenzen. Wird der Werts0 + Δs erreicht, so kann vom Grenzzustand der Verbund-ermüdung ausgegangen werden.

Die nachfolgend aufgestellten Verbundwöhlerlinienbasieren demnach nicht auf einem Verbundbruch, son-dern auf einem Verformungskriterium. Als zulässiges Maßwird ein Schlupfzuwachs von Δs = 0,1 mm definiert. Diesgeschieht in Anlehnung an das von Roš vorgeschlageneKriterium, welches sich allerdings auf Schwingspiele mitnahe an Null liegenden Unterspannungen bezieht. Bei un-terschiedlichen Belastungshorizonten der Unterspannungmuss diese Forderung dem Schlupfzuwachs gelten. Höhe-re Werte werden als unzulässig betrachtet, da mit ihnendie Gefahr der Öffnung von zu breiten Rissen besteht.

Mit den Parametern b und s0 in Gl. (1), welche mittelsRegressionsanalyse ermittelt werden konnten [10], ist esnunmehr möglich, zu bestimmten, ausgewählten Schlupf-werten sx entsprechende Lastwechselzahlen n zu ermit-teln. Für das der Verbundwöhlerlinie zugrunde liegendeVerformungskriterium ergibt sich Gl. (2).

(2)

Im Vergleich zum Beton hat das Ermüdungsverhalten desBetonstahles die weitaus größere Bedeutung. Neben derTatsache, dass die Übertragbarkeit andererAnsätze auf dievorliegenden Versuchsergebnisse sehr problematisch er-scheint [11], liegt es somit nahe, eine für den Verbundgeeignete Beschreibung in Analogie zum Betonstahl zuformulieren. Damit könnte zudem ein direkter Bezug zwi-schen Betonstahl- und Verbundermüdung hergestellt wer-den. Im Folgenden soll daher die Erstellung von normier-ten Wöhlerlinien der Verbundermüdung ausgehend vomAnsatz nach Basquin [12] gezeigt werden.

4.2 NormierteWöhler linien

Einen der einfachsten Ansätze zur Beschreibung des Zeit-festigkeitsbereiches einer Wöhlerlinie schlug Basquin mitGl. (3) vor.

σmax = C · nm (3)

Angewandt auf die Verbundoberspannung τmax ergibt sichGl. (4)

τmax(n) = C · nm (4)

Im doppeltlogarithmischen Maßstab würde diese Funk-tion eine Gerade beschreiben, bei welcher der Exponent mdie Neigung und die Konstante C die relative Lage im Dia-gramm bestimmen.

=

=

+∆

∆=n

ss

–1s s

s–1mit s 0,1 mmx

0

1/b0

0

1/b

Für normalfesten Beton mit w = 0,1 mm zeigt Bild 5exemplarisch die aus den Versuchen erhaltenen Ergebnis-se und die durch Regression auf Basis des Ansatzes nachGl. (4) entsprechend erzeugten Wöhlerlinien im halbloga-rithmischen Maßstab. Dabei ist zu beachten, dass die Be-rechnung nach Gl. (2) mithilfe der spezifischen Beiwertes0 und b nur für Lastwechselzahlen ab 1 Mio. durchge-führt wurde. Lastwechselzahlen < 1 Mio. konnten direktaus den Messkurven entnommen werden.

Eine Wöhlerlinie wird immer aus den Ergebnissenzweier Schwingspiele mit gleicher Unterspannung gebil-det. Somit ist stets zwischen vier verschiedenen Querzug-zuständen und zwei unterschiedlichen Unterspannungs-niveaus zu unterscheiden. Die Ermüdungsnachweise fürBetonstahl beruhen auf normativ festgelegten Wöhlerlini-en, welche im doppeltlogarithmischen Maßstab durchzwei Geraden unterschiedlicher Neigung beschrieben wer-den. Bei diesen Wöhlerlinien handelt es sich um soge-nannte normierteWöhlerlinien, welche auf eine definierteDauerfestigkeit (Quasi-Dauerfestigkeit oder technischeDauerfestigkeit) bezogen werden. Wird der Wöhler-linienverlauf auf der Grundlage von Spannungsschwing-breiten ausdrückt, ergibt sich Gl. (5).

(5)

Der Wert ΔσR entspricht dabei dem definierten Dauerfes-tigkeitswert bezüglich einer Grenzlastwechselzahl nR. Dasich jedoch für Betonstahl kein scharfer Dauerfestigkeits-bereich (horizontaler Verlauf derWöhlerlinie) abzeichnet,wurde dessen Wöhlerlinienverlauf von Haibach [13] der-art modifiziert, dass von zwei Bereichen mit unterschied-lichen Neigungen auszugehen ist. Der Knickpunkt wirddurch die Werte ΔσR und nR vorgegeben. Die Neigungenkönnen durch die Neigungsexponenten k1 und k2 be-schrieben werden, wobei k2 = 2 k1 – 1 festgelegt wurde.Die analoge Anwendung von Gl. (5) auf Verbundober-spannungen führt zu Gl. (6).

(6)

∆σ=∆σ

· n

nRR

–1/k

τ =τ

(n) · n

nmax RR

–1/k


0,0

2,5

5,0

7,5

10,0

12,5

Verbundspannung

[MPa]

τ max

NSC; = 0,1 mmw

τmin = 5,0 MPaModell Gl. (6)Regression

τmin = 2,5 MPa

Bild 5. Wöhlerlinien nach BasquinFig. 5. S-N curves according to Basquin

285



eine lineare Beziehung zur eingestellten Rissbreite w ge-setzt. Mithilfe dieser Linearisierung können die Wöhler-linien in ein Bemessungsmodell integriert werden.

Die Aufstellung des Bemessungsmodells erfolgt aufder Grundlage von normierten Wöhlerlinien des Verbun-des gemäß Gl. (6) für das Kriterium eines zulässigenSchlupfzuwachses von 0,1 mm und einer Grenzlastwech-selzahl von nR = 106. Die Tabelle 3 gibt die Parameter ge-trennt nach den Unterspannungen und Betonarten an. InBild 6 sind die zugehörigen normierten Verbundwöhler-linien grafisch dargestellt.

Der Einfluss der Rissbreite wird in einerAbnahme derertragbaren Oberspannungen ersichtlich. Der hochfesteBeton erträgt infolge seiner höheren Betonfestigkeit prin-zipiell höhere Verbundoberspannungen. Jedoch nehmendiese mit steigenden Lastwechselzahlen im Vergleich zumnormalfesten Beton stärker ab, was auf die erhöhte Sprö-digkeit des hochfesten Betons zurückgeführt werdenkann. Diese ist die Folge der nicht linear mit der Druck-festigkeit des Betons ansteigenden Zugfestigkeit. DieWöhlerlinien weisen unterschiedliche Verläufe für die Un-terspannungen auf, sodass im Gegensatz zu den normati-ven Annahmen bezüglich des Bewehrungsstahles eineMittelspannungsabhängigkeit erkennbar ist (Bild 6).

Die betonbedingten Unterschiede in den Verbund-spannungen nehmen mit Zunahme der Rissbreite ab. DasVorhandensein eines Längsrisses beeinflusst die Ermü-dungsfestigkeit des Verbundes von hochfestem Beton ingrößerem Maße.

Ist die Wöhlerlinienfunktion nach dem Ansatz vonBasquin bereits vorhanden, gilt:

(7)

Folgende Zusammenhänge können daraus abgeleitet wer-den:

(8)

(9)

Es kann demnach festgestellt werden, dass die normierteWöhlerlinie relativ einfach aus den Parametern der Bas-quin-Funktion bestimmt werden kann, ohne dass sie eineandere Gestalt annimmt.

5 Zulässige Spannungsschwingbreiten

Angesichts des Zieles der Erstellung von geeigneten Hilfs-mitteln für eine Bemessung gegen die Ermüdung des Ver-bundes ist es wichtig, die erzielten Ergebnisse zu verallge-meinern. Aus diesem Grund werden die im Ansatz vonBasquin enthaltenen Parameter m und C nachfolgend in

=k – 1m

τ

= →τ =· 1

nC C · nR

R

–1/k

R Rm

=τ

C · n · n

nm

RR

–1/k


0,0

2,5

5,0

7,5

10,0

12,5

Verbundspannung

[MPa]

τ max


0,0

2,5

5,0

7,5

10,0

12,5

Verbundspannung

[MPa]

τ ma x

τmin = 2,5 MPa τmin = 5,0 MPa

0,3 mm0,2 mm0,1 mm0,0 mm

HPCNSC w =

Bild 6. Normierte Verbundwöhlerlinien nach Tabelle 3Fig. 6. Normalised S-N curves for bond according to table 3

Tabelle 3. Normierte Verbundwöhlerlinien, Bemessungswerte (ds ≥ 16 mm, lb ≥ 10 ds,querbewehrt)Table 3. Normalised S-N curves, design values (ds ≥ 16 mm, lb ≥ 10 ds, transversereinforcement)

Normalfester Beton (NSC) Hochfester Beton (HPC)

Rissbreite τmin = 2,5 MPa τmin = 5,0 MPa τmin = 2,5 MPa τmin = 5,0 MPaw [mm]

τR [MPa] k τR [MPa] k τR [MPa] k τR [MPa] k

0,0 7,0 56 8,0 41 9,2 45 11,0 71

0,1 5,6 27 7,1 28 7,3 24 9,2 39

0,2 4,5 17 6,3 22 5,8 16 7,7 27

0,3 3,6 13 5,6 17 4,6 12 6,5 20

286



Um die Mittelspannungsabhängigkeit der Verbunder-müdung besser darstellen zu können, werden die Wöhler-linien in Dauerfestigkeitsschaubilder nach Goodman füreine Grenzlastwechselzahl von 1 Mio. überführt (Bild 7).Die sogenannten Grenzlinien verbinden die Grenzspan-nungen τR, welche in den Wöhlerdiagrammen bei n = 106

abgelesen werden können. Der Schwingbereich, für wel-chen keine Überschreitung des Verformungskriteriumsvon Δs = 0,1 mm bis 1 Mio. Lastwechsel zu erwarten ist,befindet sich innerhalb der Zone, welche von der Mittel-linie sowie der entsprechenden Grenzlinie der Verbund-festigkeit eingefasst ist. Dieser sogenannte Dauerfestig-keitsbereich schnürt sich mit zunehmender Längsrissbrei-te ein, sodass das Spektrum an zulässigen Schwingspieleneingeschränkt wird.

Im Hinblick auf die Betonart kann festgestellt wer-den, dass beim hochfesten Beton die ertragbare Span-nungsschwingbreite mit steigender Unterspannung ver-hältnismäßig schwach abnimmt, d. h. eine geringe Mittel-spannungsabhängigkeit vorliegt. Demgegenüber nehmendie ertragbaren Spannungsschwingbreiten des normalfes-ten Betons mit zunehmender Unterspannung stark ab.Der Einfluss der Längsrissbreite verringert sich mit stei-gender Mittelspannung. Aufgrund der betonbedingt starkvariierenden Grenzlinienanstiege ist eine Darstellung aufBasis bezogener Größen nicht möglich. In der Konse-quenz bedeutet dies, dass eine Übertragung der ertragba-ren Spannungsschwingbreiten auf andere Betonarten pro-blematisch ist.

Um jedoch genaue Aussagen darüber treffen zu kön-nen, ob ein Ermüdungsversagen durch den Betonstahloder den Verbund hervorgerufen wird, ist es sinnvoll, dieentsprechenden Wöhlerlinien in ein gemeinsames Dia-

gramm zu überführen. Dabei sind allerdings die jeweiligenBezugsgrößen der einzelnen Wöhlerlinien zu beachten.Während die Verbundwöhlerlinien auf der Oberspannungbasieren, liegt den Wöhlerlinien des Betonstahles dieSpannungsschwingbreite zugrunde. Die Aufgabe bestehtdarin, diese Bezugsgrößen in einen gemeinsamen Kontextzu stellen. Bei der in den durchgeführten Versuchen vor-liegenden Verbundlänge von 10 ds gilt zwischen der Stahl-spannung am belasteten Ende und der mittleren Ver-bundspannung τ die Beziehung gemäß Gl. (10).

(10)τ=σ =σ =σ→σ= τ4·dl 4

·d

10d 4040 ·s

b

s

s

2,5 7,5 10,0 12,5Verbundspannung [MPa]τmin

5,00,00,0

2,5

5,0

7,5

10,0

12,5Verbundspannung

[MPa]

τ max

2,5 7,5 10,0 12,5Verbundspannung [MPa]τmin

5,00,00,0

2,5

5,0

7,5

10,0

12,5

Verbundspannung

[MPa]

τ max

NSC HPC

w =0,0

0,20,3

0,1

w =0,0

0,20,3

0,1

Bild 7. Goodmandiagramm für nR = 106 und Δs ≤ 0,1 mm (ds ≥ 16 mm, lb ≥ 10 ds, querbewehrt)Fig. 7. Goodman diagram for nR = 106 and Δs ≤ 0,1 mm (ds ≥ 16 mm, lb ≥ 10 ds, transverse reinforcement)

Tabelle 4. Umrechnung der DauerfestigkeitsschwingbreitenTable 4. Conversion of resisting stress ranges

ΔσR [MPa]Gerade und gebogene Stäbe k1 k2 nR σR [MPa]

σmin = 100 MPa σmin = 200 MPa

DIN EN 1992-1-1 (12/2004) 5 9 106 162,5 262,5 362,5

DIN 1045-1 (08/2008) 5 9 106 175 275 375

CEB-FIP Model Code 1990 5 9 106 210 310 410


0

100

200

300

400

500

Oberspannung

[MPa]

σ max

σmin = 100 MPa

w =0,0

0,20,3

0,1

ΔσR =

175162,5

210NSC

Bild 8. GesamtwöhlerschaubildFig. 8. Overall S-N diagram

287



Bei der Ermüdung von Betonstählen wird davon ausge-gangen, dass nur die Spannungsschwingbreite, unabhän-gig von der Mittelspannung, für das Dauerschwingver-halten maßgebend ist. Diese Annahme ermöglicht es,Wöhlerlinien ebenfalls für entsprechende Dauerfestigkei-ten auf Basis von Oberspannungen zu erzeugen. Die Ta-belle 4 gibt die hierzu umgerechneten Werte an.

Mithilfe dieserAngaben können dieWöhlerlinien derBetonstahl- und Verbundermüdung in einem gemeinsa-men Schaubild dargestellt werden (Bild 8). Dabei wirddeutlich, dass bei niedrigen Oberspannungen der als zuläs-sig erachtete Schlupfzuwachs von 0,1 mm nicht vor Ein-tritt der Betonstahlermüdung erreicht wird. Jedoch ist beihohen Oberlasten das Überschreiten der Schlupfzuwachs-grenze bereits weit vor dem Stahlermüdungsbruch zu er-warten. Dieser Effekt wird durch zunehmende Längsriss-breiten infolge entsprechender Querzugbeanspruchungenverstärkt. Die verminderte Ermüdungsfestigkeit des Ver-bundes gewinnt somit gegenüber der Betonstahlermüdungvermehrt an Bedeutung.

Mithilfe von Bild 8 ist es möglich, Goodmandiagram-me zu erstellen, welche sowohl für die Verbund- als auchdie Stahlermüdung zugehörige Grenzlinien enthalten(Bild 9). Dieses Diagramm gilt für eine Grenzlastwechsel-zahl von 1Mio. und kann für die Bemessung entsprechen-der Bauteile aus Stahlbeton verwendet werden. Da nachDIN 1045-1 und DIN EN 1992-1-1 die Stahlspannung imGrenzzustand der Gebrauchstauglichkeit die Grenze von0,8 fyk nicht überschreiten soll, ist eine Begrenzung derStahloberspannungen auf 400MPa erforderlich.

Bei der Anwendung des Goodmandiagramms gemäßBild 9 ist zu beachten, dass die zulässigen Schwingbreitenanhand von Versuchen mit einer Verbundlänge von 10 dsermittelt wurden. Für davon abweichende Verbundlängenist mit einem veränderten Schlupfwachstum zu rechnen,welches in der Folge auch zu abweichenden Verbundwöh-lerlinien führen würde. Die Verbundlänge von 10 ds kannaber als ein Grenzwert verstanden werden, der von den imrealen Bauteil anzutreffenden Verankerungslängen nichtunterschritten wird. Sofern sichergestellt werden kann,dass das zu bemessende Bauteil eine Verbundlänge vonlb ≥ 10 ds aufweist, liegen die zulässigen Spannungs-schwingbreiten auf der sicheren Seite. Da aufgrund desvermuteten Einflusses des Stabdurchmessers nicht ausge-

schlossen werden kann, dass kleinere Stäbe bei gleichenLängsrissbreiten das Ermüdungskriterium möglicherweiseeher erreichen, müssen die zulässigen Spannungsschwing-breiten auf Stabdurchmesser mit ds ≥ 16 mm beschränktbleiben.

6 Schlussfolgerung

Der Ermüdungswiderstand des Verbundes zwischen Be-wehrungsstahl und Beton kann durch eine Querzugbean-spruchung im Bauteil erheblich beeinträchtigt werden.Deshalb muss hinterfragt werden, inwieweit das bisherigeVorgehen mit getrennt zu führenden Nachweisen der Er-müdung von Bewehrungsstahl und Beton dieser Proble-matik gerecht wird. Da bereits die Überschreitung einerbestimmten Relativverschiebung für den Verbund zwi-schen Stahl und Beton kritische Folgen hat, ist der Grenz-zustand der Ermüdung über ein zulässiges Schlupfmaß zudefinieren. Mit den hier entwickelten Wöhlerlinien desVerbundes wird deutlich, dass bei niedrigen Oberlastender als zulässig erachtete Schlupfzuwachs von 0,1 mmnicht vor Eintritt der Stahlermüdung erreicht wird. Jedochist bei hohen Oberlasten das Überschreiten der Schlupfzu-wachsgrenze bereits weit vor dem Stahlermüdungsbruchzu erwarten. Dieser Sachverhalt wird durch zunehmendeLängsrissbreiten infolge einer Querzugbeanspruchungverstärkt. Die verminderte Ermüdungsfestigkeit des Ver-bundes gewinnt somit gegenüber der Betonstahlermüdungvermehrt an Bedeutung. Die im Beitrag vorgestelltenHilfsmittel machen eine sichere Bauteilbemessung gegenVerbundermüdung möglich.

DanksagungDie Autoren danken der Deutschen Forschungsgemein-schaft (DFG) für die Förderung der vorgestellten Unter-suchungen (Projekt-Nr. CU 37/8-1 und CU 37/8-2).

Literatur

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[3] Comité Euro-International du Béton (CEB): CEB-FIPMod-el Code 1990: Design Code. London: Thomas Telford, 1993.

100 300 400 500Unterspannung [MPa]σmin

20000

100

200

300

400

500Oberspannung

[MPa]

σ max

100 300 400 500Unterspannung [MPa]σmin

20000

100

200

300

400

500

Oberspannung

[MPa]

σ max

w =0,0

0,20,3

0,1

w =0,0

0,20,3

0,1

ΔσR =

175162,5

210 0,8 fyk

NSC HPC

Bild 9. Zulässige Schwingbreiten für nR = 106 und Δs ≤ 0,1 mm (ds ≥ 16 mm, lb ≥ 10 ds, querbewehrt)Fig. 9. Design stress ranges for nR = 106 and Δs ≤ 0,1 mm (ds ≥ 16 mm, lb ≥ 10 ds, transverse reinforcement)

288



[4] Koch, R. and Balázs, G. L.: Slip Increase under cyclic andlong term loading. In: Otto-Graf-Journal 4 (1993), pp. 160–191.

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[8] DIN EN 1992-1-1: Eurocode 2: Bemessung und Konstruk-tion von Stahlbeton und Spannbetontragwerken. Teil 1-1: All-gemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau.Deutsche Fassung EN 199211:2004. Berlin: Beuth, Oktober2005.

[9] Roš, M.: Die materialtechnischen Grundlagen und Pro-bleme des Eisenbetons im Hinblick auf die zukünftige Gestal-tung der Stahlbeton-Bauweise. Eidgenössische Materialprü-fungs- und Versuchsanstalt für Industrie, Bauwesen und Ge-werbe Zürich, 1950.

[10] Lindorf, A.: Ermüdung des Verbundes von Stahlbeton un-ter Querzug. Technische Universität Dresden, Dissertation2011 (Schriftenreihe KID Heft 26).

[11] Lindorf, A. and Curbach, M.: S-N curves for fatigue ofbond in reinforced concrete structures under transverse ten-sion. In: Engineering Structures 32 (2010), pp. 3068–3074.

[12] Basquin, O. H.: The exponential law of endurance tests.In: Proceedings of the American Society for Testing and Ma-terials 10 (1910), pp. 625–630.

[13] Haibach, E.: Betriebsfestigkeit – Verfahren und Daten zurBauteilberechnung. Berlin: Springer, 2006.

vormalsTechnische Universität DresdenInstitut für Massivbau01062 Dresden

Dr.-Ing. Alexander LindorfJORDAHL – Deutsche KahneisenGesellschaft mbHNobelstraße 5112057 [email protected]

Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred CurbachTechnische Universität DresdenInstitut für Massivbau01062 [email protected]

Bundesverband Leichtbetonwird Teil des Innovationsclusters

Die Bims- und Leichtbetonindustriezählt zu den Branchen, die im Nordenvon Rheinland-Pfalz stark vertretensind. Zahlreiche Betriebe stellen heutemoderne Baustoffe her, die den Anforde-rungen an die neuesten Verordnungenin Sachen Klimaschutz und Energieeffi-zienz gerecht werden. Mit einem Markt-anteil von fast 13 % gehört Leichtbetonzu den wichtigsten Mauerwerksbau-stoffen.

Baustoffe aus Leichtbeton sind sehrgut wärme- und schalldämmend. Siebrennen nicht, sind statisch voll belast-bar und überall einsetzbar. Aufgrund desgeringen Gewichts ist die Verarbeitungwirtschaftlich und schnell. Leichtbeton-mauersteine oder -elemente könnendifferenziert an unterschiedlichste Ge-

bäudeanforderungen angepasst werden.Der Baustoff eignet sich fürAußen- undInnenwände, vom Keller bis zum Dach,und für Wohngebäude genauso wie fürlandwirtschaftliche, öffentliche oder In-dustriegebäude. Sein geringes Gewichtvereinfacht den Transport zur und aufder Baustelle und ermöglicht schnellesund präzises Arbeiten. Leichtbeton ent-steht aus Zement, Wasser und Zuschlä-gen – entweder natürlichen Stoffen wieBims oder Blähton oder gesundheitlichunbedenklichen Recyclingstoffen. DieMöglichkeit zum Einsatz von Recycling-stoffen bei der Herstellung bietet sonstkein anderer Baustoff in dieser Qualitätund Wirtschaftlichkeit.

Zwischen der Leichtbetonindustrieund dem Innovationscluster Metall-Ke-ramik-Kunststoff ergeben sich zahlreicheinteressante Schnittmengen, die bereitsin konkreten Projekten und Kooperatio-

nen ihren Ausdruck finden. Ziel der Zu-sammenarbeit ist es, produktionsorien-tierte Lösungen sowie praxistauglicheAnwendungen zu realisieren. Hierzuzählen unter anderem Systemlösungenfür Wände aus Leichtbeton mit inte-grierten Leerrohren und Elektrodosen;immerhin werden derzeit 36 MillionenKunststoffdosen pro Jahr in Wändenverbaut. Bei der Oberflächenvergütunghochwertiger Betonprodukte durch Be-schichtungen wird deren Fleckempfind-lichkeit reduziert und die chemische Be-ständigkeit der Bauteile verbessert. Einweiteres Beispiel ist die Herstellung vonProdukten mit hohem Gleit- undRutschwiderstand. Auf diesem Gebietsind derAusbau der Zusammenarbeitund die Gründung eines baustoffüber-greifenden Kompetenzzentrums geplant.

Th.

Aktuelles


Seit einigen Jahren setzt sich die Bundesregierung verstärkt mitden Auswirkungen extremer Ereignisse wie Naturkatastrophen,technische Großunfälle und insbesondere auch Terroranschlägeauseinander. Infolgedessen wurde im Jahr 2007 das Programm„Forschung für die zivile Sicherheit“ durch das Bundesministe-rium für Bildung und Forschung (BMBF) ins Leben gerufen. Hierinsollten Lösungen für den Umgang mit derartigen Bedrohungs-szenarien gesucht werden.

Ein besonderes Gefährdungspotenzial besteht hierbei für In-frastrukturen des öffentlichen Verkehrs wie Tunnel oder Brücken,deren Ausfall schwere Folgen für die Versorgung der Bevölke-rung haben kann. Um für den Fall der Extrembeanspruchungderartiger Infrastrukturbauwerke den größtmöglichen Schutz zugewährleisten, muss die Tragfähigkeit der baulichen Strukturenverbessert werden. Das Forschungsvorhaben AISIS hat sich imRahmen dessen mit der Entwicklung eines brandbeständigenultrahochfesten Betons für hochdynamische Beanspruchungenbefasst. Die erzielten Forschungsergebnisse sind nachfolgenddargelegt.

Development of an ultra high strength concrete with increased

resistance to fire and explosive loading

In recent years, the German Government exceedingly deals withthe consequences of extreme events such as natural disasters,technical accidents and terrorist attacks. In 2007, the program“Research for Civil Security” was set up by the German FederalMinistry of Education and Research (BMBF) which aimed at solu-tions for the handling of such menaces.

Particularly the breakdown of public transport buildings(e. g. tunnels, bridges) is supposed to involve a drastic under-supply of general public in case of attack. To avoid that, the loadbearing capacity of these buildings has to be enhanced. In thiscontext, an ultra high strength concrete with increased resis-tance to fire and explosive loading was developed within theresearch project AISIS. The project results are presented withinthis article.

1 Einleitung

Beim Forschungsvorhaben AISIS (Automatisierte Infor-mationsgewinnung und Schutz kritischer InfraStruktur imKatastrophenfall) handelt es sich um ein Verbundprojekt,das im Rahmen des Programms „Forschung für die zivileSicherheit“ der Bundesregierung als Teil der Hightech-Strategie durch das Bundesministerium für Bildung undForschung (BMBF) gefördert wurde. Als „kritische Infra-struktur“werden in diesem Kontext Bauwerke bezeichnet,

die „vonwesentlicher Bedeutung für dieAufrechterhaltungwichtiger gesellschaftlicher Funktionen, der Gesundheit,der Sicherheit und des wirtschaftlichen oder sozialenWohlergehens der Bevölkerung sind und deren Zerstö-rung erhebliche Auswirkungen (…) hätte, da diese Funk-tionen nicht mehr aufrechterhalten werden können“ [1].

Das Ziel des Projekts AISIS war zum einen die Ent-wicklung eines Lagebewertungssystems, das den Rettungs-und Einsatzkräften im Katastrophenfall wesentliche Infor-mationen über den Bauwerkszustand in Echtzeit zur Ver-fügung stellt. Damit soll den Rettungs- und Einsatzkräfteneine umfassende Einschätzung der Situation am Un-glücksort ermöglicht werden, sodass diese einen schnellenund zielgerichteten Einsatz durchführen können. Darüberhinaus wurde als weiteres Ziel die Erhöhung des Wider-stands besonders gefährdeter Bauwerke gegenüber denextremen Einwirkungen infolge von Terroranschlägen,Naturkatastrophen oder Großunfällen verfolgt.

Vor dem Hintergrund der Maximierung des Bau-werkswiderstands war das Institut fürMassivbau und Bau-stofftechnologie (IMB) des Karlsruher Instituts für Tech-nologie (KIT) mit der Entwicklung eines ultrahochfestenBetons (UHPC) betraut, der – neben einem gesteigertenWiderstand gegenüber hohen statischen oder korrosivenLasten – zudem eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen-über Brand- und hochdynamischen Beanspruchungenaufweist. Im Rahmen der Charakterisierung des am IMBentwickelten Betons wurden am Fraunhofer-Institut fürKurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut (EMI), Untersu-chungen zum Betonverhalten unter hochdynamischer Be-anspruchung durchgeführt, während die Untersuchungenzur statischen Beanspruchung sowie zur Hochtemperatur-einwirkung am IMB erfolgten.

2 Betonentwicklung2.1 Ziele und Vorgehensweisen

Der Widerstand eines Materials gegenüber einer hochdy-namischen Beanspruchung (z. B. Explosion) steigt mit zu-nehmender Duktilität, das heißt also mit zunehmendemVerformungsvermögen. Ein häufig angewendetes und ziel-führendes Vorgehen bei der Maximierung der Duktilitätvon Beton ist der Einsatz einer Faserbewehrung, wie einebreit angelegte Literaturstudie bestätigte (vergleiche hier-zu [2]). Insbesondere Gemische verschiedener Stahlfaser-typen – sogenannter „Fasercocktails“ – sind in der Lage,

Fachthemen

Entwicklung eines brandbeständigen ultrahochfestenBetons für hochdynamische Beanspruchungen

Jennifer C. ScheydtOliver MillonHarald S. MüllerKlaus Thoma

DOI: 10.1002/best.201200009

das Verformungsvermögen von Beton zu steigern. Im Pro-jekt AISIS war daher die Maximierung der Duktilität desBetons durch die Anwendung einer derartig abgestuftenStahlfaserbewehrung vorgesehen.

Zur Erhöhung des Brandwiderstands von Beton wer-den meist Kunststofffasern eingesetzt. Diese schmelzen imBrandfall und hinterlassen ein Kapillarsystem, über dasWasserdampf entweichen kann, wodurch Sprengdrückeund daraus resultierende Abplatzungen und Querschnitts-minderungen reduziert werden.Auch im ProjektAISIS soll-te der Brandwiderstand des zu entwickelnden Betons aufdiese Weise gesteigert werden, da bei explosiven Einwirkun-gen auch hohe Temperaturbelastungen vorzufinden sind.Darüber hinaus wurde grundsätzlich das Ziel verfolgt, dieWirtschaftlichkeit des zu entwickelnden Betons zu maxi-mieren. Dies erfolgte vor allem durch die Reduktion derAn-zahl an Ausgangsstoffen und nach Möglichkeit durch dieVerwendung lokal verfügbarer Materialien. Hieraus resul-tierende Einbußen hinsichtlich der Verarbeitbarkeit bzw.der mechanischen Eigenschaften des Betons wurden zu-gunsten der Kostenersparnis in Kauf genommen.

Die Betonentwicklung erfolgte in zwei Phasen. InPhase 1 wurden zunächst die unbewehrte Mörtelgrund-lage (Größtkorndurchmesser 0,5 mm) des zu entwickeln-den Betons im Labormaßstab hinsichtlich ihrer Fließfä-higkeit optimiert und deren mechanische Eigenschaftenbestimmt. Im Anschluss erfolgten in Phase 2 die Zugabeder Stahlfaserbewehrung und teilweise zusätzlich die Zu-gabe einer groben Gesteinskörnung (Kies, Größtkorn-durchmesser 8 mm) sowie einer Polypropylenfaserbeweh-rung zur Erhöhung des Brandwiderstands. Die in Phase 2hergestellten Betone wurden hinsichtlich ihrer Verarbeit-barkeit, ihres Verformungsvermögens (zunächst unter sta-tischen Versuchsbedingungen) sowie ihres Hochtempera-turwiderstands bewertet.

2.2 Optimierung der unbewehrten Mörtelgrundlage(Phase 1 der Betonentwicklung)

Die Optimierung der unbewehrten Mörtelgrundlage er-folgte ausgehend von einer am IMB entwickelten Rezep-tur, deren Frisch- und Festmörtelverhalten hinreichendcharakterisiert war und die sich bereits beim bauprakti-schen Einsatz bewährt hatte. Insgesamt wurden drei lokalverfügbare Zemente (CEM I 52,5 R (CEM 1), CEM I 42,5R-HS/NA (CEM 2) und CEM I 52,5 N (CEM 3)) sowiezwei Fließmittel auf Polycarboxylatetherbasis (FM 1 undFM 2) hinsichtlich ihrer Eignung für die Betonentwick-lung überprüft. Die Zusammensetzung der in Phase 1 un-tersuchten Mörtel ist Tabelle 1 zu entnehmen. Beim einge-setzten Mineralcompound handelt es sich um ein Ge-

290

J. C. Scheydt/O. Millon/H. S. Müller/K. Thoma · Entwicklung eines brandbeständigen ultrahochfesten Betons für hochdynamische Beanspruchungen


misch aus Quarzsanden und -mehlen sowie Mikrosilika,das am IMB speziell für den Einsatz in ultrahochfestemBeton entwickelt worden war, um die Anzahl der vorzu-haltenden Ausgangsstoffe und somit die Betonkosten zureduzieren, vergleiche hierzu [3].

Zur Herstellung der Mörtel wurde ein Mörtelmischernach DIN EN 196-1:2005-05 eingesetzt. Sofern die Mörtelbeim vorgesehenen Wassergehalt (w/z = 0,28) nicht ver-flüssigt werden konnten, wurde Wasser und ggf. Fließmit-tel nachdosiert (vgl. Tabelle 1).

Zur Beurteilung der Verarbeitbarkeit wurde dasMörtelausbreitmaß ohne Schlag in Anlehnung an DINEN 1015-3:2007-05 bestimmt. Das Fließverhalten derMör-tel wurde außerdem mithilfe eines Rotationsrheometerscharakterisiert. Hierbei wurde insbesondere die dynami-sche Viskosität η ermittelt. Die Fließkurven τ(γ·) – also dieSchubspannung τ in Abhängigkeit von der Scherrate γ· –der untersuchten Mörtel sind in Bild 1 dargestellt. Sie lie-ßen sich durchgängig mithilfe des Modells nach Cross,vergleiche Gl. (1), beschreiben [4].

(1)

mit τ Schubspannung [Pa]γ· Scherrate [1/s]η∞ Unendlich-Viskosität [Pa · s]η0 Nullviskosität [Pa · s]c Cross-Konstante [s]p Cross-Hochzahl [–]

Das Modell nach Cross geht davon aus, dass die Null-Vis-kosität η0 – also die dynamische Viskosität bei sehr klei-

τ=γ η+η η+ γ

∞∞��

·–

1 (c · )0

p

Tabelle 1. Zusammensetzung der in Phase 1 untersuchten MörtelTable 1. Composition of the investigated mortars (development phase 1)

Mineral-compound1) Zement2) Fließmittel3) Wasser3) w/z3) (w/z)eq3)

[kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] [–] [–]

1330 760 38–49 186–207 0,28–0,33 0,21–0,25

1) bestehend aus Mikrosilika, Quarzmehlen und Quarzsand, Dmax = 0,5 mm (vergleiche hierzu [3])2) CEM 1 bis CEM 3, vgl. Tabelle 23) ggf. Wasser und Fließmittel nachdosiert bis zur Verflüssigung des Mörtels

0 0,6 1,2 1,8 2,4 3,0

γ [1/s]

0

200

400

600

800

τ[Pa

]

Mörtel 1 (CEM 1 + FM 1)

.






Bild 1. Fließkurven der Mörtel 1 bis 6Fig. 1. Flow curves of the mortars 1 to 6

291



nen Scherraten – im Vergleich zur Unendlich-Viskositätη∞ – d. h. der dynamischen Viskosität bei sehr hohenScherraten – deutlich größer ist, das Material jedoch keineFließgrenze aufweist. Mit zunehmender Viskosität η ver-schlechtert sich das Fließverhalten des Mörtels, weshalb ηeinen möglichst geringen Wert annehmen sollte. In voran-gehenden Untersuchungsprogrammen am IMB hatte sichgezeigt, dass Mörtel mit einem Ausbreitmaß von mindes-tens 250 mm ohne Schlag und einer Nullviskosität η0 vonhöchstens 1000 Pa · s zu gut verarbeitbaren ultrahochfes-ten Betonen führen. Aus den untersuchten Mörteln wur-den Probekörper (Prismen, 40 × 40 × 160 mm³) hergestellt,deren Festmörtelverhalten (Druck- und Biegezugfestig-keit) im Mörtelalter von sieben Tagen nach Lagerung bei20 °C und 90% r. F. untersucht wurde.

Die aus der rheologischen Untersuchung resultieren-den Viskositäten η0 und η∞, die Mörtel-Ausbreitmaße so-wie die Festmörtelkennwerte der untersuchten Mörtelsind in Tabelle 2 angegeben.

Unbewehrte ultrahochfeste Mörtel weisen unter dengegebenen Lagerungsbedingungen im Betonalter von sie-ben Tagen erfahrungsgemäß Druckfestigkeiten Rc,7 im Be-reich von 100 N/mm² und Biegezugfestigkeiten Rf,7 vonmindestens 10 N/mm² auf. Wie aus Tabelle 2 hervorgeht,lagen somit alle Mörtel im geforderten Festigkeitsbereich.Der Einsatz des Zements CEM 1 führte unabhängig vomFließmittel zu einer sehr hohen Viskosität und zu geringenAusbreitmaßen, also zu einem ungünstigen Frischmörtel-verhalten. Insbesondere aus der Kombination des Ze-ments CEM 3 mit dem Fließmittel FM 2 (Mörtel 6) ergabsich ein günstiges Frischmörtelverhalten. Der unter dieserKombination optimierte Mörtel 6 diente daher als Grund-lage für die weiteren Versuche, die im Rahmen von Ent-wicklungsphase 2 (vgl. Abschn. 2.3) durchgeführt wurden.

2.3 Maximierung der Duktilität und des Hochtemperatur-widerstands (Phase 2 der Betonentwicklung)

2.3.1 Einsatz von Stahlfasern zur Maximierung der Duktilität

Zur Überbrückung unterschiedlicher Rissbreiten sollte dieeingesetzte Stahlfaserbewehrung möglichst vielfältig ab-

gestuft sein. Mikrorisse werden durch kurze, hochfesteFasern überbrückt, während lange, duktile Fasern dieRissufer von Makrorissen miteinander verbinden [5].

Eine Übersicht über die im Rahmen des ProjektsAISIS untersuchten Stahlfasertypen ist Tabelle 3 zu ent-nehmen. Neben geraden, unprofilierten Stahlfasern(Kurzfasern, Fasern 1 bis 3, Länge L = 6 bis 17 mm) wur-den auch profilierte bzw. verformte Stahlfasern (Lang-fasern, Fasern 4 bis 11, L = 30 bis 40 mm) eingesetzt. DieLangfasern kamen bei gleichzeitiger Zugabe einer grobenGesteinskörnung (Kies, Dmax = 8 mm) zum Einsatz, dabeim Einsatz einer Faserbewehrung in Kombination miteiner groben Gesteinskörnung die Faserlänge das Drei- bisFünffache des Größtkorns betragen sollte [2]. Der Einsatzeiner Stahlfaserbewehrung geht in der Regel mit einemRückgang der Verarbeitbarkeit des Frischbetons einher.Die Einbußen hinsichtlich der Verarbeitbarkeit des Be-tons nehmen hierbei mit zunehmendem Verformungsgradder Faser und zunehmendem Verhältnis zwischen Faser-länge L und -durchmesser D zu.

Für die Verwendung von n verschiedenen geraden,unprofilierten Faserarten ist der Faserfaktor Vnach Naka-mura [6], vergleiche Gl. (2), ein geeigneter Kennwert zurEinstellung der Verarbeitbarkeit von Faserbetonen. Um ei-ne gute Verarbeitbarkeit sicherzustellen, sollte der Faser-faktor einen Grenzwert Vgrenz von 220 nicht überschrei-ten [2].

(2)

mit V Faserfaktor [–]Li Länge der i-ten Faser [mm]Di Durchmesser der i-ten Faser [mm]vi Fasergehalt der i-ten Faser [Vol.-%]

Nach dem Anmischen der Feinkornbetone (Dmax =0,5 mm) und Grobkornbetone (Dmax = 8 mm) wurde zu-nächst deren Verarbeitbarkeit anhand des Ausbreitmaßesmit Schlag nach DIN EN 1015-3:2007-05 untersucht. Wieaus Bild 2 hervorgeht, konnte anhand von Versuchen zur

∑==

VLD

· vi

ii

i 1

n

Tabelle 2. Frisch- und Festmörtelkennwerte der in Phase 1 untersuchten Mörtel ohne Faser-bewehrungTable 2. Properties of the investigated mortars in the fresh and hardened state (developmentphase 1, no fibre reinforcement)

Viskosität Festigkeit2)

Mörtel Beschreibung Ausbreitmaß1) [Pa · s] [N/mm²](ohne Schlag) [mm]

η0 η∞ Druck Rc,7 Biegezug Rf,7

Mörtel 1 CEM 13) 135 1,8 · 104 488 94 16

Mörtel 2 CEM 24) FM 16) 143 4167 667 98 16

Mörtel 3 CEM 35) 174 2470 83 103 19

Mörtel 4 CEM 1 97 2,8 · 105 6,4 · 104 110 22

Mörtel 5 CEM 2 FM 26) 197 1693 59 109 19

Mörtel 6 CEM 3 245 447 38 114 18

1) nach DIN EN 1015-3:2007-052) nach DIN EN 196-1:2005-05 an Prismen (40 × 40 × 160 mm³) im Alter von 7 Tagen3) CEM I 52,5 R 4) CEM I 42,5 R-HS/NA5) CEM I 52,5 N 6) Fließmittel auf Polycarboxylatetherbasis

Kombination der Kurzfasern 1 bis 3, die in diesem Beitragnur auszugsweise wiedergegeben sind, der GrenzwertVgrenz für den Faserfaktor nach Nakamura bestätigt wer-den.

Zur Quantifizierung der Duktilität der Betone wur-den verformungsgeregelte 4-Punkt-Biegezugversuche anPrismen (40 × 40 × 160 mm³) herangezogen. Da das For-mat der verwendeten Prismenschalungen zu klein war, umfür die mit Langfasern bewehrten Grobkornbetone einehomogene Grobkorn- und Faserverteilung sicherzustel-len, wurden aus den Grobkornbetonen Quader hergestellt(200 × 200 × 100 mm³), aus denen Prismen im Format40 × 40 × 160 mm³ für die Prüfung herausgesägt wurden.Das Verformungsverhalten der Proben im Versuch wurdemittels induktiver Wegaufnehmer erfasst. Bis zu einer Ver-

292



formung von 2 mm betrug die Belastungsgeschwindigkeit0,4 mm/min. Anschließend wurde diese auf 1 mm/min er-höht. Die Verformung wurde bis zu einer Gesamtverschie-bung von 12 mm erfasst. Der Serienumfang betrug dreiProbekörper. Als Maß für die Duktilität diente die Flächeunter den sich ergebenden Kraft-Verformungskurven, alsodie zugehörigen Integrale. Je größer das Integral ist, umsogrößer ist die Duktilität des Betons. Ferner wurde aus derim verformungsgeregelten 4-Punkt-Biegezugversuch er-mittelten Maximallast die zugehörige BiegezugfestigkeitRf,KV in Anlehnung an DIN EN 196-1:2005-05 bestimmt.

In Bild 3 sind der Versuchsaufbau sowie exempla-risch die Ergebnisse des Kraft-Verformungsversuchs derje-nigen Fein- und Grobkornbetone dargestellt, die ein be-sonders günstiges Verformungsvermögen aufwiesen. Diezugehörigen Frisch- und Festbetonkennwerte sind in Ta-belle 4 wiedergegeben.

Anhand von Bild 3 und Tabelle 4 ist erkennbar, dassdie faserbewehrten Feinkornbetone ein größeres Ausbreit-maß (198 und 233 mm) als die Grobkornbetone (ca.150 mm) und somit eine bessere Verarbeitbarkeit aufwie-sen. Darüber hinaus erreichte der Feinkornbeton mit einerKombination der Kurzfasern 1 bis 3 bei einem Fasergehaltvon 4 Vol.-% und einem Mischungsverhältnis der Fasernvon 1/1/1 (Beton 1) die maximale Duktilität gemessen amIntegral der Kraft-Verformungskurve (49,9 N · m) sowiedie maximale Biegezugfestigkeit Rf,KV (33,9 N/mm²). DieDuktilität des Grobkornbetons war um 30 bis 50% gerin-ger als diejenige des Feinkornbetons.

Vor dem Hintergrund dieser Versuchsergebnisse er-folgte die weitere Betonentwicklung unter Zugrunde-legung von Beton 1.

2.3.2 Einsatz von Polyproylenfasern zur Maximierungder Brandbeständigkeit

Die bisherigen Versuchsergebnisse zur Auswirkung derZugabe von Polypropylenfasern auf das Brandverhalten

0

50

100

150

200

250

300

0 50 100 150 200

Faserfaktor V [-]

Aus

brei

tmaß

[mm

]

250 300 350 400 450Vgrenz

Bild 2. Ausbreitmaß nach DIN 1015-3 in Abhängigkeit vomFaserfaktor V beim Einsatz eines Fasercocktails aus denKurzfasern 1 bis 3 (Fasertypen vergleiche Tabelle 3)Fig. 2. Results of the slump test according to DIN 1015-3against the fibre factor V (fibre cocktail consisting of theshort fibres 1 to 3, for fibre types see Table 3)

Tabelle 3. Eigenschaften der im Rahmen des Projekts AISIS untersuchten Stahlfaser-typen (Herstellerangaben)Table 3. Properties of the steel fibre reinforcement used within the project AISIS (manu-facturer information)

Bezeichnung Länge L Durchmesser D L/D Zugfestigkeit Form[mm] [mm] [–] [N/mm²]

Faser 1 6 0,20 30 k. A.

Faser 2 9 0,15 60 2100

Faser 3 17 0,15 113 2044

Faser 4 30 0,60 50 k. A.

Faser 5 30 0,50 60 1200

Faser 6 36 0,70 51 > 1250

Faser 7 35 0,80 44 1200

Faser 8 30 1,7/0,51) – 770

Faser 9 40 1,0 40 2400

Faser 10 35 2,0/0,51) – 430

Faser 11 35 2,0/0,51) – 800

1) eckiger Faserquerschnitt; Angabe von Faserbreite/Faserdicke anstelle des Faserdurchmessers

Kurzfasern

Lan

gfasern

293



ultrahochfester Betone weichen voneinander ab. Währendan der Universität Leipzig nach Zugabe von PP-Fasern so-gar eine Verschlechterung des Brandwiderstands festge-stellt wurde [7], zeigten an der Universität Kassel geprüfteultrahochfeste Betone bei einer Zugabe von 0,3 bis 0,6Vol.-% Polypropylenfasern einen ausreichenden Brandwi-derstand [8].

Die Versuche zur Hochtemperaturbeaufschlagung amIMB wurden unter Einsatz einer eigens hierfür konzipier-ten, elektrisch betriebenen Hochtemperaturprüfeinrich-tung (Bild 4) durchgeführt, d. h. es erfolgte keine direkteBeflammung der Proben. Aufgrund dessen wird im Fol-genden der Begriff „Hochtemperaturwiderstand“ anstellevon „Brandwiderstand“ verwendet.

Als Grundlage für die Prüfung des Hochtemperatur-verhaltens im Rahmen des Projekts AISIS wurde zunächstdie „Rijkswaterstaat-Brandkurve“ nach niederländischerNorm [9] gewählt (Bild 5). Mit Prüftemperaturen bis zu1350 °C basiert diese Kurve auf der Annahme eines sehr

einwirkungsintensiven Lastfalls („worst case scenario“),wie dieser bei einem Tunnelbrand durchaus auftretenkann. In Vorversuchen zum Projekt AISIS war bei einerMaximaltemperatur von 1350 °C allerdings ein Schmelzendes Betons zu verzeichnen, was die mechanische Prüfungder temperaturbeaufschlagten Probekörper erheblich er-schwerte. Daher wurde die „Rijkswaterstaat-Brandkurve“für die weitere Hochtemperaturbeaufschlagung modifi-ziert, und es wurde eine Maximaltemperatur von 1200 °Cgewählt. Hierdurch war die Formstabilität der Proben (Zy-linder, d/h = 100/200 mm) weitgehend sichergestellt. ImAnschluss an die Erhitzung des Betons auf 1200 °C inner-halb eines Zeitraums von 60 Minuten war die Abkühlungauf 1000 °C innerhalb von weiteren 60 Minuten und letzt-lich die Abkühlung auf Raumtemperatur wiederum inner-halb von 60 Minuten vorgesehen (vgl. Bild 5). Im An-schluss an die Hochtemperaturbeaufschlagung erfolgtedie Prüfung der Resttragfähigkeit der Betone und die De-tektion der Veränderung des Porenraums im Beton.

Mischungsverhältnis Fasern: 1/1/1

Faser 9

0 2 4 6 8 10 120

5

10

15

20Kr

aft[

kN]

Verformung [mm]

Faser 1 + Faser 2 + Faser 3Mischungsverhältnis Fasern: 1/1/1Fasergehalt = 4 Vol.-%

Mör

tel6

+Fa

sern

Fasergehalt = 3 Vol.-%

Fasergehalt = 4 Vol.-%

Mischungsverhältnis Fasern: 1/3Fasergehalt = 4 Vol.-%

Mör

tel6

+Fa

sern

+Kie

s2/

8m

m

Fasern:1

2

3

4

Faser 1 + Faser 2 + Faser 3

(Faser 1 + Faser 2 + Faser 3) + Faser 9

1

2

3

4

Bild 3. Kraft-Verformungsdiagramme der Betone 1 bis 4 mit unterschiedlich zusammengesetzter Stahlfaserbewehrung(Fasertypen vergleiche Tabelle 3) und VersuchsaufbauFig. 3. Load-deformation behaviour of the concretes 1 to 4 with different types of fibre reinforcement (for fibre types seeTable 3) and experimental setup

Tabelle 4. Frisch- und Festbetoneigenschaften der in Phase 2 untersuchten Be-tone (vergleiche hierzu auch Bild 3,Werte in Klammern: Standardabweichung)Table 4. Properties of the investigated concretes in the fresh and hardened state(development phase 2, see also Fig. 3, standard deviation in brackets)

Beton Größtkorn Ausbreitmaß1) Integral2) Biegezugfestigkeit Rf,KV3)

Dmax [mm] [mm] [N · m] [N/mm²]

1 0,5 19849,9 33,9(3,6) (2,3)

2 0,5 23338,4 25,3(3,1) (3,9)

3 8,0 14930,0 18,1(6,8) (0,9)

4 8,0 15024,7 16,3(8,5) (5,1)

1) nach DIN EN 1015-3:2007-052) Fläche unter der Kraft-Verformungskurve3) ermittelt aus dem verformungsgeregelten 4-Punkt-Biegezugversuch an Prismen

(40 × 40 × 160 mm³)

2.3.3 Resttragfähigkeit infolge der Hochtemperatur-beanspruchung

Die Resttragfähigkeit des entwickelten Betons wurde an-hand der Druckfestigkeit (Zylinder, d/h = 100/200 mm)nach DIN EN 12390-3:2009-07 im Anschluss an dieHochtemperaturbeanspruchung ermittelt. Vor der Druck-festigkeitsprüfung wurden die hochtemperaturbeauf-schlagten Probekörper an den Stirnseiten planparallel ge-schliffen. Die untersuchten Probekörperserien unterschie-den sich bezüglich der Zugabemengen an Polypropylenfa-sern (0 Vol.-%, 0,3 Vol.-% und 0,6 Vol.-% PP-Fasern), diein Anlehnung an Literaturempfehlungen gewählt wurden[8]. Parallel zu den hochtemperaturbeaufschlagten Probe-körpern wurden im selben Betonalter auch normgerecht(DIN EN 12390-2:2009-08) gelagerte Referenzproben mitgleichem PP-Fasergehalt geprüft. Das Erscheinungsbildder Probekörper vor und nach der Hochtemperaturbeauf-

294



schlagung ist Bild 6 zu entnehmen. Tendenziell war eineAbnahme der Deformationen und Abplatzungen derBetonproben mit zunehmendem PP-Fasergehalt festzu-stellen.

Die Druckfestigkeit der Zylinder lag vor der Hoch-temperaturbeaufschlagung im Bereich zwischen 130 und140 N/mm² (Bild 7). Der mit 86% stärkste Rückgang derDruckfestigkeit infolge der Hochtemperaturbeaufschla-gung war für die Prüfkörper ohne PP-Faserzusatz festzu-stellen. Ein Zusatz von 0,3 bzw. 0,6 Vol.-% PP-Fasern führ-te zu einem leicht geringeren Rückgang der Druckfestig-keit um 81%. Mit einer verbleibenden Druckfestigkeit von26 N/mm² wies der Beton AISIS somit immer noch eineFestigkeit im Bereich normalfester Betone auf, die keinerHochtemperaturbeanspruchung ausgesetzt waren. Hie-raus resultiert eine vergleichsweise hohe Resttragfähigkeitder beeinträchtigten Tragkonstruktion, wodurch eine er-höhte Sicherheit der Einsatzkräfte während der Rettungs-arbeiten gewährleistet ist.

2.3.4 Veränderung des Porenraums infolge der Hoch-temperaturbeanspruchung

Die Untersuchung der Veränderung des Porenraums infol-ge der Hochtemperaturbeanspruchung erfolgte mithilfeder Quecksilberdruckporosimetrie. Für die Prüfung wur-den kleine Bohrkerne (d/h = 15/20 mm) aus dem Proben-innern der in Bild 6 dargestellten Zylinder entnommen.Im Vorfeld der Prüfung wurden die Bohrkerne 12 Stun-den bei 105 °C getrocknet. Der maximale Intrusionsdruckbetrug 2060 bar. Die Auswertung derMessung erfolgte un-ter Zugrundelegung eines Kontaktwinkels von 141,3° so-wie einer Oberflächenspannung des Quecksilbers von0,485 N/m. Die Ergebnisse sind in Bild 8 dargestellt. Wiehieraus hervorgeht, war infolge der Hochtemperaturprü-fung eine Zunahme der Porosität etwa um den Faktor dreizu beobachten. Dies ist auf das Austreiben nicht nur desphysikalisch, sondern auch des chemisch gebundenenWassers und die mit dem Wasserdampfaustritt verbunde-

Hochtemperatur-

bereich

Abkühlbereich

Probenbeschickung

Probe

Bild 4. Elektrisch betriebener Hochtemperaturofen des IMBFig. 4. High-temperature furnace (electrically operated) of the IMB

20

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 50 100 150 200

Zeit [min]

Tem

peratur[

°C]

200

Temperaturkurve „AISIS“(T max = 1200 °C)

nach Rijkswaterstaat(T max = 1350 °C)

Bild 5. Temperatur-Zeitkurven für die Prüfung des Hoch-temperaturwiderstands im Projekt AISISFig. 5. Time-heat curve applied for the high-temperaturetesting within the project AISIS

295



ne Ausweitung der Transportwege sowie auf die Zunahmevon Mikrorissen zurückzuführen.

3 Charakterisierung des entwickelten Betons

Auf Basis der Literaturempfehlungen sowie der zuvor dar-gelegten Versuchsergebnisse zur Hochtemperaturbeauf-schlagung (vergleiche Abschn. 2.4) wurde zur Gewährleis-tung der Brandbeständigkeit des Betons eine Polypropy-lenfaserzugabe von 0,6 Vol.-% festgelegt. Zur Maximie-rung des Widerstands gegenüber einer hochdynamischenBeanspruchung wurde der Stahlfasercocktail aus denKurzfasern 1 bis 3 (4 Vol.-%, Mischungsverhältnis 1/1/1)herangezogen, der zum maximalen Verformungsvermögendes Betons geführt hatte (vergleiche Abschn. 2.3). UnterZugrundelegung des in Phase 1 der Betonentwicklung op-timierten Feinkornbetons (vergleiche Abschn. 2.2) resul-tierte somit der Beton AISIS nach Tabelle 5.

3.1 Frischbetonverhalten

Das Anmischen des Betons erfolgte im Technikum desIMB in einem speziell für ultrahochfesten Beton geeigne-ten Hochleistungsmischer. Nach Mischende wurden dieFrischbetoneigenschaften des Betons AISIS untersucht.Die ermittelten Kennwerte sowie die angewendeten Regel-werke sind in Tabelle 6 aufgeführt.

Die Faserverteilung im Frischbeton war gleichmäßigund ohne Faseragglomerationen. Mit einem Ausbreitmaßvon 500 mm konnte der Beton der Konsistenzklasse F4nach DIN EN 206-1:2001-07 zugeordnet werden. DieFrischbetontemperatur nach Faserzugabe betrug 26,5 °Cund lag somit deutlich höher als bei konventionellem Be-ton, was auf die hohe Packungsdichte der Ausgangsstoffe,den geringen Wassergehalt sowie den hohen Fasergehaltzurückgeführt werden kann.

Bild 6. Betonzylinder vor (links) und nach der Hochtemperaturbeaufschlagung (v. l. n. r.: 4 Vol.-% Stahlfasern mit 0 Vol.-%,0,3 Vol.-%, 0,6 Vol.-% PP-Fasern)Fig. 6. Concrete specimens before (left) and after the high-temperature testing (from left to right: 4 % by volume steel fibrescombined with 0.0/0.3/0.6% by volume PP-fibres)

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Dru

ckfe

stigke

it[N

/mm

²]

vor HTB nach HTB

0 % PP 0,3 % PP 0,6 % PP

- 86 %- 81 % - 81 %

Bild 7. Druckfestigkeit der Probekörper (Zylinder,d/h = 100/200 mm) vor und nach der Hochtemperatur-beaufschlagung (HTB)Fig. 7. Compressive strength of the specimens (cylinders,d/h = 100/200 mm) before and after the high-temperaturetesting (HTB)

0,00

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000Porenradius R [μm]

dV/d

logR

[ml/g

]

vor HTB (0,3 % PP)nach HTB (0,3 % PP)

Porosität: 8,1 Vol.-%

Porosität: 25,0 Vol.-%

Bild 8. Porenradienverteilung und Porosität vor und nachder Hochtemperaturbeaufschlagung (HTB); exemplarisch:Probekörper mit 0,3 Vol.-% PP-FasernFig. 8. Pore-size-distribution and porosity before and afterthe high-temperature testing (HTB); exemplarily: specimenswith a PP-fibre content of 0.3% by volume

Unmittelbar im Anschluss an die Frischbetoncharak-terisierung erfolgte die Probekörperherstellung für die Un-tersuchung des Festbetonverhaltens. Nach dem Befüllender Schalungen wurde der Beton mithilfe einer Rüttel-platte verdichtet. Alle Probekörper wurden nach ihrerHerstellung nach DIN EN 12390-2:2009-08 gelagert.

3.2 Festbetonverhalten unter statischer Beanspruchung

Im Rahmen der Charakterisierung des Festbetonverhal-tens im Betonalter von 28 Tagen wurden die Druckfestig-keit fcm,cube (Würfel, 150 × 150 × 150 mm³), die Biegezug-festigkeit fct,stat (4-Punkt-Biegezugversuch, Balken, 100 ×100 × 570 mm³) sowie der Elastizitätsmodul Eb,stat (Zylin-der, d/h = 150/300 mm) ermittelt. Die Nettozugfestigkeitftn,stat sowie die Bruchenergie Gf,stat wurden aus Ver-suchen zum Spannungs-Verformungsverhalten des Betonsin einachsigen Zugversuchen mit Behinderung der Pro-benverdrehung an gekerbten Probekörpern (100 × 100 ×220 mm³, Kerbtiefe 2 × 30 mm) in Anlehnung an frühere

296



Forschungsprojekte am IMB bestimmt, vergleiche hierzu[10, 11]. Der Versuchsaufbau sowie eine Probe währendder Versuchsdurchführung sind in Bild 9 dargestellt. DieProben wurden unter Anwendung eines schnell erhärten-den, zweikomponentigen Klebstoffs auf Methyl-Methacry-latbasis zwischen die verdrehungsfreien Lasteinleitungs-platten geklebt. Ein derartiger Versuchsaufbau stellt auchbei der Prüfung konventioneller Betone eine Herausforde-rung dar, da es äußerst schwierig ist, die Klebeflächen zwi-schen Betonprobe und Stahlplatten fehlerfrei auszufüh-ren, weshalb es häufig noch vor Erreichen der Zugfestig-keit des Betons zu einem vorzeitigen Versagen derKlebefläche kommt. Für ultrahochfeste Betone ist dieWahrscheinlichkeit des frühzeitigen Versagens einer Kle-befuge aufgrund der im Vergleich zu konventionellem, un-bewehrtem Beton sehr hohen Zugfestigkeit noch deutlichhöher. Auch im hier geschilderten Forschungsprojekt wardie Versuchsdurchführung erschwert. Nur an zwei Probe-körpern war der Versuch bis zum Erreichen der Zugfestig-keit durchführbar, in den übrigen Fällen erfolgte ein früh-zeitiges Versagen der Klebefläche.

Bild 10 zeigt die aufgezeichneten Diagramme zumSpannungs-Verformungsverhalten beim einachsigen, sta-tischen Zugversuch im Vergleich zu einem UHPC mit üb-licher Faserbewehrung (3 Vol.-% Stahlfasern, L/D =17/0,5 mm, 0,6 Vol.-% PP-Fasern, [12]) und zu einem nor-malfesten, unbewehrten Beton (vergleiche hierzu [10]). InTabelle 7 sind die im Rahmen der Charakterisierung desBetons AISIS ermittelten Festbetonkennwerte wiederge-geben. Im Vergleich zu normalfestem, unbewehrtem Be-ton sowie üblichen ultrahochfesten Betonen, die nichthinsichtlich der Duktilität optimiert wurden, zeigte der Be-

Tabelle 5. Zusammensetzung des entwickelten Betons AISISTable 5. Composition of the concrete AISIS

Mineralcompound1) Zement Fließmittel Wasser w/z (w/z)eq Fasertyp

[kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] [kg/m³] [–] [–] [kg/m³]

12) 22) 32) PP3)

1227 702 37 187 0,30 0,23 105 105 105 5,5

1) bestehend aus Mikrosilika, Quarzmehlen und Quarzsand, Dmax = 0,5 mm (vergleiche hierzu [3])2) vergleiche hierzu Tabelle 33) Polypropylenfasern, L = 6 mm, D = 18 μm, Zugfestigkeit: 255 N/mm²

Tabelle 6. Frischbetonkennwerte des entwickelten BetonsAISISTable 6. Properties of the concrete AISIS in fresh state

Temperatur Rohdichte1) Luftporengehalt2) Ausbreitmaß3)

[°C] [kg/m³] [Vol.-%] [mm]

26,5 2470 3,9 500 (F4)

1) nach DIN EN 12350-6:2009-082) nach DIN EN 12350-7:2009-083) nach DIN EN 12350-5:2009-08

Bild 9. Versuchsaufbau zur Durchführung der einachsigen Zugversuche (links) und Probe während des Zugversuchs (Mitte,rechts)Fig. 9. Experimental setup for tensile testing (left) and specimen during tensile testing (right)

Fasercocktails. Die ermittelten Materialkennwerte desBetons AISIS wurden den Kennwerten bekannter UHPC-Mischungen vergleichend gegenübergestellt.

3.3.1 Theoretische Grundlagen und Versuchsdurchführung

Am EMI werden seit langem dynamische Charakterisie-rungen von Betonen mithilfe des modifizierten Hopkin-son-Bars in Form von Spallationsexperimenten durchge-führt [13 bis 16]. Diese Methode basiert auf den Unter-suchungen von Klepaczko und Brara [17], welche die Spal-lationsfestigkeit von normalfesten Betonen als erstemaßgeblich experimentell untersuchten. Diese Analyse-methode hat sich als eine wissenschaftlich anerkanntePrüfmethode für spröde Materialien etabliert und wird in-ternational in der Betonforschung angewandt [18 bis 20].

Mit Spallationsexperimenten können der dynamischeE-Modul Edyn, die dynamische Zugfestigkeit ft,dyn und diedynamische spezifische Bruchenergie G′f,dyn des unter-suchten Materials bestimmt werden. Ein schematischerVersuchsaufbau des Hopkinson-Bar zur Durchführungvon Spallationsexperimenten ist in Bild 11 gezeigt.

Der Hopkinson-Bar besteht aus einer Belastungsvor-richtung und einem zylindrischen Eingangsstab, an dessenEnde der ebenfalls zylindrische Probekörper befestigt wird(Bild 12). Die Belastung wird im Eingangsstab durch denAufprall eines kurzen Zylinders definierter Länge erzeugt.Es entsteht ein Belastungsimpuls, bestehend aus einerKompressionswelle und einer Dekompressionswelle, derdurch den Eingangsstab in Richtung Probe transportiertwird. An der Grenzfläche zwischen Bar und Probe kommtes zur teilweisen Reflektion des Belastungsimpulses auf-grund unterschiedlicher Impedanzen, wobei jedoch dergrößte Teil des Belastungsimpulses durch die Probe trans-mittiert wird. Dieser durchläuft die Probe und reflektiertan deren freiem Ende in einen inversen rücklaufenden Be-lastungsimpuls. Durch die Superposition des auslaufen-den und des einlaufenden Impulses werden Zugspannun-gen in der Probe erzeugt, die bei Erreichen der Zugfestig-keit zum Versagen durch Spallation führen. Die Prüfkör-per werden sowohl mit Dehnungsmessstreifen (DMS) alsauch mit einem Beschleunigungssensor (BS) versehen, aus

ton AISIS mit einer Nettozugfestigkeit ftn,stat von15 N/mm² und einer Bruchenergie Gf,stat von 35·10³ N/mdeutlich höhere Werte.

3.3 Festbetonverhalten unter hochdynamischerBeanspruchung

Um das Tragverhalten des Betons AISIS nicht nur bei sta-tischen, sondern insbesondere bei den im Projekt betrach-teten extremen Einwirkungen (z. B. Explosion) vollstän-dig erfassen und möglichst exakt prognostizieren zu kön-nen, war die Charakterisierung des Materials unter dyna-mischen Bedingungen essenziell. Die entsprechendenUntersuchungen wurden am Fraunhofer Ernst-Mach-Insti-tut (EMI) durchgeführt.

Der Fokus der Untersuchungen lag dabei auf demEinfluss der Fasern auf die Materialeigenschaften und hierinsbesondere auf dem Einfluss der Polypropylenfasern des

297



0 1 2 3 4 5 6 7 8 90

5

10

15

20Sp

annu

ng[N

/mm

²]

Verformung [mm]

Feinkornbeton „AIS IS “ (Probe 1)

norma lfester Beton (unbewehrt)

Feinkornbeton „AIS IS “ (Probe 2)üblicher UHPC

Bild 10. Spannungs-Verformungsverhalten des Feinkorn-betons AISIS im einachsigen Zugversuch im Vergleich zueinem üblichen UHPC [12] und einem unbewehrten nor-malfesten Beton [10]Fig. 10. Stress-deformation behaviour of the concrete AISISduring tensile testing in comparison with a standard UHPC[12] and a normal strength concrete without reinforcement[10]

Tabelle 7. Festbetonkennwerte des entwickelten Betons AISIS unter statischer Beanspruchung im Ver-gleich zu normalfestem Beton und einem Standard-UHPC nach [12]Table 7. Properties of the concrete AISIS in the hardened state under static loading in comparison withnormal strength concrete and a standard UHPC [12]

Beton Druckfestigkeit E-Modul Biegezugfestigkeit Nettozugfestigkeit Bruchenergiefcm,cube

1) Eb,stat2) fct,stat3) ftn,stat4) Gf,stat

4)

[N/mm²] [N/mm²] [N/mm²] [N/mm²] [N/m]

AISIS134 41700 22(4,5) (600) (3,2)

15 35 · 10³

Standard-UHPC5) 163 48000 21 8 9 · 10³

normalfester Beton(unbewehrt)

max. 60 max. 40000 max. 8 max. 5 max. 150

1) nach DIN EN 12390-3:2009-072) nach DIN 1048-5:1991-063) nach DIN EN 12390-5:2009-074) ermittelt in Anlehnung an [10, 11]5) 3 Vol.-% Stahlfasern (L/D = 17/0,5 mm), 0,6 Vol.-% PP-Fasern

dessen Messung die Partikelgeschwindigkeit bestimmtwird (Bild 13).

Die Ermittlung des dynamischen ElastizitätsmodulsEdyn und der dynamischen Zugfestigkeit ft,dyn (direkteZugfestigkeit) beruht auf der linearen Wellentheorie inelastischen Materialien. Der dynamische E-Modul wirdmithilfe von Gl. (3) berechnet. Dabei wird eine konstanteWellengeschwindigkeit CL im Material angenommen, de-

298



ren Größe aus dem Wellenfortschritt im Probekörper be-stimmt wird, vergleiche hierzu [13 bis 16].

Edyn = ρ · CL2 (3)

Basierend auf der Impulserhaltung und der Approxima-tion der Partikelgeschwindigkeit an der freien Oberflächeergibt sich die Berechnungsvorschrift zur Bestimmung derdynamischen Zugfestigkeit nach Gl. (4), in der neben derMaterialdichte (ρ [kg/m³]) und der Wellengeschwindigkeit(CL [m/s]) auch die Reduktion der Partikelgeschwindigkeit(Δupb [m/s], Bild 13) während der Spallation berücksich-tigt wird. Der Verlauf der Partikelgeschwindigkeit wirddurch Integration des Beschleunigungs-Zeit-Signals be-stimmt.

ft,dyn = 0,5 · ρ · CL · Δupb (4)

Ein weiterer wichtiger Betonparameter ist die dynamischespezifische Bruchenergie G′f,dyn. Sie ist ein Maß für dasEnergiedissipationsvermögen eines Materials. In Spallati-onsexperimenten kann die Bruchenergie aus dem Impuls-transfer infolge der sich ausbildenden Fragmente be-stimmt werden. Dazu werden die Probekörper mit eineram Ort des Primärrisses angeordneten, umlaufenden Ker-be versehen, die als Sollbruchstelle das Versagen er-zwingt. Ein hochauflösendes Extensometer, ausgerichtetauf diese Kerbe, zeichnet die Fragmentbewegung währenddes Versagens auf.

Die Berechnung der Bruchenergie basiert auf derImpulserhaltung. Dabei werden mithilfe der Geschwindig-keit des Fragments 2 (Δv2 [m/s]) und der zugehörigen

Bild 11. Schematischer Aufbau des Hopkinson-Bar zur Durchführung der SpallationsexperimenteFig. 11. Schematic setup of the Hopkinson-Bar in the spallation configuration

Bild 12. Schematische Darstellung einer Hopkinson-Bar Probe mit erforderlicher Messtechnik (links) und entsprechendpräparierter Probekörper (rechts)Fig. 12. Geometry and required measurement chains of a Hopkinson-Bar specimen (left: schematic, right: photograph imageof a specimen)

0

5

10

15

20

25

30

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

0,95 1,00 1,05 1,10 1,15 1,20

Partike

lges

chwin

digk

eit[m

/s]

Deh

nung

[mm

/m]

Zeit [ms]

DMS 5DMS 6DMS 7BS 1

∆upb

Bild 13. Dehnungs-Zeit- und Geschwindigkeits-Zeit-Verläu-fe in der Probe (DMS: Dehnungsmessstreifen zur Dehnungs-messung, BS: Beschleunigungssensor zur Messung der Parti-kelgeschwindigkeit)Fig. 13. Strain-time and particle velocity-time histories in aspecimen (DMS: strain gauges for measuring material straindue to wave propagation in the specimen, BS: accelerationgauge for determination of the particle velocity)

299



Masse (m2 [kg]) die Impulsreduktion (m2 · Δv2) infolge desVersagensprozesses bestimmt und mithilfe der Rissöff-nungsgeschwindigkeit (δ· [m/s]) nach Gl. (5) die dynamischespezifische Bruchenergie des Probenmaterials berechnet.

G′f,dyn = m2 · Δv2 · δ·

(5)

Die Geschwindigkeitsverteilung im Probekörper unmittel-bar vor der Rissinitiierung wird analytisch bestimmt. EinBeispiel für eine Geschwindigkeitsverteilung in der Probevor der Spallation ist in Bild 14 (links) aufgezeigt. Die Be-wegung der beiden entstehenden Fragmente nach derSpallation, erfasst durch das Extensometer, ist in Bild 14(rechts) erkennbar.

3.3.2 Auswertung und Diskussion der Versuchsergebnisse

Der in diesem Beitrag beschriebene Beton AISIS weisteinen hohen Stahlfaserbewehrungsgrad von 4 Vol.-% inKombination mit 0,6 Vol.-% Polypropylenfasern auf. Umden Einfluss der synthetischen Fasern auf die dynami-schen Zugeigenschaften zu untersuchen, erfolgten die dy-namischen Untersuchungen sowohl am ausschließlichstahlfaserbewehrten Beton als auch am Beton mit zusätz-licher PP-Faserzugabe. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8dargestellt.

Die experimentellen Untersuchungen zeigten, dassdie dynamische Zugfestigkeit des Materials ohne Polypro-pylenfasern mit durchschnittlich 42 N/mm2 sehr hoch ist.

20

25

15

10

5

00 5 10 15 20 25

Probenlänge [cm]

Ges

chwin

digk

eit[m

/s]

30

35

25

15

5

00

Weg

[mm]

20

10

8

10

6

2

-2

-4

Ris

söffn

ungs

gesc

hwin

digk

eitδ

[m/s]

4

0

1 2 3 4

Weg Fragment 1Weg Fragment 2Rissöffnungs-geschwindigkeit

Fragment 1 Fragment 2

Zeit [ms]

.

Bild 14. Geschwindigkeitsverteilung in der Probe vor der Spallation (links) und Fragmentbewegung sowie Rissöffnungs-geschwindigkeit nach der Spallation (rechts)Fig. 14. Velocity distribution in the specimen before spallation (left), fragment motion and crack-opening velocity due tospallation (right)

Tabelle 8. Kennwerte des Betons AISIS mit bzw. ohne PP-Faserbewehrung unter hochdynamischer Zugbeanspruchung,Verzerrungsrate ε· ≈ 140–185 1/s, im Vergleich zu einem Standard-UHPC nach [21] und einem normalfesten Beton nach [15](Mittelwerte; in Klammern: Standardabweichung)Table 8. Dynamic tensile properties of the concrete AISIS with and without addition of PP-fibres (strain rate range of140–185 1/s) in comparison with a standard UHPC [21] and a normal strength concrete [15] (average values, standard devia-tion in brackets)

Beton Stahlfasergehalt PP-Fasergehalt dyn. Zugfestigkeit dyn. E-Modul dyn. spezifischeft,dyn Edyn Bruchenergie G′f,dyn

[Vol.-%] [Vol.-%] [N/mm²] [N/mm²] [N/m]

4,0 0,0 42,4 46800 14600

AISIS(3,5) (662) (4310)

4,0 0,6 29,5 32160 24000(4,0) (3633) (3098)

0,0 0,0 40,7 50600 350

Standard-UHPC 1,0 0,0 42,7 53100 10070

2,5 0,0 55,3 56600 11290

normalfester Beton(unbewehrt)

0,0 0,0 15,5 31000 480

Mit einer mittleren Bruchenergie von 14600 N/m ist die-se, verglichen mit einem unbewehrten Normalbeton nach[15] (480 N/m) und einem unbewehrten Standard-UHPCnach [21] (350 N/m), ebenfalls beträchtlich.

Die Zugabe der PP- Fasern bewirkt im Material einer-seits eine Reduktion der dynamischen Zugfestigkeit um et-wa 30% auf 29,5 N/mm2. Ein Grund dafür liegt im Rück-gang der Verarbeitbarkeit des Frischbetons, der mit demEinsatz der PP-Fasern verbunden ist, und der zu mehrFehlstellen im Material führt. Jedoch ist die dynamischeZugfestigkeit normal- und hochfester Betone mit maximal20 N/mm2 [15, 16] noch wesentlich geringer. Demgegen-über haben die Polypropylenfasern einen positiven Ein-fluss auf die Bruchenergie, die im Vergleich zum stahlfa-serbewehrten Beton ohne PP-Fasern um etwa 65% auf24000 N/m zunimmt. Dieser positive Einfluss ist auf dieausgeprägte Mikrorissinitiierung und die damit verbunde-ne frühe Aktivierung der Stahlfasern zurückzuführen. Da-bei tragen einerseits die plastischen Verformungen dersynthetischen Fasern und andererseits die elastischen Ver-formungen der Stahlfasern sowie der Auszug der Stahl-fasern aus der Matrix zum hohen Energiedissipationsver-mögen und somit zur hohen Bruchenergie des Betons bei.

Ein Vergleich zwischen bereits veröffentlichten Er-gebnissen zu UHPC-Mischungen mit Standardzusammen-setzung (vergleiche hierzu [21]) und dem Beton AISISzeigt teils signifikante Unterschiede in den dynamischenZugeigenschaften. Die dynamische Zugfestigkeit aller ul-trahochfesten Betone liegt unabhängig vom Bewehrungs-grad auf hohem Niveau. Auch die Bruchenergie ist für allefaserbewehrten ultrahochfesten Betone sehr hoch, da be-reits ein geringer Fasergehalt zu einer starken Erhöhungder Bruchenergie führt. Im Vergleich zum unbewehrtennormalfesten Beton erreicht der Beton AISIS mit einemGemisch aus Stahl- und PP-Fasern eine mehr als 15fachhöhere Bruchenergie. Im Vergleich zum unbewehrtenUHPC steigt diese sogar um das 26fache (vgl. Tabelle 8).Es zeigt sich ebenso, dass sich ein hoher Stahlfasergehaltund die Verwendung von abgestuften Faserlängen positivauf das Energiedissipationsvermögen auswirken. So ist einüberproportionaler Anstieg der Bruchenergie des BetonsAISIS mit Stahl- und PP-Fasern gegenüber der Bruchener-gie des faserbewehrten Standard-UHPC zu beobachten.

4 Zusammenfassung und Ausblick

Innerhalb des Forschungsvorhabens AISIS wurde am In-stitut für Massivbau und Baustofftechnologie (IMB) desKarlsruher Instituts für Technologie (KIT) ein ultrahoch-fester Beton entwickelt, der nicht nur einen erhöhtenWiderstand gegenüber hohen statischen Beanspruchun-gen aufweist, sondern insbesondere gegenüber hochdyna-mischen Beanspruchungen und Brandlasten. Durch dieseMaterialeigenschaften eignet sich der Beton AISIS vor al-lem für den Einsatz in kritischer Infrastruktur, die in be-sonderem Maße gegenüber den Einwirkungen infolge vonKatastrophen wie z. B. Explosionen, Terroranschlägenoder Naturereignissen gefährdet ist. Die Betonentwick-lung erfolgte unter Einsatz eines sogenannten „Fasercock-tails“ aus drei unterschiedlichen Stahlfasertypen zurMaxi-mierung des Verformungsvermögens sowie von Polypro-pylenfasern zur Maximierung des Hochtemperaturwider-

300



stands. In den Versuchen zum Einsatz der Stahlfaserbe-wehrung bestätigte sich der obere Grenzwert für den Fa-serfaktor nach Nakamura (Vgrenz = 220), dessen Einhal-tung eine gute Verarbeitbarkeit des faserbewehrten Frisch-betons gewährleistet.

Die maximale Duktilität des Festbetons wurde an denuntersuchten Feinkornbetonen (Dmax = 0,5 mm) erzielt,der Einsatz einer groben Gesteinskörnung (Dmax = 8 mm)führte zu einem deutlichen Rückgang des Verformungs-vermögens. Die dynamischen Betonuntersuchungen amFraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-In-stitut (EMI), zeigten, dass der Beton AISIS eine sehr hoheBruchenergie und eine hohe Zugfestigkeit und damit ge-genüber dynamischen Einwirkungen einen hohen Mate-rialwiderstand aufweist. Besonders die Bruchenergiezeugt von einem in dieser Betonklasse verbesserten Ener-giedissipationsvermögen. Die durch eine extreme Belas-tung zu erwartende Schädigung ist gegenüber der Schädi-gung konventioneller Betone somit deutlich verringert, so-dass eine höhere Resttragfähigkeit des betroffenen Trag-werks erreicht werden kann.

Ein ausreichender Hochtemperaturwiderstand desBetons AISIS ließ sich durch den Einsatz von 0,6 Vol.-%Polypropylenfasern sicherstellen, sodass der Beton nachder Hochtemperaturbeaufschlagung bei einer Maximal-temperatur von 1200 °C immer noch eine vergleichsweisehohe Resttragfähigkeit von 26 N/mm² aufwies. Alle weite-ren Versuchsergebnisse zur Thematik sind [22] und [23] zuentnehmen.

DankNeben dem IMB und dem EMI waren elf weitere Projekt-partner am ForschungsvorhabenAISIS beteiligt. Weiterfüh-rende Informationen zum Projekt sowie zu den Projekt-partnern können unter http://www.aisis-innovation.org/abgerufen werden.

Das diesem Beitrag zugrunde liegende Vorhabenwurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildungund Forschung unter dem Förderkennzeichen 13N9609bzw. 13N9611 gefördert. Die Verantwortung für den In-halt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autoren.

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Prof. Dr. rer. nat. Klaus ThomaFraunhofer Institut für KurzzeitdynamikErnst-Mach-Institut (EMI)79104 [email protected]

Prof. Dr.-Ing. Harald S. MüllerKarlsruher Institut für Technologie (KIT)Institut für Massivbau undBaustofftechnologie (IMB)Materialprüfungs- und Forschungsanstalt(MPA Karlsruhe)[email protected]

Dipl.-Ing. Jennifer C. ScheydtKarlsruher Institut für Technologie (KIT)Materialprüfungs- und Forschungsanstalt(MPA Karlsruhe)76128 [email protected]

Dipl.-Ing. Dipl.-oek. (BOEK) Oliver MillonFraunhofer Institut für KurzzeitdynamikErnst-Mach-Institut (EMI)79104 [email protected]


Fachthemen

DOI: 10.1002/best.201100080

In diesem Beitrag werden Konstruktionsregeln für Parkbautendargestellt. Dabei werden Regel- und Sonderbauweisen definiert.Eine Planung gemäß den vorgeschlagenen Regelbauweisen er-gibt regelkonforme Parkbauten, die der üblichen Gebrauchstaug-lichkeit und Dauerhaftigkeit derartiger Bauwerke entsprechen.Konstruktionsmöglichkeiten von Parkbauten, die von den aner-kannten Regeln der Technik teilweise abweichen, werden alsSonderbauweisen bezeichnet und hinsichtlich der Risiken infolgeder Abweichungen erörtert.

Falls der Bauherr eine Sonderbauweise wünscht, ist derBauherr vom Planer auf den höheren Wartungs- und Instandset-zungsbedarf und die geringere Dauerhaftigkeit und Werthaltigkeitder Immobilie eindeutig hinzuweisen.

Construction Standards for Car Parks in Concrete Design

In this paper construction standards for car parks are described.Thereby a difference is made between standard constructionsand special constructions. A design following the standard con-structions leads to state-of-the-art car parks, which show an ap-propriate serviceability and durability. Construction methods ofcar parks, which do not fully follow the generally accepted codesof practice are denoted special constructions and their riskscaused by the discrepancies from the generally accepted codesof practice are discussed.

If the building owner wants to have a special constructionexecuted, the designer should clearly advise the owner of the ex-ceeded maintenance and repair demand and the reduced dura-bility and real property value.

1 Einleitung

Seit der Veröffentlichung „Konstruktionsregeln für Tief-garagen in Stahlbetonbauweise“ [1] im Jahre 2003wurdenzwischenzeitlich neue Erfahrungen gewonnen, die zumZeitpunkt der damaligen Veröffentlichung noch nicht be-kannt und somit auch nicht berücksichtigt worden waren.Die Veröffentlichung ist in einer Zeit entstanden, in dersowohl nach der DIN 1045, Ausgabe 1988 [2] als auchnach der DIN 1045, Ausgabe 2001 [3] konstruiert werdenkonnte. Mit Beginn des Jahres 2005 endete die Übergangs-phase, in der aus baurechtlicher Sicht beide Normausga-ben angewendet werden durften. Seitdem waren nur nochdie Anforderungen der DIN 1045, Ausgabe 2001 verbind-lich. Mit der Veröffentlichung der DIN 1045 im Jahr 2001wurden gegenüber der DIN 1045,Ausgabe 1988 neben derEinführung eines neuen Konzeptes für die Tragwerks-

planung auch die Anforderungen an die Dauerhaftigkeit,u. a. durch die Einführung der Expositionsklassen, detail-lierter dargestellt und z. T. auch deutlich heraufgesetzt. Inbesonderem Maße betrifft dies tausalzbeanspruchte Bau-werke wie Verkehrsbauwerke, Tiefgaragen und Parkhäu-ser. Obwohl die DIN 1045 bereits 2001 veröffentlicht wor-den war, wurden in der Übergangsphase viele Tiefgaragenund Parkhäuser bis 2005 noch nach dem alten Konzeptgeplant. Zwischenzeitlich wurde auch die DIN 1045, Aus-gabe 2001 erneut überarbeitet und erschien als DIN 1045,Ausgabe 2008 [4]. Erst seit 2006 liegt somit eine gewisseErfahrung mit der Umsetzung des Konzeptes der DIN1045, Ausgabe 2001 sowie anschließend daran auch derAusgabe 2008 vor. Daher entschlossen sich die Verfasser,eine Neuauflage der „Konstruktionsregeln für Parkbautenin Betonbauweise“ zu veröffentlichen.

In diesem Aufsatz werden Regelbauweisen vorge-stellt, die den anerkannten Regeln der Technik und damitdem üblichen Qualitätsstandard entsprechen und sich inder Praxis bewährt haben. Ergänzend werden Sonder-bauweisen beschrieben, die teilweise von den anerkann-ten Regeln der Technik abweichen und wegen des höhe-ren Wartungsaufwands eine besondere Aufklärung desBauherrn erfordern.

2 Dauerhaftigkeit von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilenbei Belastung mit Tausalz

2.1 Allgemeines

In Tiefgaragen und Parkhäusern ist grundsätzlich von ei-ner Tausalzbelastung auszugehen. Bereits ein einmaligerEintrag von Tausalz kann ausreichen, um eine Korrosionder Bewehrung auszulösen, sofern die Bewehrung nichtdurch eine ausreichend dicke und dichte Betondeckunggeschützt ist. Allzu häufig wird diese Gefahr unterschätztbzw. von Planern und Bauherrn ignoriert, obwohl die gel-tenden Normen und Regelwerke hierzu Hinweise enthal-ten.

Nach den bisherigen Erkenntnissen scheint der Be-ton tausalzhaltiges Wasser kapillar nur bis zu einer gewis-sen Tiefe aufzunehmen. Ab dieser Tiefe erfolgt derweitereTransport der Chloride durch Diffusionsvorgänge. Hin-sichtlich der Aufnahmegeschwindigkeit und der Korro-sionsgefährdung wurde die Diffusion früher als vernach-lässigbar angesehen. Geht man jedoch von einer Chlorid-belastung über die Lebensdauer des Bauwerkes von

Konstruktionsregeln für Parkbautenin Betonbauweise

Klaus SchöppelGerhard Stenzel

303

K. Schöppel/G. Stenzel · Konstruktionsregeln für Parkbauten in Betonbauweise


50 Jahren aus, so spielt die Diffusion des Chlorids sehrwohl eine wesentliche Rolle für die Eindringtiefe (Bild 1).Risse und Gefügestörungen im Beton wie z. B. bedingtdurch Verdichtungsmängel, Schädigung des Betons imjungen Alter, usw. beeinflussen die Wasseraufnahme desBetons in der Regel am stärksten.

2.2 Dauerhaftigkeitskonzept2.2.1 Allgemeines

In der DIN 1045werden Konstruktionsregeln für eine aus-reichende Dauerhaftigkeit von Stahlbeton- und Spannbe-tonbauwerken vorgegeben. Hierzu wurden Expositions-klassen eingeführt, mit denen die Umwelteinflüsse groberfasst werden. Durch die Expositionsklassen werden dieBetonzusammensetzung (z. B. Zementgehalt und w/z-Wert), die Betondruckfestigkeitsklasse sowie die Beton-deckungen festgelegt. Die Dauerhaftigkeit von Stahl-beton- bzw. Spannbetonbauteilen gegenüber einer chlorid-induzierten Korrosion ist dann gegeben, wenn Chloridewährend der Nutzungsdauer des Bauteils nicht – weder in-folge kapillaren Saugens noch infolge Diffusion – bis zurBewehrung vordringen können. Um dies sicherzustellen,sind in der DIN 1045, Ausgabe 2001 bzw. 2008 Mindest-betondeckungen cmin bei Stahlbeton von 40 mm bzw. beiSpannbeton von 50 mm vorgegeben. Es handelt sich hier-bei um eine grob deskriptive Regelung, die auf positivenErfahrungen bei Bauwerken mit vergleichbaren Rahmen-bedingungen fußt [5]. Das bedeutet, dass durch veränderteUmweltbedingungen, veränderte Baustoffeigenschaftenund damit bedingt auch durch Schadensfälle die Anforde-rungen im Normenwerk laufend verändert wurden. Deraktuelle Normenstand lässt sich daher noch nicht eindeu-tig durch langjährige Praxiserfahrungen belegen, da z. B.die Expositionsklasse XD3 erst seit rd. sechs Jahren beiParkbauten vorrangig eingesetzt wird. Eigene Praxisunter-suchungen an Betonen mit der Expositionsklasse XD3 be-legen ein geringes kapillares Eindringen von Tausalz indie Betonrandzone bzw. einen niedrigen Diffusionskoeffi-

zienten des Betons, sodass davon ausgegangen werdenkann, dass ein Beton der Expositionsklasse XD3 mit einerBetondeckung ohne Gefügestörungen und ohne Risse üb-licherweise einen ausreichenden Schutz darstellt.

2.2.2 Grenzen des Dauerhaftigkeitskonzepts

Nach Gehlen et al. und Lay [5, 6] wären für die Exposi-tionsklasse XD3 unter Umständen erhöhteAnforderungenan die Bindemittelauswahl oder die Dicke der Beton-deckung gegenüber der DIN 1045 erforderlich, um einefür diese Umwelteinflüsse ausreichende Dauerhaftigkeitsicherzustellen. Dies ist bei Lebensdauer- oder Zuverläs-sigkeitsberechnungen zu beachten [7, 8]. Bei Rissen undGefügestörungen im Beton ist das Dauerhaftigkeitskon-zept der DIN 1045 ungültig. Vor allem in Rissen dringttausalzhaltiges Wasser sofort bis zur Bewehrung vor bzw.können Chloride an den Rissflanken nahezu ohne Zeit-verzögerung in den Beton bis zur Bewehrung eindringenund bei ungünstigen Bedingungen bereits nach sehr kur-zer Chlorideinwirkungsdauer zur Korrosion der Beweh-rung führen, siehe Bild 2.

Das Schadensbild der chloridinduzierten Korrosionäußert sich in der Regel in einer örtlich sehr stark konzen-trierten Eisenauflösung. Je nach Ausbildung der Korro-sionsnarben spricht man von Lochfraßkorrosion oder,wenn mehrere Lochfraßnarben zusammenwachsen, auchvon Muldenfraßkorrosion. Findet der eigentliche Korro-sionsprozess unter Sauerstoffmangel statt, wie z. B. unterAbdichtungen und in wassergesättigten Betonen, bildensich im Gegensatz zur carbonatisierungsinduzierten Kor-rosion Korrosionsprodukte ohne deutliche Volumenzu-nahme, das heißt die Betondeckung wird nicht abge-sprengt. Dadurch ist eine chloridinduzierte Korrosionhäufig wesentlich schwerer festzustellen. Da die Eisenauf-lösung örtlich sehr konzentriert und tief sein kann, ist derTragfähigkeitsverlust der Bewehrung sehr viel größer als

Bild 1. Verteilung der eingedrungenen Chloride im BetonFig. 1. Allocation of penetrated chloride in concrete

Bild 2. Chloridinduzierte Korrosion im RissbereichFig. 2. Chloride induced corrosion within cracks

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Bild 3. Schutzmaßnahmen für befahrene tausalzbeanspruchte Bauteile [aus 16, 17 und eigene Aufnahmen]Fig. 3. Protection measures for overridden construction parts under chloride attack [from 16, 17 and own photos]

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bei der flächig angreifenden carbonatisierungsinduziertenKorrosion und damit sehr gefährlich [9].

2.2.3 Schutzmaßnahmen

Um eine ausreichende Dauerhaftigkeit auch bei Betonkon-struktionen zu erreichen, bei denen Gefügestörungen undRisse nicht zu vermeiden sind, sind bei Tausalzbeanspru-chung geeignete Schutzmaßnahmen aufzubringen. Für ho-rizontale, befahrene Flächen werden als Schutzmaßnahmerissüberbrückende Kunststoffbeschichtungen, starreKunststoffbeschichtungen und bituminöse Abdichtungennach der Richtlinie für Schutz und Instandsetzung von Be-tonbauteilen RiLi SIB [10], DIN 18195, Teil 5 [11] bzw.ZTV-ING, Teil 7 [12] verwendet. Bei vertikalen Flächen

werden meistens Kunststoffbeschichtungen empfohlen.Derartige Schutzmaßnahmen sind Bestandteil des Dauer-haftigkeitskonzeptes, und ihre Wirksamkeit ist über die ge-samte Nutzungsdauer sicherzustellen. Die Beschichtungensind in der Richtlinie für Schutz und Instandsetzung vonBetonbauteilen [10] klassifiziert. Während der bituminösenAbdichtung nach DIN 18195 bzw. ZTV-ING eine Nut-zungsdauer entsprechend [13] von 50 Jahren zugeordnetwird, weisen Kunststoffbeschichtungen deutlich geringereNutzungsdauern auf. Je nach Beanspruchung ist bei Kunst-stoffbeschichtungen davon auszugehen, dass unter Berück-sichtigung einer Mindestnutzungsdauer des Parkbaus von50 Jahren diese zumindest in Teilbereichen mehrmals er-neuert werden müssen. Kritisch ist hierbei die Zeit zwi-schen dem Verlust der Funktionsfähigkeit der Beschich-

Bild 4. Schutzmaßnahmen für vertikale Bauteile [aus 16 und eigene Aufnahmen]Fig. 4. Protection measures for vertical construction parts [from 16 and own photos]

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tung und der jeweiligen Erneuerung, weil das Bauteil wäh-rend dieses Zeitraums in den geschädigten Bereichen kei-nen ausreichenden Schutz gegenüber einer Tausalzbean-spruchung besitzt. Um dem Dauerhaftigkeitskonzept zu ge-nügen, muss gewährleistet sein, dass keine oder nur einekurzzeitige Tausalzbeanspruchung auftritt und diese zukeiner Schädigung des Bauwerks führt [14, 15]. Deshalb isteine regelmäßige Überprüfung und Wartung von Parkbau-ten und deren Schutzmaßnahmen unumgänglich.

In den Bildern 3 und 4 sind die bei Parkbauten übli-cherweise verwendeten Oberflächenschutzsysteme nachRiLi SIB [10] bzw. ZTV-ING [12] dargestellt. Es ist zu be-achten, dass die Mindestschichtdicke ohne Schichtdicken-zuschlag für eine OS 11a Beschichtung 4,5 mm, für eineOS 11b Beschichtung 4,0 mm und für eine OS 8 Beschich-tung 2,5 mm beträgt [10]. Dagegen beträgt die Mindest-schichtdicke einer OS 4 nur 80 μm (0,08 mm) [10] undweist somit gegenüber einer mechanischen Beanspru-chung nur eine sehr geringe Widerstandsfähigkeit auf. Sieist bei mechanischer Beanspruchung zu schützen.

Da Beschichtungen aufgrund ihrer begrenzten Dauer-haftigkeit und Lebensdauer zu warten bzw. zu erneuernsind, muss die Kontrollmöglichkeit der Beschichtung beider Wartung gewährleistet sein. Bei nicht mehr oderschwer zugänglichen Bereichen, wie z. B. bei Beschichtun-gen an Stützen- und Wandfüßen unterhalb der OKBoden-platte, ist diese Kontrollmöglichkeit nicht mehr gegeben.Dies kann aber bei entsprechendem Schutz vor mechani-scher Beschädigung z. B. durch eine unbewehrte Boden-platte und eine ausreichende Betondeckung (Expositions-klasse XD1) sowie einer umlaufenden Hohlkehle um denStützenfuß (Bild 5) toleriert werden.

3 Planung3.1 Allgemeines

Parkbauten sind in der Weise zu planen, dass für die vor-gesehene Nutzungsdauer unter Berücksichtigung der mög-lichen Einwirkungen und Einflüsse die Tragfähigkeit unddie Gebrauchstauglichkeit bei üblicher Instandhaltung im-mer gegeben sind. Bei der Planung sind auch die wirt-schaftlichen Aspekte wie Herstellkosten, Wartungs- undInstandsetzungskosten mit einzubeziehen.

Bei der Konstruktion von Tiefgaragen und Parkhäu-sern sind im Wesentlichen die bauaufsichtlichen Anforde-rungen zu beachten, die in den einzelnen Länderbauord-nungen [z. B. 18] vorgegeben sind. Auch die DIN 1045 istbauaufsichtlich eingeführt. In dieser Norm sind dieGrenzwerte zur Sicherung derDauerhaftigkeit verbindlichformuliert, die rechnerischen Grenzwerte zur Sicherungder Gebrauchstauglichkeit sind dagegen als Richtwerteangegeben [15]. Ein Abweichen von den bauaufsichtlicheingeführten Anforderungen ist dann zulässig, wenn dieSchutzziele der Bauordnungen auf andere Art und Weisegleichwertig erreicht werden.

Für den Juristen ist ein Werk dann als mangelfrei an-zusehen, wenn es die vertragsgemäße Beschaffenheit er-langt hat. Werden keine speziellen Vereinbarungen hin-sichtlich der Beschaffenheit getroffen, so sind wenigstensdie anerkannten Regeln der Technik einzuhalten.

Die „anerkannten Regeln der Technik“ bezeichnenallgemein solche qualifizierten Technikregeln, die von ei-

ner hinreichend großen Zahl kompetenter Fachleute desbetreffenden Sachgebiets deshalb getragen und akzeptiertwerden, weil ein Konsens darüber besteht, dass die Regelrichtig, zur Zweckerreichung geeignet und das mit der Re-gelbefolgung erzielbare Ergebnis brauchbar und praxisbe-währt ist. Für die Juristen ist die Praxisbewährung letztlichdas maßgebliche Merkmal einer anerkannten Regel derTechnik [19]. Hierbei ist zu beachten, dass die deskriptivenVorgaben der neuen DIN 1045 erst seit einer relativ kur-zen Zeit umgesetzt worden sind und eine Praxisbewäh-rung daher noch nicht eindeutig bestätigt werden kann.Gleiches gilt für Laboruntersuchungen, weil ein im Laborfür Forschungszwecke hergestellter Beton sich immer voneinem Beton in der Praxis unterscheidet. TechnischeGrundsätze, die sich bisher bewährt haben, sind bei derBeurteilung einer Bauweise hinsichtlich der anerkanntenRegeln der Technik ebenfalls zu berücksichtigen.

Im Streitfall vor Gericht wird im Allgemeinen derSachverständige dazu befragt, ob die ausgeführte Bauwei-se den anerkannten Regeln der Technik entspricht. Für dieBeantwortung dieser Frage müsste der Sachverständigewissen, welche Ausführung den anerkannten Regeln derTechnik entspricht und welche davon abweicht. Die Praxiszeigt jedoch, dass ein und derselbe Sachverhalt von Sach-verständigen teilweise höchst unterschiedlich beurteiltwird. Da es für ein und denselben Sachverhalt eigentlichkeine unterschiedlichen anerkannten Regeln der Technikgeben kann, scheint die unterschiedliche Beurteilungdurch die unterschiedlichen Sachkenntnisse der Sachver-ständigen bedingt zu sein. Da dies der Sache nicht förder-lich ist, bestand Handlungsbedarf. Daher wurde unter derLeitung von Dieter Räsch von der Münchner Experten-runde – einer Gruppe von Sachverständigen und Fachleu-ten, die sich intensiv mit der Dauerhaftigkeit von Parkbau-ten unter Praxisbedingungen beschäftigen – ein Grund-satzpapier für Tiefgaragen [20] erstellt. In diesem Papierwerden die nach den Erfahrungen der Beteiligten wesent-lichen Punkte für eine den anerkannten Regeln der Tech-nik entsprechende Planung von Parkbauten stichpunktar-tig zusammengefasst.

3.2 Aufgaben des Planers

Bei der Erstellung von Parkbauten wird oft die planeri-sche Vorarbeit in Bezug auf die Dauerhaftigkeit, auf dieNutzungsfreundlichkeit und auf das Zusammenspiel dereinzelnen Gewerke (Rohbau, Ausbau und Technische Ge-bäudeausrüstung) vernachlässigt [14]. Im Allgemeinenwerden Parkbauten als Hochbauten aufgefasst und auchso bemessen und konstruiert. Tatsächlich werden Park-bauten aber eher wie Verkehrsbauwerke (Brücken undTunnel) beansprucht und müssen deshalb auch dement-sprechend geplant und ausgerüstet werden. Da den meis-ten Architekten die Problematik dieser Bauwerke fremdist, nimmt der Tragwerksplaner als Interessenwahrer desBauherrn im Rahmen der spezifischen Planung von Park-bauten eine besondere Rolle ein, da die Dauerhaftigkeitund Wirtschaftlichkeit von Parkbauten in Betonbauweiseentscheidend durch die Ausführungsplanung bestimmtwird. Vom Tragwerksplaner wird erwartet, dass er nichtnur die rechnerischen Nachweise für die Standsicherheitführt, sondern auch die entsprechenden Betongüten (Fes-

307



tigkeits- und Expositionsklassen) und Betondeckungenfestlegt, wobei diese Festlegungen wiederum von den aus-zuführenden Schutzmaßnahmen abhängig sind. Das be-deutet jedoch, dass der Tragwerksplaner die entsprechen-de Sachkunde z. B. auch hinsichtlich der erforderlichenSchutzmaßnahmen besitzen muss oder zusätzlich einsachkundiger Planer hinzugezogen werden muss.

Selbstverständlich müssen Tragwerksplaner ihre Fest-legungen auf den Ausführungsunterlagen dokumentieren.Diese Vorgaben müssen auch in der Ausschreibung ent-sprechend berücksichtigt werden. Dies betrifft vor allem:– Abstimmung der zulässigen Nutzlasten und der lichtenHöhen unter Berücksichtigung der Durchbiegung undeiner Reserve für den späteren Einbau von Belägen

– Abstimmung der zulässigen Rissbreiten auf die gewähl-ten Schutzmaßnahmen

– Berücksichtigung von Zwangbeanspruchungen in spä-tem Alter

– Festlegung von Betongüte, Expositionsklassen und Ver-wendungszweck (z. B. Spannbeton)

– Vorgabe der Qualitätssicherungsmaßnahmen für das ge-wählte Verlegmaß cv der Bewehrung

– Festlegung der Schutzmaßnahmen von tausalzbeauf-schlagten Oberflächen

– Anfertigung des Wartungsplanes in Abhängigkeit vonden gewählten Schutzmaßnahmen

– Festlegung des Größtkorndurchmessers der Gesteins-körnung des Betons

– Ausschreibung von Anschlussmischungen im Fußbe-reich von Stützen und Wänden

– Verwendung von Zement mit geringer Reißneigung [21],Wärmeentwicklung und/oder langsamer Festigkeitsent-wicklung

– Begrenzung der Frischbetontemperatur (an der Einbau-stelle des Betons)

– Angabe des Zementgehalts auf den Lieferscheinen fürden Frischbeton

– Explizite Festlegung der Betonnachbehandlungsmaß-nahmen

– Ausschreibung von erhöhten Anforderungen an dieEbenheit und Bauüberwachung

– Ausschreiben der Überwachung des Einbaus von Betonder Überwachungsklassen 2 und 3 durch eine dafür an-erkannte Überwachungsstelle (Fremdüberwachung)

Bei der Planung ist ein Gefälle von 2,5% zugrunde zulegen, damit im Bauwerk unter Berücksichtigung von (zu-lässigen)Ausführungstoleranzen mindestens 2,0% Gefälleerreicht werden. Nur in Sonderfällen sollte ein geringeresGefälle als 2,5% geplant werden.

3.3 Haftung des Planers

Im Allgemeinen sind Architekten als Objektplaner mit derPlanung eines Gebäudes und damit auch der Tiefgarageoder eines Parkhauses mit der Leistungsphase 1 bis 8 (bzw.9) der HOAI [22] beauftragt. Das bedeutet, dass auch dieWerkplanung und die Detaillösungen in ihr Aufgabenge-biet fallen. Bei Parkbauten ist der Objektplaner auf die Zu-arbeit des Tragwerksplaners und eventuell eines Sonder-fachmanns angewiesen. Manchmal wird der Tragwerks-planer erst eingeschaltet, wenn die Leistungsbeschreibung

schon erstellt ist und eventuell sogar schon von der Baufir-ma angeboten oder derAuftrag bereits vergeben wurde. Dadie Vorgaben des Tragwerksplaners oft auch die räumli-chen Abmessungen wie lichte Höhe, Stellplatzbreite, usw.beeinflussen, erfordert eine nachträgliche Detailplanung inder Regel aufwendige Umplanungen. Damit entstehen zu-sätzliche Kosten oder Kompromisse, die häufig nicht denerforderlichen Kriterien hinsichtlich der Dauerhaftigkeitund Gebrauchstauglichkeit entsprechen. Ein Beispiel hier-für sind fehlende oder zumindest mangelhafte Entwässe-rungssysteme in Tiefgaragen. Ein nachträglicher Kompro-miss stellt in der Regel keine befriedigende Lösung dar, zu-mal unklar ist, wer hierfür die Haftung trägt. DerArchitektals Objektplaner ist für die Koordinierung der Fachplanerverantwortlich. Der Bauherr als Laie kann in der Regelnicht zur Verantwortung gezogen werden.

Weicht der Objektplaner bzw. der Tragwerksplanervon den anerkannten Regeln der Technik ab, so muss erüber diese Abweichungen und über die daraus resultieren-den Konsequenzen für die folgenden 50 Jahre den Bau-herrn eindeutig aufklären und dies auch schriftlich doku-mentieren, um spätere Haftungsrisiken zu vermeiden [14].

Was bedeutet jedoch eine eindeutige Aufklärung?Aus technischer Sicht ist darauf hinzuweisen, in welcherArt sich die Abweichung von den anerkannten Regeln derTechnik auf die Dauerhaftigkeit, die Gebrauchstauglich-keit und die Wartungs- und Instandsetzungskosten derParkbauten auswirkt. Grundvoraussetzung für die Aufklä-rung des Bauherrn ist, dass den Planenden bewusst ist,welche Konstruktion den anerkannten Regeln der Tech-nik entspricht. Die Entscheidung hinsichtlich etwaigerAb-weichungen von den anerkannten Regeln der Technik hatder Bauherr zu treffen und nicht die Planer, da der Bau-herr letztendlich mit den Einschränkungen bzw. dem Risi-ko leben muss. Diese Entscheidung muss Inhalt der Pla-nungs- und Bauverträge werden. Die Konsequenzen in Be-zug auf Nutzung und Wartung müssen in spätere Kauf-bzw. Nutzungsverträge einfließen [14].

Häufig spielen beim Bauherrn die entstehenden bzw.eingesparten Kosten die maßgebende Rolle bei seiner Ent-scheidungsfindung. Der Bauherr erwartet daher eine inten-sive Aufklärung nicht nur über die technischen, sondernauch über die kostenmäßigen Zusammenhänge [23]. Wäh-rend die Kosten für die Herstellung des Gebäudes in derRegel relativ genau abgeschätzt werden können, können dieKosten für den erhöhten Aufwand der Wartungs- bzw. derInstandsetzungsarbeiten, wenn überhaupt, nur ganz grobabgeschätzt werden. Die mit den Abweichungen verbunde-ne verminderte Gebrauchstauglichkeit bzw. Werthaltigkeitder Immobilie hingegen ist für den Planer zahlenmäßigschwer erfassbar. Insgesamt ist die zu lösende Aufgabe derintensiven Aufklärung für den Planer als besonders haf-tungsträchtig anzusehen, aber als besondere Leistung auchmit entsprechenden Vergütungen vereinbar [23].

4 Konstruktionsregeln4.1 Allgemeines

Bei Parkbauten wird unterschieden zwischen:– nicht-tausalzbeanspruchten Bauteilen (z. B. Decken-untersichten, Unterzüge, Wände und Stützen oberhalbdes Spritzwasserbereichs)

308



– tausalzbeanspruchten Bauteilen (z. B. befahrene Bo-denflächen, Stützen- und Wandfüße und Fundamente,zu denen Wasser verläuft und/oder die im Spritzwasser-bereich liegen)

Die Spritzwasserzone kann im Fahrbahnbereich mit ca.50 cm und im Parkbereich mit ca. 30 cm Höhe angenom-men werden. Eine Belastung der Bauteile in Parkhäuserndurch Sprühnebel wird hingegen als gering und die Ge-fährdung für die Dauerhaftigkeit als unbedenklich angese-hen.

Die Anforderungen für die tausalzbeanspruchten undnicht-tausalzbeanspruchten Betonbauteile sind in derDIN 1045 definiert. Für tausalzbeanspruchte Betonbautei-le sind nach DIN 1045 zur Erzielung einer hohen Dichtig-keit der Betonoberfläche die Wahl einer hohen Betonfes-tigkeitsklasse und zur Vermeidung von chloridinduzierterBewehrungskorrosion eine entsprechend große Betonde-ckung erforderlich. Wegen der großen Anzahl von Scha-densfällen an befahrenen Flächen, Wand- und Stützen-füßen wird seit der Ausgabe 2001 in der Fußnote b zurTabelle 3 der DIN 1045 [3] zumindest für direkt befahreneFlächen explizit die Ausführung von zusätzlichen Maß-nahmen vorgeschrieben. Als Beispiel nennt die DIN 1045eine „rissüberbrückende Beschichtung“ und gibt aucheinen Hinweis auf das DAfStb-Heft 525 [13].

Die rissbreitenbeschränkende Bewehrung von Park-decks ist auf die Rissüberbrückungsfähigkeit der Beschich-tung abzustimmen. Bei einer Rissüberbrückungsfähigkeitder Beschichtung von 0,3 mm (z. B. einer üblichen OS 11Beschichtung) sollte eine Rissbreitenbeschränkung von0,2 mm rechnerisch angesetzt werden, wobei in vielen Fäl-len der Lastfall Zwang in spätem Alter zu berücksichtigenist. Nach DIN 1045-1,Ausgabe 2001 [3] sind die Rissbreitenmindestens auf 0,3 mm zu begrenzen. Da es sich bei denrechnerisch ermittelten Rissbreiten um theoretische Wertehandelt, können Risse auch größer als 0,3 mm entstehen.Neben der Tragfähigkeit soll durch die Anwendung derDIN 1045 für Betonbauwerke auch die Dauerhaftigkeit füreine zu erwartende Nutzungsdauer von 50 Jahren sicherge-stellt werden. Somit müssen auch die zusätzlichen Maß-nahmen eine entsprechende Lebensdauer aufweisen. Diesist bei Beschichtungen grundsätzlich nicht gegeben. Des-halb erfordern Beschichtungen regelmäßige Kontrollen,Wartungs- und Instandsetzungsmaßnahmen.

Bei Zwischendecken und frei bewitterten Parkdä-chern ist eine Abdichtung nach DIN 18195 [11] oder ZTV-ING [12] eine sinnvolle Alternative zu rissüberbrückendenBeschichtungen [14]. Hierbei ist jedoch zu beachten, dasssich durch die zusätzlichen Gussasphaltschichten die Las-ten erhöhen und die Dicke des Belagaufbaues bei der lich-ten Höhe der einzelnen Ebenen berücksichtigt werdenmuss. Grundsätzlich sollte auf die vollflächig verklebteAbdichtung eine Gussasphaltschutzschicht und eineGussasphaltbelagsschicht aufgebracht werden. Nur inSonderfällen sollte eine Gussasphaltschutz- und belags-schicht als eine Lage ausgeführt werden. Die Untergrund-vorbereitung, das Verlegen der Schweißbahnen und dieAnschlüsse an die aufgehenden Bauteile erfordern hand-werklich große Sorgfalt.

In DIN 18195, Teil 5 [11] ist die Abdichtung mitAsphaltmastix und Gussasphalt noch als Abdichtungs-

möglichkeit für Tiefgaragen und Hofkellerdecken ange-führt. Diese Art derAbdichtung sollte jedoch nur noch an-gewendet werden, wenn keine Tausalzbeanspruchung vor-liegt (z. B. begrünte Hofkellerdecke). Da diese Abdichtungunterläufig werden kann, stellt sie bei Tausalzbelastungeine gefährliche Bauweise dar. Für Tiefgaragen und Park-häuser ist diese Abdichtungsart daher nicht geeignet undentspricht nicht den anerkannten Regeln der Technik.Weder bei der Herstellung noch bei der späteren Nutzungvon Parkflächen können Undichtigkeiten in der Abdich-tung ausgeschlossen werden. Durch die Unterläufigkeitkann es schon bei einer punktuellen Verletzung derAbdichtung zu einer großflächigen Chloridbelastungkommen. Die abdichtende Wirkung wird somit bereitsdurch eine Fehlstelle aufgehoben und ist damit großflä-chig zwecklos. Bei Biegerissen an den Oberseiten derBetondecken kann unter dem Gussasphaltbelag eine Kor-rosion der Bewehrung auftreten, ohne dass diese Korro-sion augenscheinlich erkennbar wird, da sie sich im Ge-gensatz zu unbeschichteten oder dünn beschichtetenOberflächen nicht abzeichnet. Es ist nicht nachvollzieh-bar, warum in der DIN 18195 diese Abdichtungsmöglich-keit (Asphaltmastix und Gussasphalt) von dem betreffen-den Normenausschuss hinsichtlich ihrer Anwendung beiParkdecks und Tiefgaragen nicht eindeutig ausgegrenztwurde.

Im DAfStb-Heft 525 [13] sind weitere Möglichkeitenfür zusätzliche Maßnahmen zur Sicherstellung der Dauer-haftigkeit, z. B. die Vermeidung von Rissen auf der Bau-teiloberseite (Vorspannung), die Vermeidung von Beweh-rung auf der Bauteiloberseite (Einfeldsysteme ohne Trenn-risse) oder der Einbau von nichtrostendem Betonstahl auf-gelistet. Nach Erscheinen derAusgabe 2008 der DIN 1045wurde auch das Heft 525 im Jahr 2010 [15] überarbeitetund verweist jetzt auf die im überarbeiteten DBV-Merk-blatt Parkhäuser und Tiefgaragen [14] enthaltenenAusfüh-rungsdetails. Da im DBV-Merkblatt sowohl Bauweisenentsprechend den anerkannten Regeln der Technik, alsauch von den anerkannten Regeln der Technik teilweiseabweichende Bauweisen beschrieben werden, ohne dassdie regelkonformen Bauweisen explizit gekennzeichnetsind, ist davon auszugehen, dass für Planer, die die speziel-le Fachkunde hinsichtlich derartiger Parkbauten nicht be-sitzen, dieses Merkblatt an einigen Stellen keine ausrei-chende Hilfe darstellt [24].

4.2 Regelbauweisen

Die im Folgenden dargestellten Regelbauweisen entspre-chen den anerkannten Regeln der Technik und den Einge-führten Technischen Baubestimmungen (ETB) gemäßMusterliste vom März 2011 [25]. Die zugehörigen Pla-nungsleistungen entsprechen zu erbringenden Grundleis-tungen, die mit den regulären Planungshonoraren gemäßHOAI [22] vergütet werden. Die Regelbauweisen stellenaus heutiger Sicht eine Mindest-Nutzungsdauer von 50Jahren sicher, wenn eine übliche Wartung und Instandhal-tung (z. B. gemäß [14, 26]) regelmäßig durchgeführt wird.Die Regelbauweisen tragen auch der auf unseren Baustel-len weithin feststellbaren sinkenden Qualifikation der mitderAusführung betrauten Personen Rechnung, z. B. durchdie Vermeidung von Luftporenbeton sowie die Verwen-

309



Bild 5. RegelbauweisenR1 bis R5 (Bild 10 ist zubeachten)Fig. 5. Standard con-structions R1 to R5 (seealso fig. 10)

310



dung zement- und mehlkornreicher Betone für die ammeisten gefährdeten Fußbereiche der Innenstützen.

In Bild 5 sind Beispiele für Konstruktionen, die denanerkannten Regeln der Technik entsprechen, dargestellt.Die Verfasser empfehlen für die Stützen generell und fürAnschlussmischungen von Wandfüßen einen BetonC35/45XD1XF2 zu verwenden, da damit ein zusätzlicherSchutz bei den tragenden Bauteilen erzielt wird. Bei derKonstruktion R1 ist zu berücksichtigen, dass die Schutz-maßnahme unterhalb der Bodenplatte nicht mehr gewar-tet werden kann. Dies kann aberwegen des ausreichendenSchutzes vor mechanischer Beschädigung toleriert werden(vgl. auch Abschn. 2.2.3).

Bei Bodenplatten, die durch Wasserdruck von untenbelastet sind (R3), gibt es derzeit mit Ausnahme einer Au-ßenabdichtung (z. B. gemäß DIN 18195 [27]) keine befrie-digende Lösung. Von vielen Fachleuten wird eine fürrückseitige Durchfeuchtung geeignete starre BeschichtungOS 8 als Schutzmaßnahme vorgeschlagen. Eine derartigestarre Beschichtung stellt jedoch keinen dauerhaftenSchutz dar, da die Beschichtung im Bereich der Betonrisseebenfalls reißt. Dies betrifft sowohl die Trennrisse als auchdie oberseitigen Biegerisse.

Durch eine rissüberbrückende Beschichtung werdendie Biegerisse in der Regel überbrückt, steht jedoch Was-

serdruck im Bereich der Trennrisse an, so ist mit einemAblösen der Beschichtung zu rechnen. Das Gleiche giltauch für eine Schutzmaßnahme entsprechend der DIN18195 [11] bzw. ZTV-ING, Teil 7 [12]. Es gibt Untersu-chungen, die das Ablösen der Beschichtung unter ver-schiedenen Wasserdrücken und Rissweiten belegen [28].Es sind jedoch weitere Forschungen erforderlich, um inAbhängigkeit vom anstehenden Wasserdruck geeigneteSysteme angeben zu können.

In Bild 6 sind die im Merkblatt [14] vorgegebenenAusführungsvarianten angeführt. Grün umrandet wurdendie Varianten, die den anerkannten Regeln der Technikentsprechen. Die Variante 3 stellt nach Meinung der Ver-fasser die dauerhafteste und langfristig betrachtet kosten-günstigste Lösung dar. Bei Variante 1a ist nur die Anwen-dung einer rissüberbrückenden OS 11Beschichtung als re-gelkonform anzusehen. Die Verwendung einer flächigenstarren Beschichtung OS 8 auf einem Parkdeck, bei demRisse zu erwarten sind, entspricht nicht den anerkanntenRegeln der Technik. Die Variante 1a „Lokaler Schutz vorChlorideindringen“ ist dann als regelkonform anzusehen,wenn die Schutzmaßnahmen vor Auftreten der Risse(Sollbruchstellen) aufgebracht werden (vgl. Abschn. 4.4).Der nachträglich aufgebrachte lokale Schutz auf unplan-mäßig aufgetretenen Rissen entspricht den anerkannten

Bild 6. Ausführungsvarianten für Parkdecks [aus 14 mit Ergänzungen]Fig. 6. Construction options for parking decks [from 14 with supplementary notes]

311



Die Planung, Ausführung und Wartung von Sonder-bauweisen (Beispiele siehe Bild 8) bedarf großer Sorgfalt,da ansonsten die angestrebte Mindestlebensdauer des be-treffenden Parkbaus nicht erreicht wird. Bei den Sonder-bauweisen S1 und S2 sind die Rissbreiten durch entspre-chende Bewehrung auf 0,1 mm zu beschränken. Hierbeiwird unterstellt, dass bei Rissbreiten ≤ 0,1 mm keine Chlo-ridkorrosion auftritt. Diese Annahme beruht auf Praxisun-tersuchungen, die jedoch noch nicht die eventuell verän-derten Bedingungen durch die jetzt zur Verwendung vor-gesehenen höheren Betongüten erfassen. Es liegt somitein gewisses Risiko vor, über das der Bauherr aufzuklärenist. Zu beachten ist auch, dass durch die rechnerischerforderliche rissbreitenbeschränkende Bewehrung in derRegel ein deutlich höherer Bewehrungsgrad vorliegt alszur Aufnahme der statischen Lasten erforderlich wäre.Das bedeutet, dass ein gewisser Anteil der Bewehrungkorrodieren kann (Abnutzungsvorrat), ohne dass dieStandsicherheit der Bodenplatte oder Rampe beeinträch-tigt wird. Anhand des Abnutzungsvorrats der Bewehrungist das Risiko abzuschätzen.

Die Sonderbauweise S4 mit einlagigem Gussasphaltsollte nur in Ausnahmefällen z. B. bei Instandsetzungenangewendet werden. Bei Neubauten ist ein zweilagigerGussasphalt zu bevorzugen.

4.4 Sonderfall – starre OS 8 Beschichtung

Eine starre Beschichtung von Bauteilen bietet sich immerdann an, wenn keine Rissbildung zu erwarten ist. Lösun-gen mit starren Beschichtungen und einer sogenannten„begleitenden Rissbehandlung“ erscheinen sehr fragwür-dig, da Risse in der Tiefgarage und bei Parkhäusern sichimAllgemeinen in der kalten Jahreszeit temperaturbedingtöffnen. Im Winter wird Tausalz in die Tiefgarage einge-schleppt und die Temperaturen sind für das Auftragen ei-ner rissüberbrückenden Kunststoffbeschichtung (Banda-gen) im Rissbereich zu diesem Zeitpunkt meistens zuniedrig. Es ist daher davon auszugehen, dass die Instand-setzung der Risse erst im Frühjahr erfolgen kann. Das be-deutet aber, dass vor dem Aufbringen der Bandagen dieRisse über eine gewisse Zeit tausalzbeansprucht und so-

Regeln der Technik, wenn vorher der chloridkontaminier-te Beton entfernt wird („Ausräumen der Risse“). Bei Vari-ante 1b gilt der gleiche Sachverhalt. Da das Ausräumenvon Rissen sehr aufwendig ist und außerdem dafür zumin-dest eine Teilsperrung des Parkbaus erforderlich wird,kann die Variante „begleitende Rissbehandlung“ für Bau-herrn und Nutzer unzumutbare Folgen haben.

4.3 Sonderbauweisen

Über die Regelbauweisen hinaus gibt es eine Vielzahl vonSonderlösungen und „Sparlösungen“, die nicht den aner-kannten Regeln der Technik entsprechen bzw. einen er-höhten Wartungsaufwand erfordern, um eine ausreichen-de Dauerhaftigkeit zu erreichen. Diese Sonder- bzw. Spar-lösungen können selbstverständlich mit dem Bauherrnvertraglich vereinbart werden, solange die eingeführtentechnischen Baubestimmungen erfüllt werden oder eineGleichwertigkeit im Sinne der Schutzziele der jeweiligenLänderbauordnungen erreicht wird. Dazu muss vor Pla-nungsbeginn (in der Regel in der Planungsphase 2 derHOAI [22]) der Bauherr über die Vor- und Nachteile derzur Diskussion stehenden Sonderbauweisen eindeutig auf-geklärt werden (vgl. Abschn. 3.3). Allein der Sachverhaltder eindeutigen Aufklärung dürfte aus juristischer Sichtgroßen Handlungsspielraum für Streitfälle bieten. Des-halb wird in [14] empfohlen, dass sich der Tragwerks-planer die Akzeptanz der Abweichungen von seinem Auf-traggeber schriftlich bestätigen lässt. Planungen von Son-derbauweisen gehören grundsätzlich nicht zu den Grund-leistungen der HOAI [22]. Dies gilt ebenfalls für die zuerstellenden Wartungspläne [23, 29].

In Bild 6 sind die Ausführungsvarianten orange um-randet, die als Sonderbauweisen anzusehen sind. Dies giltz. B. für die im DBV-Merkblatt dargestellte Variante 2a(rissüberbrückende Beschichtung oder starre Beschich-tung mit begleitender Rissbehandlung) in Verbindung mitregelmäßiger, jährlicher Wartung (erweitertes Instandhal-tungskonzept mit Wartungsplan und mind. jährlichemWartungsintervall). Von der im DBV-Merkblatt dargestell-ten Variante 2b (zusätzliche Reduzierung der Betonde-ckung um 10 mm) in Verbindung mit intensiver, halbjähr-licher Wartung (erweitertes Instandhaltungskonzept mitWartungsplan und mind. 2 × jährlichem Wartungsinter-vall) raten die Verfasser wegen der hohen laufenden In-standhaltungs- und Instandsetzungskosten dringend ab.Wie im DBV-Merkblatt [14] beschrieben, sind bei Anwen-dung der Varianten 2a und 2b entsprechende Wartungs-pläne zu erstellen, und der Bauherr muss vom Tragwerks-planer schriftlich über die Risiken aufgeklärt werden [23].Das Risiko der regelmäßigen Durchführung einer fachge-rechten Wartung und Instandhaltung einschließlich derenAuswirkung auf die Standsicherheit des Parkbaus wird aufden Bauherrn übertragen. Der Planer und die Ausführen-den entziehen sich ihrer Haftung, da Schäden im Allge-meinen erst Jahre später sichtbar werden und in den meis-ten Fällen auf eine unzureichende Wartung und Instand-haltung bzw. Instandsetzung zurückzuführen sind. Derverantwortungsbewusste Planer sollte sich deshalb immerdie Frage stellen, ob die jeweils geplante Sonderbauweiseim Hinblick auf die Sachkunde des Bauherrn (z. B. Woh-nungseigentümergemeinschaft) vertretbar ist.

Bild 7. Instandsetzung einer Zwischendecke infolge Korro-sion im RissbereichFig. 7. Corrective maintenance of a slab due to corrosionwithin cracks

312



mit hinsichtlich ihrer Chloridbelastung vorAufbringen derBandagen zu untersuchen sind [24]. Entsprechend demDBV-Merkblatt [14] können derartige Risse nach dem ers-ten Winter geschlossen werden, ohne dass der chloridkon-taminierte Beton im Rissbereich entfernt werden muss.Angabegemäß [14] hat sich ein derartiges Vorgehen be-währt. Nach dem Kenntnisstand der Verfasser liegen we-der Forschungsergebnisse hinsichtlich dieser Thematiknoch Untersuchungen vor, die diese Hypothese bestäti-gen. Diese Vorgehensweise ist damit weder wissenschaft-

lich belegt noch liegt eine Praxisbewährung vor. Demnachentspricht eine derartige Vorgehensweise weder demStand von Wissenschaft und Technik noch den anerkann-ten Regeln der Technik.

Bei den Untersuchungen von tausalzbelasteten Ris-sen ist der hohe Chloriddiffusionswiderstand z. B. einesBetons C35/45 im Bereich der Rissflanken zu beachtenund die Untersuchungsmethodik darauf abzustimmen[30]. Von den Verfassern durchgeführte Untersuchungenbei neu erstellten Parkdecks mit OS 8 Beschichtungen

Bild 8. SonderbauweisenS1 bis S4 (Bild 10 ist zubeachten)Fig. 8. Special construc-tions S1 to S4 (see alsofig. 10)

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zeigten, dass bereits bei Rissbreiten über 0,15 mm bis0,20 mm nach einem Winter Korrosionserscheinungen ander Bewehrung im Riss erkennbar waren. Der Chloridge-halt lag im Rissbereich bei rd. 1,0 M-% Chlorid bezogenauf das Zementgewicht [24]. Daher ist der chloridkontami-nierte Beton zu entfernen, oder es ist ein aufwendiges Mo-nitoring im Bereich der Risse durchzuführen, um die Kor-rosionsgefährdung feststellen zu können. Dies kann jenach Chloridbelastung zu einer umfangreichen Instand-setzung der Rissbereiche führen (vgl. Bild 7). Es ist frag-lich, ob eine derartige Bauweise gegenüber einem Bau-herrn vertretbar ist und wer die Kosten für die nicht uner-heblichen Instandsetzungsmaßnahmen übernimmt. DieVariante 1a – flächiger Oberflächenschutz mit einer star-ren OS 8 Beschichtung – oder der lokale Schutz vor Chlo-rideindringen in Risse birgt ein deutliches Korrosionsrisi-ko der Bewehrung. Dieses Risiko würde auf den Bauherrnübertragen, ohne dass dieser als Laie die Auswirkungender Korrosion hinsichtlich Dauerhaftigkeit und Standsi-cherheit seines Gebäudes abschätzen kann.

4.5 Stützen- und Wandfüße

Als Tausalzbelastung von Wand- und Stützenfüßen wirdin den Regelwerken Spritzwasser und Sprühnebel ange-führt. Die hauptsächliche Schadensursache von Tausalz-schäden an Stützen- und Wandfüßen ist jedoch eine stän-dige Einwirkung von tausalzhaltigem Wasser infolge feh-lendem oder mangelhaftem Gefälle [31 bis 33]. Bei einemGefälle zu den Stützen- und Wandfüßen läuft das einge-schleppte Tausalz von den Radkästen direkt zu den aufge-henden Bauteilen. Auch bei gefällelosen Tiefgaragen er-gibt sich immerwieder Pfützenbildung im Bereich der auf-gehenden Bauteile (Bild 9). Die Schäden im Bereich der-artiger Bauteile sind bekannt und stellen – gemessen amUmfang – in Tiefgaragen und Parkhäusern das größteSchadenspotenzial dar [31 bis 33].

Eine Einordnung der aufgehenden Bauteile in die Ex-positionsklasse XC3, wie z. B. nach [14], ist nur möglich,wenn keine Tausalzbelastung auftritt. Das bedeutet, dasskeine Pfützenbildung im Bereich der aufgehenden Bautei-le bzw. kein Wasserverlauf zu den aufgehenden Bauteilendes Bauwerks bestehen darf. Das Aufbringen einer Be-schichtung ist hierfür nicht ausreichend, da bei einer Be-schichtung Risse und Schäden im Übergangsbereich auf-gehender Bauteile zu Bodenplatten oder Zwischendeckenim Allgemeinen nicht vermeidbar sind. Es ist ein entspre-chendes Gefälle – weg von der tragenden Konstruktion –auszubilden, z. B. gemäß Bild 10.

4.6 Entwässerung

Bei den meisten Parkbauten wird eine wirksame Entwäs-serung durch ein Gefälle erzielt, durch welches das in dieParkdecks eingeschleppte Wasser zu Wassersammelein-richtungen geleitet wird. Als Wassersammeleinrichtungwerden häufig Rinnen (Linienentwässerung) oder Gullys(Punktentwässerung) verwendet. Bei Parkbauten mit ho-her Frequentierung, nicht überdachten Parkdecks undTiefgaragen von hochwertigen Wohnanlagen ist das anfal-lende Wasser über geeignete Entwässerungssysteme ziel-sicher in die Kanalisation abzuleiten [34]. Bei gering fre-

quentierten überdachten Parkbauten werden Wassersam-melrinnen mit Schöpfgruben von den Sachverständigenals tolerierbar angesehen [20, 34].

Um das Wasser zielsicher ableiten zu können, ist einGefälle von planerisch 2,5% vorzugeben. Bei geringerenGefälleneigungen sind Pfützenbildungen handwerklichnicht zu vermeiden. Durch die Pfützenbildung ergibt sichjedoch eine Nutzungseinschränkung. Die Nutzungsein-schränkung betrifft vor allem den Bereich der Stellplätze,da man beim Ein- und Aussteigen der Pfütze nicht auswei-chen kann (Bild 11). Bei Frostbeanspruchung ergibt sichunabhängig von der Pfützentiefe die Gefahr der Eisbil-

Bild 9. Pfützenbildung an einem Stützenfuß, Farbabblätte-rungen und KorrosionsspurenFig. 9. Ponding at a column base, paint flaking and corrosi-on tracks

Bild 10. Fahrbahnanschluss an eine Stütze mit Betonkeilund GegengefälleFig. 10. Pavement connection to a column with concretewedge and contra-slope

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dung und somit eine deutliche Unfallgefahr. Die Defini-tion einer Pfütze anhand von Pfützentiefen erscheintnicht sinnvoll. Eine Pfütze ist immer dann ein Mangel,wenn durch die Pfütze die übliche Gebrauchstauglichkeiteingeschränkt wird [24].

Wie die Untersuchungen der Verfasser von sehr vie-len Parkhäusern und Tiefgaragen zeigen, ist bei tausalzbe-anspruchten Parkbauten ein funktionierendes Entwässe-rungssystem unabdingbar. Bei Parkbauten ohne ausrei-chende Entwässerung (z. B. gefällelose Bodenplatten bzw.Zwischendecken) sind gravierende Schäden die Folge, dieim Allgemeinen einen hohen Instandsetzungsaufwandnach sich ziehen. Bei Ausführung einer gezielten Entwäs-serung wären derartig gravierende Schäden meistens ver-meidbar gewesen.

Die Notwendigkeit einer geeigneten Entwässerung istseit langer Zeit bekannt. In der Literatur findet man im-mer wieder Hinweise auf die Planung einer geeignetenEntwässerung. Diese Empfehlungen finden sich bereits1961 [35] und auch über die Jahre hinweg immerwieder inBüchern und Veröffentlichungen [36 bis 40]. Auch in Re-

gelwerken und Normen wird auf die Notwendigkeit einereinwandfreien Entwässerung hingewiesen (vgl. z. B. [11bis 13, 41, 42]). In Tabelle 1 sind Normen und Veröffent-lichungen der letzten zehn Jahre aufgelistet, in denen dieAnforderungen an ein entsprechendes Gefälle definiertsind.

In den Erläuterungen zur DIN 1045, Heft 525, Auf-lage 2003 [13] wird darauf verwiesen, dass rissüberbrü-ckende Beschichtungen nur dann als ausreichendeSchutzmaßnahme anzusehen sind, wenn u. a. die kon-struktiven Anforderungen an eine wirksame Entwässe-rung einschließlich der Stützen- und Wandanschlüsse er-füllt werden. Dieser sehr sinnvolle Hinweis ist in der über-arbeiteten Fassung der Erläuterungen zur DIN 1045 [15]nicht mehr vorhanden. Stattdessen wird in [15] darauf ver-wiesen, dass aus Dauerhaftigkeitsgründen kein Gefällenotwendig ist, wenn Risse und Arbeitsfugen („möglichstvor dem ersten Chlorideintrag“) dauerhaft geschlossenund geschützt sind. Dies ist z. B. bei Verwendung einerstarren OS 8 Beschichtung nicht der Fall (vgl. Abschn.4.4). Weiterhin ist zu bedenken, dass die Beschichtungennur eine begrenzte Lebensdauer aufweisen und somit keindauerhafter Verschluss und Schutz von Rissen und Ar-beitsfugen möglich ist. Auch durch eine Wartung der Be-schichtung kann ein dauerhafter Verschluss bzw. Schutznicht gewährleistet werden. Die Bedingungen eines dauer-haften Verschlusses und Schutzes sind theoretischer Na-tur und können in der Praxis nicht zielsicher umgesetztwerden. In [43] wird die Thematik gefälleloser Parkbautenerörtert. Hierbei wird stellenweise der Eindruck erweckt,dass gefällelose Parkbauten in vielen Fällen akzeptiertwerden könnten. Gefällelose Parkbauten stellen jedocheindeutig eine Sonderlösung dar und sollten auch auf ein-zelne Sonderfälle beschränkt bleiben.

Allein durch die Tatsache, dass sich Parkbauten ohnefunktionsfähige Entwässerung nicht bewährt haben undParkbauten ohne ein geeignetes Entwässerungssystemvon der überwiegenden Mehrzahl der fach- und sachkun-digen Planer und von Ausführenden nicht akzeptiert wer-den, ergibt sich, dass Parkbauten ohne ausreichende Ent-wässerung nicht den anerkannten Regeln der Technik ent-sprechen können.

Bild 11. Nutzungseinschränkung wegen Pfützenbildung imBereich eines StellplatzesFig. 11. Limitation of use due to ponding within a parkingposition

Tabelle 1. Literaturauswertung zum Erfordernis von GefälleTable 1. Literature review as to the demand of base slopes

Literaturauswertung: Erfordernis von Gefälle

– EAR 1991/2005 ≥ 2,5% (wie Straßenbau)

– Parkhäuser – aber richtig 1993 ≥ 2%, besser 3%

– Mitteilung Nr. C25/1996 (Koord.-A. der Prufingenieure) ≥ 1%

– Konstruktionsregeln fur Tiefgaragen 2003 ≥ 1,5% bis 2,5%

– Betonkalender Parkhäuser 2004 ≥ 2%

– DBV-Merkblatt Parkhäuser 2005 ≥ 2,5%

– Parkhäuser – aber richtig 2006 ≥ 2,5%

– Richtlinie VDI 6200: 2010-02 ausreichendes Gefälle

– Abdichtungen DIN 18195-5:2000-08 ≥ 2%

– BWA-Richtlinie Parkdecks:2010 ≥ 2,5%

– DBV-Merkblatt Parkhäuser September 2010 0%, 2,5% oder ≥ 2,5%

– ÖVBB-Richtlinie Garagen Oktober 2010 ≥ 2%, besser 2,5%

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5 Folgerungen

Werden bei der Planung und Ausführung von Parkbautendie anerkannten Regeln der Technik eingehalten, so istdavon auszugehen, dass bei üblichem Wartungsaufwand ei-ne Mindestlebensdauer von 50 Jahren und eine für Park-bauten übliche Gebrauchstauglichkeit erreicht wird. Wer-den Sonder- oder Sparlösungen gewählt, so ist mit Ein-schränkungen im Bereich der Gebrauchstauglichkeit undder Dauerhaftigkeit zu rechnen. Um eine angestrebte Min-destlebensdauer von 50 Jahren zu erreichen, sind währendder planmäßigen Nutzungsdauer umfangreiche Wartungs-,Instandhaltungs- und Instandsetzungsarbeiten erforderlich.

Bei einer ganzheitlichen und nachhaltigen Planung,die von Anfang an eine dauerhafte Abdichtung beinhaltet,werden über die gesamte Nutzungsdauer in Summe die ge-ringsten Kosten entstehen. Dadurch werden auch Nut-zungsausfallzeiten vermieden,wie sie z. B. für die alle 10 bis20 Jahre erforderliche Erneuerung der Beschichtung zu er-warten sind. In Tabelle 2 ist eine derartige Kostenzusam-menstellung aufgelistet. Selbstverständlich ist eine regelmä-ßige Reinigung der Parkbauten (mindestens einmal proJahr) unabdingbar. Eine regelmäßige Überprüfung der Park-bauten entsprechend der VDI 6200 [42] wird von den Ver-fassern dringend empfohlen. Gepflegte und gut instand ge-haltene Parkbauten helfen nicht nur dabei, die Bauwerkssi-cherheit zu erhalten, sondern sie gewährleisten einen rei-bungslosen und wirtschaftlichen Nutzungsbetrieb.

6 Zusammenfassung

Bei der Planung von Parkbauten hat der Planer die einge-führten technischen Baubestimmungen und im Allgemei-nen auch die anerkannten Regeln der Technik zu berück-sichtigen. Nach Vorgabe des Bauherrn kann hinsichtlichder Gebrauchstauglichkeit von den anerkannten Regelnder Technik abgewichen werden. In diesem Fall muss derPlaner dem Bauherrn die Folgen der Abweichungen (wiez. B. erhöhter Wartungs- und Instandhaltungsaufwand,evtl. Einschränkung der Dauerhaftigkeit, geringere Wert-haltigkeit der Immobilie, usw.) eindeutig darlegen und die-se auch dokumentieren. Weicht der Planer bewusst oderunbewusst von den anerkannten Regeln der Technik ab,ohne den Bauherrn eindeutig aufzuklären, so ist damit imAllgemeinen ein derartiger Parkbau als mangelbehaftet an-zusehen. Für diesen Mangel haftet in der Regel der Planer.

In diesem Beitrag sind Regelbauweisen für Parkbau-ten dargestellt, die den anerkannten Regeln der Technikentsprechen. Eine Planung gemäß den vorgeschlagenenRegelbauweisen ergibt regelkonforme Parkbauten, die derüblichen Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit der-artiger Bauwerke entsprechen. Konstruktionsmöglichkei-ten von Parkbauten, die von den anerkannten Regeln derTechnik teilweise abweichen, werden als Sonderbauwei-sen bezeichnet und hinsichtlich der Risiken infolge derAbweichungen erörtert. Falls der Bauherr eine Sonder-bauweise wünscht, ist der Bauherr vom Planer auf den hö-heren Wartungs- und Instandsetzungsbedarf und die ge-ringere Dauerhaftigkeit und Werthaltigkeit der Immobilieschriftlich hinzuweisen. Der Planer benötigt hierzu eingroßes Fachwissen hinsichtlich der Planung und der In-standsetzung von Parkbauten, welches bei der Planungvon Sonderbauweisen als besondere Leistung im Sinneder HOAI auch besonders zu vergüten ist.

Weiterhin gehen die Verfasser auf Bauweisen ein, diesie aufgrund ihrer bisherigen Erfahrungen mit Parkbautenals nicht vertretbar ansehen. Wie die Erfahrung zeigt, sindMängel an Parkbauten, vor allem bei geringer Nutzungs-intensität (wie z. B. bei Tiefgaragen in Wohnanlagen), nichtinnerhalb der Gewährleistungszeit als Schäden erkennbar,sondern erst nach 15 bis 30 Jahren. Durch die Vorgabe ei-ner intensiven Wartung wird das Risiko dem Bauherrn zu-geschrieben, möglicherweise ohne dass sich der Bauherrder Bedeutung der Wartung bewusst ist. Diese Vorgehens-weise mag für Planende und Ausführende insofern günstigsein, da Schäden meist erst Jahre nach Ablauf der Gewähr-leistungszeit erkennbar sind und die Planer bzw. Ausfüh-renden in diesem Fall möglicherweise nicht mehr belangtwerden können. Das widerspricht den Grundsätzen einerganzheitlichen und nachhaltigen Planung.

Bei der Planung und Ausführung von Parkbauten isteine frühzeitige, offene und vertrauensvolle Zusammenar-beit der am Bau Beteiligten (Bauherr, Planer, Bauausfüh-rende) unabdingbare Voraussetzung für die erfolgreicheErstellung eines auf die Bedürfnisse der späteren Nutzeroptimal abgestimmten Parkbaus.

Literatur

[1] Schöppel, K. und Stenzel, G.: Konstruktionsregeln für Tief-garagen in Stahlbetonbauweise. In: Beton- und Stahlbeton-bau 98 (2003) Heft 3, S. 111–122.

Tabelle 2. BaukostenvergleichTable 2. Comparison of construction costs

Baukosten (ca.-Werte je Stellplatz)

– Rohbau Tiefgaragenstellplatz 13.000 € 13.000 €

– Beleuchtung, Lüftung, Entwässerung 5.000 € 5.000 €

Kosten für die Schutzmaßnahmen (je Stellplatz):

– Abdichtung DIN 18195 und Gussasphalt 2.200 €

– 60 kg/m3 BSt 500 zusätzlich (wk = 0,20 mm) für OS 11 400 €

– Erst-Beschichtung OS 11 (für 5–15 Jahre) 1.100 €

– Zweit-Beschichtung OS 11 (nach 15 Jahren) 1.100 €

– Dritte Beschichtung OS 11 (nach 30 Jahren) 1.100 €

– Evtl. Instandsetzung nach 30 Jahren 5.000–10.000 €

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[2] DIN 1045-7.88 – Beton- und Stahlbeton. Bemessung undAusführung. Berlin: Beuth Verlag GmbH 1988.

[3] DIN 1045-1:2001-07: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton undSpannbeton; Teil 1: Bemessung und Konstruktion. Berlin:Beuth Verlag GmbH 2001.

[4] DIN 1045-1:2008-08: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton undSpannbeton; Teil 1: Bemessung und Konstruktion. Berlin:Beuth Verlag GmbH 2008.

[5] Gehlen, Chr.; Mayer, T. F. und von Greve-Dierfeld, S.:Lebensdauerbemessung. Betonkalender 2011: Kraftwerke,Faserbeton Kapitel XIV. Ernst & Sohn Verlag, Berlin 2011,S. 231–278.

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[7] Positionspapier des DAfStb zur Umsetzung des Konzeptsvon leistungsbezogenen Entwurfsverfahren unter Berücksich-tigung von DIN EN 206-1, Anhang J. In: Beton- und Stahl-betonbau 103 (2008), Heft 12, S. 837–839.

[8] Gehlen, Chr.; Schießl, P. und Schießl-Pecka, A.: Hinter-grundinformationen zum Positionspapier des DAfStb zurUmsetzung des Konzepts von leistungsbezogenen Entwurfs-verfahren unter Berücksichtigung von DIN EN 206-1, An-hang J, für dauerhaftigkeitsrelevante Problemstellungen. In:Beton- und Stahlbetonbau 103 (2008), Heft 12, S. 840–851.

[9] Sodeikat, Chr.: Instandsetzung chloridbelasteter Stahlbe-tonbauwerke am Beispiel von Tiefgaragen. Vortrag bei derLandesgütegemeinschaft Instandsetzung von Betonbauwer-ken Sachsen und Sachsen-Anhalt e.V. am 09.11.2010 in Leip-zig Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung.

[10] Richtlinie für Schutz und Instandsetzung von Betonbau-teilen, Teil 1 bis 4: 2001-10. Deutscher Ausschuss für Stahl-beton. Berlin: Beuth Verlag, 2001.

[11] DIN 18195 Teil 5Ausgabe 2000. Beuth Verlag GmbH 2001.[12] Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richt-linien für Ingenieurbauten (ZTV-ING) Teil 7. Bundesministe-rium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen, Abteilung Stra-ßenbau, Straßenverkehr. Dortmund: Verkehrsblatt Verlag2003.

[13] Erläuterungen zu DIN 1045-1, 1. Auflage 2003, DeutscherAusschuss für Stahlbeton, Heft 525: Berlin, Beuth VerlagGmbH, 2003.

[14] DBV-Merkblatt Parkhäuser und Tiefgaragen, 2. überarbei-tete Ausgabe, September 2010, Deutscher Beton- und Bau-technik-Verein E.V. Berlin.

[15] Erläuterungen zu DIN 1045-1, 2. überarbeitete Auflage2010, Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Heft 525. Berlin,Beuth Verlag GmbH, 2010.

[16] Raupach, M. und Orlowsky, J.: Erhaltung von Betonbau-werken. Vieweg+Teubner GWV Fachverlage GmbH, Wies-baden 2008.

[17] Emig, K-F. und Haak,A.: Bitumenverklebte Abdichtungen.Abdichtungen im Gründungsbereich und auf genutzten De-ckenflächen. Ernst & Sohn Verlag, Berlin 1995.

[18] Verordnung über den Bau und Betrieb von Garagen (GaV)vom 30. November 1993 (GVBI S. 901 bei Bay. RS-1-4-l), ge-ändert durch § 3 der Verordnung vom 08.12.1997 (GVBI S.827).

[19] Kamphausen, P.-A.: Bauschädensammlung, Band 13.Stuttgart, Fraunhofer IRB Verlag 2001.

[20] Grundsatzpapier „Münchner Runde“. Download unterwww.bayika.de/de/aktuelles/kurznachrichten/bautechnik→Tiefgaragenbauwerke.

[21] Springenschmid, R. und Breitenbücher, R.: Beurteilung derReißneigung anhand der Risstemperatur von jungem Beton

bei Zwang. In: Beton- und Stahlbetonbau 85 (1990), Heft 2,S. 29–33.

[22] Honorarordnung für Architekten und Ingenieure – HOAI2009, Bundesanzeiger Verlagsges.m.b.H., Köln 2009.

[23] Bastert, H.; Krams, J.; Meyer, L. und Motzke, G.: Wartungbei Parkbauten – Inhalte und juristische Stellung. In: Beton-und Stahlbetonbau 106 (2011), Heft 9, S. 614–621.

[24] Schöppel, K.: Das neue Merkblatt des DBV „Parkhäuserund Tiefgaragen“ – Hilfe oder Falle für den Tragwerksplaner.Vortrag bei der Jahreshauptversammlung der Vereinigung derPrüfingenieure für Baustatik in Bayern e.V. und der Vereini-gung der Prüfsachverständigen in Bayern e.V. am 23.03.2011.5. Kolloqium Technische Akademie Esslingen 24. und 25. Ja-nuar 2012 Verkehrsbauten Schwerpunkt Parkhäuser 2012,Tagungshandbuch, S. 151–161.

[25] Musterliste der Technischen Baubestimmungen (ETB) –Fassung März 2011, Quelle: www.dibt.de/de/aktuelles_tech-nische_baubestimmungen.html.

[26] Krams, J.: Wartung und Instandhaltung von Parkbauten.Deutscher Beton- und Bautechnikverein E.V. (DBV) – Heft20: Parkhäuser und Tiefgaragen – Das neue DBV-Merkblatt,S. 67–80, Berlin 2010.

[27] DIN 18195 Teil 6 Ausgabe 2000. Beuth Verlag GmbH2001.

[28] Wolf, L: Innenabdichtungen bei Weißen Wannen. InternalSealings of Water Tight Constuctions. In: ibac Kurzbericht 17,2004, Nr. 110.

[29] Motzke, G.: Vertragliche Vereinbarungen zurWartung vonParkbauten – Juristische Bewertung. Deutscher Beton- undBautechnikverein E.V. (DBV) – Heft 20: Parkhäuser und Tief-garagen – Das neue DBV-Merkblatt, S. 67–80, Berlin 2010.

[30] Schöppel, K.: Aussagekraft von Chloridwerten aus Beton-bauwerken hinsichtlich der Korrosionsgefährdung. In: Beton-und Stahlbetonbau105 (2010), Heft 11, S. 703–713.

[31] Schöppel, K.: Beurteilung von Mängel in Tiefgaragen undParkdecks. Seminar „Beurteilung von Mängeln in Tiefgara-gen und Parkdecks“. Ingenieurakademie der Bayerischen In-genieurkammer-Bau am 26.03.2010.

[32] Stenzel, G.: Schäden an Parkbauten vermeiden – Kon-struktionsregeln für die Tragwerksplanung. In: Parkhäuserund Tiefgaragen – Das neue DBV-Merkblatt, Heftreihe Deut-scher Beton- und Bautechnik-Verein e.V. Heft 20.

[33] Schöppel, K.: Schäden in Tiefgaragen, Ursachen und Ver-meidungsstrategien. Vortrag Landesverband öffentlich be-stellter und vereidigter sowie qualifizierter Sachverständigere.V. Bayern, 5. Fortbildungsveranstaltung für Richter, Rechts-anwälte und Sachverständige am 21.04.2010. Tagungsband.

[34] Pech, A.; Warmuth, G.; Jens, K.; Zeininger, J.: Parkhäuser –Garagen, Grundlagen, Planung, Betrieb. 2. überarbeitete Auf-lage, Wien: Springer-Verlag 2009.

[35] Sill, O.: Parkbauten Handbuch für Planung, Bau und Be-trieb von Parkhäusern und Tiefgaragen; Bauverlag GmbHWiesbaden, 1961.

[36] Sill, O.: Parkbauten Handbuch für Planung, Bau und Be-trieb von Parkhäusern und Tiefgaragen; Bauverlag GmbHWiesbaden, 1981.

[37] Bayer, E.; Lohmeyer, G.: Parkhäuser – richtig gebaut Hin-weise zur Vermeidung von Fehlern. Baumann, H.; Klose, N.;Luley, H.: Parkhäuser – richtig Instand gesetzt. SonderdruckAusgabe 40 (1990) H. 2, 3, 4 u. 5 Beton-Verlag GmbH, Düs-seldorf.

[38] Parkhäuser – aber richtig; Ein Leitfaden für Bauherren,Architekten und Ingenieure: Beton-Verlag 1993 Düsseldorf;Bundesverband der Deutschen Zementindustrie.

[39] Parkflächen-Richtlinien – RAR 1762 – 1991 Blatt 1; Emp-fehlungen für Anlagen des ruhenden Verkehrs EAR 91Ausg.1991.

317



[40] Herres, M. und Göker, G.: BWA – Richtlinien für Bau-werksabdichtungen von Parkdecks, Hofkellerdecken undähnlichen Konstruktionen. BFA BWA – BundesfachabteilungBauwerksabdichtung im Hauptverband des Deutschen Bau-industrie, Berlin: Otto Elsner Verlagsgesellschaft mbH & Co.KG, 2010.

[41] ÖVBB-Richtlinie Befahrbare Verkehrsflächen in Garagenund Parkdecks, Oktober 2010, Wien: Österreichische Vereini-gung für Beton- und Bautechnik.

[42] VDI–Richtlinie 6200 Standsicherheit von Bauwerken –Regelmäßige Überprüfung. Febr. 2010. VDI-Gesellschaft Bau-en und Gebäudetechnik Fachbereich Bautechnik VereinDeutscher Ingenieure, Berlin: Beuth Verlag GmbH.

[43] Fingerloos, F.; Meyer, L. undWiens, U.: Zur Notwendigkeitvon Gefällen bei Parkdecks. In: Beton- und Stahlbetonbau105 (2010), Heft 11, S. 695–702.

Dr.-Ing. Gerhard Stenzelö. b. v. Sachverständiger fürBeton-, Stahlbeton- und SpannbetonbauALLVIA Ingenieurgesellschaft mbHJennerweg 782216 [email protected]

Dr.-Ing. Klaus Schöppelö. b. v. Sachverständiger fürBetontechnologie, Betonschädenund Instandsetzung von BetonbauteilenIngenieurbüro Dr. SchöppelPerhamerstraße 86a80687 Mü[email protected]

Hollmuthtunnel: KernstadtumgehungNeckargemünd

Die Kernstadtumgehung Neckargemündist das umfangreichste Projekt an einerKreisstraße in der Geschichte desNeckar-Rhein-Kreises. Sie verbindet dieBundesstraße B45 im Westen mit derKreisstraße K4200 im Osten und um-fasst eine 70 m lange Brücke über die El-senz sowie einen 385 m langen Tunnel,der unter der Südstadt hindurchführt.

Bautechnisch betraten die Planerschwieriges Terrain, um genau zu sein,weichen Grund: Denn eine alte Neckar-schleife, die noch bis zum Mittelpleisto-zän existierte, hatte Lockergestein hin-terlassen: sandige, tonige Schluffe, dieeine weiche bis steife Konsistenz haben,aber durch Wasser auch breiig werdenkönnen.

Darum wurde die Brücke über dieElsenz-Auen auf bis in den Fels reichen-den Bohrpfählen gegründet. Schwierigergestaltete sich der Tunnelbau durch denweichen Boden. Zwar konnte die eineHälfte des Tunnels in offener Bauweiserealisiert werden. Sie lag jedoch in un-mittelbarer Nähe des mehr als 125 Jahrealten Tunnels der EisenbahnstreckeHeidelberg-Neckarelz und nähert sichdiesem bis auf etwa 6 m. Hier musstenzur Baugrubensicherung die Gründungs-pfähle der Bahnbauten mit herangezo-gen werden. Zusätzlich wirkten bis zu35 m lange Verpressanker, die bis in denanstehenden Fels reichten, dem Erd-druck entgegen, der auf den Wänden derBaugrube lastete. Weitaus komplizierterwar der Tunnelabschnitt in bergmänni-

scher Bauweise. Rund zwei Drittel ver-laufen in hartem Buntsandstein, in demder Bau mittels Sprengvortrieb zügig vo-ranging: Das Gewölbe wurde mit Spritz-beton abgesichert und der Tunnel da-raufhin mit Stahlbeton ausgekleidet.Das letzte Drittel jedoch, der Übergangzum in offener Bauweise erstellten Tun-nelabschnitt, erwies sich als besondersschwierig. Denn hier herrschte derweiche Schluff vor, und gleichzeitig wur-den Bereiche derAltstadt mit einerÜberdeckung von weniger als 20 munterfahren. Es drohten Setzungen undSchäden an den Häusern.

Um dem Tunnel ein festes Auflagerzu geben, wurden Rohrvortriebe aufge-fahren und diese mit Mikropfählen indem etwa 2–3 m unter dem Tunnel-grund liegenden Fels gegründet. An-schließend wurden die Rohrvortriebedurchgehend bewehrt und ausbetoniert.Auf diese Weise entstanden zwei Auf-lagerbalken, auf denen der Tunnel ruht.Über diesen Auflagerbalken wurdendoppellagige Schirme aus etwa 15 mlangen, sich überschneidenden Düsen-strahlsäulen hergestellt, die den Tunnelüberspannen und absichern.

Th.

Aktuelles

Der zweispurige Hollmuthtunnel entlastet zusammen mit der Elsenzbrücke den Verkehr vonNeckargemünd (Foto: HeidelbergCement/Fuchs)


Fachthemen

Felix AltmeyerJoachim WeiglHenning Scharf

DOI: 10.1002/best.201200004

Bauwerke sind ab dem Zeitpunkt ihrer Erstellung durch betriebli-che Beanspruchung sowie Bewetterung einem Alterungsprozessunterworfen. Sie altern während der Standzeit. Tragwerke, diezum Zeitpunkt der Erstellung in Übereinstimmung mit den gültigenNormen standen, sind nach neuer Normenlage auf einmal„schwach“ dimensioniert. Neue, genauere Berechnungsmetho-den und bessere Kenntnis der Beanspruchung zeigen allerdingsauch, dass nicht alle nach alter Normengeneration bemessenenTragwerke den tatsächlichen Einwirkungen in vollem Umfang ge-recht werden. Hier sind vor allem die mit der DIN 1045-1 erweiter-ten Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit zu nennen.

Der vorliegende Beitrag behandelt einen Naturzugkühlturmaus dem Jahr 1968 im Kraftwerk Niederaußem, der durch den Be-trieb von nachträglich installierten Abgaseinleitungen Schädi-gungen erfahren hat. Geschildert werden die Bestandsaufnahmedes Kühlturms, die Beurteilung der Standsicherheit mit nicht-linearen Methoden und die sich hieraus ableitende notwendigeSanierung der Kühlturmschale, um den sicheren Betrieb für dieweitere Laufzeit zu gewährleisten.

Safety analysis and rehabilitation of the natural draft cooling

tower Block E at the power plant of Niederaußem

From the moment of their erection, buildings are exposed toweather and loading. They constantly deteriorate.

Buildings that have been erected in compliance with the rel-evant codes are all of a sudden “weak” compared to currentcodes and regulations.

New and more “close to reality” methods of calculation andbetter knowledge of the loading situation shows that not all build-ings that are built within the regulations of the old codes have theability to fulfil the actual demands. This applies in particular to theserviceability limit state of the DIN 1045-1.

The report at hand deals with a natural draft cooling towerfrom 1968 at the power plant of Niederaußem, which has beendamaged as a cause of the operation of a subsequently built fluegas discharge unit.It deals with the surveying of the cooling tower, the estimation

of the ultimate limit state with nonlinear methods of calculationand the necessary rehabilitation to guarantee a safe operationduring the remaining life time.

1 Standortbeschreibung KW Niederaußem1.1 Allgemeines

Der beschriebene Kühlturm wurde im Jahr 1968 am Kraft-werksstandort Niederaußem als Bestandteil der Block-anlage E in Betrieb genommen. Das Kraftwerk Nieder-

außem befindet sich in Bergheim-Niederaußem, ca. 30 kmnordwestlich von Köln, mitten im Herzen des rheinischenBraunkohlereviers. Am Standort Niederaußem stehen ins-gesamt neun Blöcke mit einer Bruttoleistung von 3.650MW. Neben dem neuen 950 MW BoA 1 Block speisendort zwei 150 MW, vier 300 MW und zwei 600 MW Blö-cke Leistung ins Netz ein.

1.2 Wirkungsgrad erhöhen – Emissionen einsparen

Das Kraftwerk Niederaußem ist 2002/2003 um einenBoA-Block mit einer Bruttoleistung von 1.000 MW erwei-tert worden. „BoA“ steht für: Braunkohlekraftwerkmit op-timierterAnlagentechnik. Ziel ist es, durch eine Wirkungs-graderhöhung auf über 43% die natürlichen Ressourcenzu schonen. Die sonstigen Emissionen gehen ebenfalls umrund 30% zurück.

1.3 Nachrüstung von REA-Anlagen(Rauchgasentschwefelungsanlage)

Aufgrund der Großfeuerungsanlagenverordnung, im Juni1983 in Kraft getreten, wurden im Kraftwerk Niederau-ßem bis zum 30.06.1988 alle Kraftwerksblöcke mit Rauch-gasentschwefelungsanlagen nachgerüstet. Die Rauchgas-entschwefelung ist ein Verfahren zur Entfernung vonSchwefelverbindungen (SO2 und SO3) aus den Abgasen

Sicherheitsanalyse und statisch konstruktiveErtüchtigung des Naturzugkühlturms Block Eim Kraftwerk Niederaußem der RWE-Power AG

Tabelle 1. Übersicht Kraftwerk NiederaußemTable 1. Overview Niederaußem

Kraftwerkstyp Braunkohlekraftwerk mit 9 Blöcken

Einsatzbereich Grundlast

Inbetriebnahmen 1963–2003

Leistung (brutto) MW 3.801

Leistung (netto) MW 3.554

Anzahl der Blöcke 150 MW 2 Blöcke300 MW 4 Blöcke600 MW 2 Blöcke1.000 MW (BoA1) 1 Block

Gemittelte Bruttostrom-erzeugung 2004–2006 TWh 25,43

Lage des Kraftwerks Stadt Bergheim, Nordrhein-Westfalen

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F. Altmeyer/J. Weigl/H. Scharf · Sicherheitsanalyse und statisch konstruktive Ertüchtigung des Naturzugkühlturms Block E im Kraftwerk Niederaußem der RWE-Power AG


von Kraftwerken. Die Schwefelverbindungen entstehendurch das Verbrennen schwefelhaltiger fossiler Brennstof-fe. Anlagen zur Rauchgasentschwefelung werden mit REA(Rauchgasentschwefelungsanlage) abgekürzt. Durch denintensiven Kontakt von Calciumcarbonat mit dem Schwe-fel entsteht Gips. Dieser wird in der Regel aufbereitet undin der Gipsverarbeitenden Industrie weiterverwendet.

Aus technischer, ökologischer und wirtschaftlicherSicht war es sinnvoll, die gereinigten Abgasströme nichtüber Schornsteine abzuleiten, sondern über die vorhande-nen Naturzug-Nasskühltürme (NZK) mit dem Kühlturm-schwaden in die Atmosphäre abzugeben. Im Zuge dieserÜberlegung wurden in den 1980er Jahren die 14 in denBraunkohlekraftwerken der RWE-Power AG betriebenenNaturzug-Nasskühltürme mit Reingaseinleitungen nach-gerüstet. Die von der REA kommenden Reingaskanäle (je-weils zwei Stück je Kühlturm) werden durch nachträglichhergestellte Öffnungen in der Kühlturmschale nur wenigeMeter oberhalb der Tropfenabscheiderebene horizontal indas Kühlturminnere eingeführt. Die beiden parallel ver-laufenden sogenannten Lokomotiven sind auf einem Trag-gerüst aus CFK-Trägern aufgeständert und reichen bis ca.2/3 des Kühlturmdurchmessers in den Kühlturm hinein.Diese Lokomotiven sind zur Seite nach innen und nachoben geöffnet, um den Reingasstrom möglichst zentrischin den Kühlturm einzuleiten. In neueren Anlagen, z. B.BoA 1 – 3, wurde diese Einleitung bereits bei der Errich-tung der Kühltürme eingeplant und weiter optimiert (zen-trale Einleitung).

2 Bauwerksbeschreibung Kühlturm E

Der Kühlturm E hat eine Schalenhöhe von ca. 96 m bei ei-nem Durchmesser am unteren Rand von ∅u = 70 m undeiner Wandstärke von d = 0,42 m (Bild 1). Zur Taille hin

verjüngt sich der Durchmesser auf ∅T = 42,65 m undnimmt am oberen Rand wieder auf ∅o = 46 m zu. Die mi-nimale Wandstärke des Kühlturms beträgt auf den mittle-ren 60 Metern nur d = 0,14 m. Die Mindestwandstärkeheutiger Kühlturmtragwerke zum Vergleich beträgt gemäß[1] d = 0,18 m.

Am unteren Rand wird die Schale durch einen massi-ven Fertigteilbalken mit den Abmessungen d/h = 0,65/0,47 m ausgesteift. Zum oberen Rand hin findet eine Auf-dickung auf d = 0,18 m sowie die zusätzliche Aussteifungdurch eine außen angeordnete Kragplatte mit den Abmes-sungen b/h = 1,0/0,25 m statt (Bild 1). Für die Schalekommt ein Beton der Güte B300 nach DIN 1045 [2] zumEinsatz. Die Bewehrung des Kühlturms wird in Rippen-torstahl St IIIb ausgeführt.

Die Auflagerung der Schale erfolgt auf 36 V Stützen-paaren. Diese Rundstützen haben einen Durchmesser von∅ = 0,55 m. Die Materialgüte wird auf den Ausführungs-plänen der Societe Hamon als B450 ausgewiesen.

Die Stützen sind mittels Sockeln auf ein umlaufendesRingfundament mit b = 2,35 m Breite und variabler Höhegegründet. Die aerodynamische Rauigkeit der Schale wirddurch Windrippen mit einer vor Ort gemessen Höhe vonh = 3,5 cm hergestellt. Der mittlere Abstand der Wind-rippen beträgt in Umfangsrichtung ar = 1,4 m.

3 Sicherheitskonzeption – Auslegung und Heute

Die Statik des Aufstellers liegt zur Einsicht nicht vor.Das angewandte Sicherheitskonzept kann deshalb nurauf der Basis der zum Ausführungszeitpunkt aktuellenNormen und Richtlinien beschrieben werden. Diese sinddie DIN 1055 Blatt 4, die DIN 1045 und die Richtliniedes VIK als Leitfaden zur Bestellung von Kühltürmen [2bis 4].

Bild 1. Hauptabmessungen des Kühl-turmsFig. 1. Main Dimensions of the CoolingTower

320



3.1 Sicherheitskonzept der Ausführung

Zur Auslegung des Kühlturms stand zur Zeit der Ausfüh-rung als Vorgänger der VGB BTR [1] die Richtlinie desVIK [4] zur Verfügung. Hierin finden sich zur Bemessungund baulichen Durchbildung folgende Hinweise:

Die Mindestbewehrung ist mit as = 2 cm²/m je Rich-tung und Schalenlaibung vorzusehen. Dies entspricht ei-ner Grundbewehrung ∅8, e = 25 cm. Die Betondeckungbeträgt c = 2 cm bei einer Mindestschalenwanddicke vond = 0,14 m. Der obere und untere Rand sind durch ausrei-chend dimensionierte Randglieder auszusteifen. Zur Her-stellung einer aerodynamisch rauen Oberfläche sindWindrippen anzuordnen.

Der Windstaudruck ist gemäß DIN 1055 Blatt 4 [3]anzusetzen. Die Umfangsverteilung cp(θ1) ist mit dem Ma-ximalwert 1,0q und dem Minimalwert –1,0q zu erfassen.Der Totwassersog wird mit –0,5q angegeben. Ist eine engeGruppenanordnung der Kühltürme zu berücksichtigen,sind Windkanalversuche anzustellen.

Bei der Bemessung, die nach DIN 1045 [2] erfolgt,wird unterschieden in den Gebrauchszustand mit denLastfallkombinationen für die Einwirkungen G (Eigenge-wicht), W (Wind) und T (Temperatur) und den kritischenZustand. Für den Gebrauchszustand sind die Kombinatio-nen 1,0G + 1,0W, sowie 1,0G + 1,0W + 1,0T mit zulässigenSpannungen nach [2] nachzuweisen. Zusätzlich für denGebrauchszustand ist ein Nachweis für die Kombination1,0G + 0,75Wmit Biegemomenten aus Windgeschossen fürdie Meridian- und Ringrichtung zu erbringen. Der kritischeZustand, der für die Auslegung der vertikalen Meridianbe-wehrung maßgeblich ist, wird mit einer Bemessung für1,0G + 1,5W gegen die Streckgrenze des Stahls behandelt.Die zulässigen Druckspannungen im Beton werden auf2/3 · βW28 begrenzt. DieserWert wird bei planmäßig ausge-führten Kühlturmtragwerken ohne Imperfektionen in derRegel nicht maßgebend. Die dynamischen Eigenschaftensind bei ungewöhnlicherAbmessung oder Form zu berück-sichtigen, die Beulsicherheit ist sorgfältig nachzuweisen(ohne weitere Benennung einer Lastfallkombination). Einevergleichende Bemessung mit linearen Methoden undLastansätzen der Ausführungsstatik bestätigt die Dimen-sionierung der vertikalen Meridianbewehrung. Die Ring-bewehrung erscheint als eher schwach dimensioniert.

3.2 Vergleich mit aktuellen Lastansätzen

Die VGB BTR 2005 [1] behandelt die Ausführung aktuel-ler Kühlturmtragwerke. In ihr finden sich anerkannte Re-gelungen für die Auslegung von Kühlturmtragwerken. Fürden Standort Niederaußem ist die Windlastzone 2 mit derGeländekategorie 2 maßgebend. Aufgrund der Rauigkeitder Schale wird die Umfangsverteilung K1.0 in Ansatz ge-bracht (Bild 2). Diese entspricht im Wesentlichen den For-derungen nach [4]. Die Staudruckverteilung der DIN 1055[3] lässt sich in guter Näherung durch die Windlastzone 1abbilden. Gegenüber der Auslegungsstatik lässt sich beider Staudruckverteilung bereits eine Erhöhung der Wind-last erkennen.

Der Böengeschwindigkeitsdruck für die einzelnenWindzonen kann in exponentieller Form beschrieben wer-den:

Windzone 1: qb = 0,71(z/10)0,22

Windzone 2, Geländekategorie 2: qb = 0,88(z/10)0,22

Der heute anzusetzende Staudruck ist also bereits um denFaktor 0,88/0,71 = 1,24 höher als derjenige, der der Aus-legungsstatik zugrunde liegt.

Verschiedene weitere Überhöhungsfaktoren kommenzusätzlich zu dem Grundstaudruck hinzu, sodass sich diefür die Bemessung relevante Windlast zu

w(z,θ) = cp(θ1) · Fi · ϕ · q(z) (1)

ergibt.Hierin ist Fi der Faktor zur Erfassung von Beanspru-

chungserhöhungen. Dieser hängt ab von der Art und demAbstand der Nachbarbebauung. ϕ berücksichtigt Reso-nanzwirkungen infolge dynamischer Windlastanteile. Fürden Kühlturm Block E werden diese mit Fi = 1,22 und ϕ =1,07 ermittelt. Werden all diese Faktoren berücksichtigt,beträgt die Lasterhöhung gegenüber derAusführungszeit

Wneu = 1,24 · 1,22 · 1,07 · Walt = 1,62 · Walt. (2)

Diese Lasterhöhung führt dazu, dass das lineare Sicher-heitskonzept aktueller Normen sich auf diesen Kühlturmnicht sinnvoll und erfolgversprechend anwenden lässt.Eine Beurteilung des Tragwerks mit linearen Methodender Nachweisführung und aktuellen Windlasten führt hiernicht zum Ziel. DerNachweis gegenüberMaterialversagenkann nur durch die Anwendung nichtlinearer Berech-nungsmethoden in Kombination mit der Forderung nachBestandschutz für den Kühlturm gelingen.

4 Beschreibung der Schädigung

Im Jahr 1985wurde der Kühlturm in den REA-Betrieb ein-gegliedert. Hierzu wurden knapp oberhalb der Wasserver-teilung zwei Öffnungen in der Schale geschaffen, diedurch gegen die Schale gespannte Stahlbetonringe gesi-chert sind. Vor dem eigentlichen Kühlturm wurde ein Auf-

Bild 2. Windbeanspruchung des KühlturmsFig. 2. Wind Loads on the Cooling Tower

321



lagertisch erstellt, sodass die Schale nicht durch die Las-ten der GFK Rohre beansprucht wird. Bild 3 zeigt die Si-tuation aus dem Inneren des Kühlturms. Um die Schalevor der Beanspruchung aus dem leicht sauren Schwadenzu schützen, wurde eine Beschichtung der Schale mit ei-nem Beschichtungssystem [5] ausgeführt. Dieses soll einenAngriff auf den Beton verhindern.

In den ersten Jahren des REA Betriebes waren dieAuslassöffnungen der Rohre im Inneren direkt gegen dieSchale gerichtet. Hierdurch kam es zu einer extremen Be-anspruchung des Oberflächenschutzsystems, mit deutli-chem Angriff der Betonrandzone. Die Tiefe dieser Schädi-gung beträgt örtlich begrenzt mehre Zentimeter. Amstärksten beansprucht sind durch die unmittelbare Nähezu den Rauchgasöffnungen die in Bild 4 rot angelegtenFlächen. Deutlich weniger stark beansprucht sind die gel-ben Flächen. Hier konnte durch eine im Jahr 1996 appli-zierte Beschichtung der Beton wirkungsvoll geschützt wer-den, sodass hier von einer Konservierung des Zustandsausgegangen werden kann.

Für die stärker beanspruchten Flächen wurde dies imJahr 1998 ebenfalls versucht, die starke Zerklüftung derOberfläche verhinderte allerdings ein wunschgemäßes

Wirken dieser Beschichtung. Bei einer Befahrung der In-nenseite durch einen bautenschutztechnischen Gutachterim September des Jahres 2004 [5] wurde dieses Schadens-bild aufgedeckt. Neben Schädigungen der Betonrandzonekonnten auch korrosive Schädigungen an der Bewehrungin Ring- und Meridianrichtung festgestellt werden.

5 Prinzipielle Schädigungsmechanismen

Anhand eines zweiten Kühlturms des Standortes Nieder-außem lassen sich zwei prinzipielle Schädigungsmecha-nismen infolge Schwadeneinwirkung unterscheiden. Zumeinen ist dies die bereits beschriebene direkte massive Be-aufschlagung der beschichteten Betonoberfläche durchden Schwaden. Hierdurch kann es dazu kommen, begüns-tigt und unterstützt durch die UV-Strahlung, dass dieSchutzwirkung der Beschichtung aufgehoben und die Be-tonrandzone flächig angegriffen wird. Dieser Schädigungs-mechanismus stellt sich am Kühlturm E dar. Zum anderenkonnten an einem zweiten Kühlturm des Standortes(Block F) in Segmenten der Schale lokale Risse mit mul-denartigem Charakter beobachtet werden. Ihre Entste-hung liegt in der Kombination aus Rauchgasbeaufschla-gung und Temperaturbeanspruchung aus Sonneneinstrah-lung begründet. Diese ist, im Gegensatz zu den betriebli-chen Temperaturbeanspruchungen, nicht über denUmfang konstant. Vielmehr ändert sich die Beanspru-chung aus Sonneneinstrahlung im Lauf eines Tages vonSüd-Osten nach Süd-Westen, vgl. Bild 5 von rechts nachlinks.

Die maximalen Dehnungen infolge dieser Tempera-turbeanspruchung fallen jeweils mit dem Maximum derSonneneinstrahlung (blau in Bild 5) zusammen und wan-dern somit im Verlauf des Tages ebenfalls von Süd-Ostennach Süd-Westen. Im späten Verlauf des Tages hat sichauch die Umgebung aufgeheizt, sodass nun mit den größ-ten Beanspruchungen zu rechnen ist. Es entstehen im We-sentlichen Druckspannungen auf der Außenseite undZugspannungen auf der Innenseite der Schale. In vertika-ler Richtung steht dieser Zugspannung die Druckspan-nung aus Eigengewicht entgegen, sie wirkt wie eine Vor-spannung des Querschnitts. In Umfangsrichtung entste-hen durch das Eigengewicht nur Spannungen geringfügi-ger Größenordnung. Dieses sind unterhalb der TailleDruckspannungen und oberhalb der Taille Zugspannun-

Bild 4. Durch das Abgas beanspruchte Flächen, Innen-ansichtFig. 4. Areas with high Impact by Flue Gas, Inside View

Bild 3. Nachträglich hergestellte Öffnung für den REABetrieb, Ansicht von innenFig. 3. Flue Gas Discharge Opening, Inside View

Bild 5. Wechsel der Beanspruchungen aus dem LastfallSonne im Lauf des Tages (nachmittags – mittags – morgens)– blau =warmFig. 5. Change of Insolation during the Day (afternoon –midday – morning) – blue =warm

322



gen. Als Resultierende können aus Eigengewicht und Son-nenbeanspruchung in dieser Richtung nun Zugspannun-gen auf der Schaleninnenseite entstehen. Überschreitendiese die aufnehmbare Zugspannung des Betons, kommtes zu Rissen. Aufgrund der Charakteristik der Sonnenein-strahlung in Verbindung mit den Eigengewichtskräftensind diese Risse im Wesentlichen vertikal ausgerichtetund im Bereich Süden bis Westen auf der Innenseite zusuchen.

Zur Steuerung der Risse steht in Ringrichtung beidem betrachteten zweiten Kühlturm in weiten Bereichender Schale eine gemäß [4] dimensionierte Mindestbeweh-rung von as = 2,0 cm²/m (4 · ∅8/m) pro Seite zur Verfü-gung. Diese kann eine wirksame Begrenzung der Risse aufheute im Allgemeinen geforderte Werte von wk,cal =0,2 mm nicht gewährleisten. Es kommt zu teilweise breite-ren Rissen im Beton und auch in der starren Beschich-tung. Im vorliegenden Fall erreichen diese Rissbreiten biszu wk = 0,5 mm. Aufgrund der schlechten Zugänglichkeitim Inneren des Kühlturms sind diese nur während Revi-sionen oder Stillständen durch Befahrungen der Innen-seite zu entdecken.

Zunächst sind die Risse allerdings nicht weiter schäd-lich, es wird jedoch hierdurch ein Mechanismus in Ganggesetzt, der größeren Schaden verursachen kann (Bild 6).Durch die Risse im Beschichtungssystem dringt derSchwaden kapillar ein und hinterwandert die Beschich-tung. Der Zementstein wird chemisch angegriffen und ver-liert seine Festigkeit. Oberflächlich betrachtet sind die Be-tonschädigungen nicht auszumachen, lediglich der Riss inder Beschichtung deutet auf die dahinter liegende Schädi-gung hin. Wird nun mechanisch auf die Fläche eingewirkt,kann mit geringsten Anstrengungen bei einigen Rissen ei-ne mehrere Zentimeter tiefe Mulde ausgehoben und dieRingbewehrung freigelegt werden (Bild 7).

Im Fall des Kühlturms Block F konnte der Bereich, indem derartige Risse vorkommen, durch die zuvor geschil-derten Erkenntnisse auf einen Teilbereich der Schale in

süd-westlicher Richtung beschränkt werden. Die Innen-befahrung hat dieses Ergebnis bestätigt. Nur in süd-west-lichen Bereichen, in denen das Rauchgas direkt auf dieSchale auftrifft, sind solche Schädigungen entstanden(Bild 8). Kühlturm F wurde daraufhin im Jahr 2009 einerbautenschutztechnischen Ertüchtigung mit Instandset-zung der vorgenannten Risse unterzogen.

6 Numerisches Modell

Da es im Einzelnen nicht möglich ist, die großflächigenSchädigungen im Detail zu erfassen, müssen Ansätze ent-wickelt werden, die den Zustand des Kühlturms möglichstwirklichkeitsnah wiedergeben. Hierzu werden zunächstdie Schädigungen mittels geeigneter Software (NZK-Doku[6]) visualisiert und eingegrenzt, um im Anschluss Scha-densmerkmale zu definieren (vergleiche hierzu auch Bil-der 4 und 9). Im vorliegenden Fall wurden eine Reduktionder Wandstärke sowie eine korrosive Schädigung der Be-wehrung im Modell eingearbeitet. Die so erzielten Ergeb-

Bild 6. Mechanismus der BetonschädigungFig. 6. Mechanism of Concrete Deterioration

Bild 7. Ansicht einer SchadstelleFig. 7. Detail View of a damaged Section

Bild 8. Direkte Rauchgasbeaufschlagung der Schale imBereich Süd-Westen undWestenFig. 8. Direct Impact of Flue Gas on the Shell

Bild 9. Finite Elemente Modell mit eingearbeiteten Schädi-gungsmerkmalenFig. 9. Finite Element Model including Deterioration

323



nisse können als unterer Grenzwert im Sinne eines „worstcase“ Szenarios interpretiert werden. Die Berechnungenerfolgen weitestgehend im Programmsystem Roshe3 [7]mit doppelt gekrümmten vierknotigen Finiten Schalenele-menten und 3D Balkenelementen. Kontrollrechnungenwerden im Programmsystem Sofistik durchgeführt. Auf ei-ne Modellierung des Ringfundamentes wird zunächst ver-zichtet, die Lagerung erfolgt starr gegen Verschiebungenund Verdrehungen. Die realen Materialparameter werdenin Befahrungen vor Ort für die Stützen und die Schale er-mittelt und in der Rechnung berücksichtigt.

7 Beschreibung der Auswirkungen der Schädigungen

Um eine Aussage über die Standsicherheit zu treffen, sindim Wesentlichen zwei Nachweise zu führen. Zunächst derNachweis gegenüber Beulversagen, der für die Lastfall-kombination λ·(G+We+Wi) zu erbringen ist (We: Außen-druck Wi: Innensog). Außerdem der Nachweis gegenüberMaterialversagen. Letzteres kann durch physikalischnichtlineare Berechnungen, die als wesentliche Nichtli-nearität das Nachrissverhalten des Betons berücksichti-gen, geschehen. Bei beiden Nachweisformaten ist zu er-warten, dass sich die Standsicherheit durch die berück-sichtigten Schädigungen verschlechtert. Beim Nachweisder Beulsicherheit geht als wesentlicher Parameter dieWandstärke h in Form der Biegesteifigkeit EI = E · h3/12ein.

Beim Nachweis gegenüber Materialversagen wird dieberücksichtigte korrosive Schädigung vor allem der verti-kalen Meridianbewehrung maßgebend für eine Reduktionder aufnehmbaren Windlast verantwortlich sein, da diegrößten Zugkräfte bei Kühlturmtragwerken aus Windein-wirkung in vertikaler Richtung auftreten. Durch die be-schriebenen Schädigungen ist das Tragwerk zudem asym-metrisch geworden, sodass jeweils mehrere Laststellungenzu untersuchen sind.

8 Beulsicherheit des geschädigten undungeschädigten Kühlturms

Bild 10 zeigt die Berechnungsergebnisse für verschiedeneWindangriffsrichtungen als Diagramm der Beulsicherheit,

aufgetragen über der Windangriffsrichtung. Das Ergebnisder Untersuchung zeigt ein lokales Minimum der Beulsi-cherheit bei der Windangriffsrichtung θ1 = 255°. Hier zeigtdas Windluv auf den Rand des Schädigungsbereichs unddie Sogflanke der Umfangsverteilung (mit 70° Versatz zumLuv, vgl. Bild 2, rechts) befindet sich innerhalb des Haupt-schädigungsbereichs. An dieser Stelle entstehen die maxi-malen vertikalen Druckkräfte in der Schale, die zum Beul-versagen führen. Die Beuleigenformen für die kleinste kri-tische Last sind in Bild 11 dargestellt. Es fällt eine deutli-che Lokalisierung der Eigenform auf den geschädigtenBereich (rot) auf. Die infolge der Schädigung eingetreteneStörung der Symmetrie des Tragwerks wird hierdurchdeutlich sichtbar.

Die Imperfektionsempfindlichkeit der Schale wirdkonservativ mit dem Konzept der reduzierten Membran-beulung abgeschätzt [8, 9]. Dies ist im vorliegenden Fallsinnvoll, da nicht davon ausgegangen werden kann, dassdie Schale imperfektionsfrei errichtet wurde. Vermes-sungsprotokolle aus der Zeit der Errichtung liegen nichtvor. Infolge von Schädigungen, die mit dem gewählten Be-

Bild 10. Beulsicherheit des geschädig-ten Tragwerks bei variierenderWind-angriffsrichtungFig. 10. Buckling Safety for varyingWind Directions for the deterioratedStructure

Bild 11. Beuleigenform für λb = 3,2Fig. 11. Buckling Eigenmode for the lowest Buckling Safetyλb = 3,2

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rechnungsmodell nicht erfasst werden können, kann esaußerdem zu einer Verformung der Schale gekommensein. Ein konservativer Ansatz erscheint deshalb ratsam.Hierbei wird davon ausgegangen, dass die linearen Mem-braneffekte λm im überkritischen Bereich vollständigaufgezehrt werden und im Nachbeulminimum nur nochder Stabilitätsanteil λb der linearen Biegeeffekte wirkt(Bild 12). Durch dieses Konzept lässt sich ein untererWert für die Beulsicherheit der möglicherweise imperfek-ten Schale finden. Es ergibt sich:

λk = λb + λm. (3)

Im vorliegenden Fall berechnet sich die klassische Ver-zweigungslast zu λk = 4,52 und die untere Grenze der mitImperfektionen behafteten Schale zu λb = 0,71 · λk = 3,2.Dieses Ergebnis ist gültig für den Zustand der Befahrung.Es ist davon auszugehen, dass bis zum nächstmöglichenTermin, an dem Sanierungsmaßnahmen im Inneren derSchale durchgeführt werden können, eine weitere Ver-schlechterung des Zustands der geschädigten Flächen, dieweiterhin dem sauren Schwaden ausgesetzt waren, statt-findet. Hierfür mussten Ansätze für die weitere Entwick-lung der Schädigung getroffen werden. Es wurde unter-stellt, dass sich die Schädigung der Betonrandzone bis zurnächsten Revision um 30% verschlechtert. Mit dieser An-nahme errechnet sich als unterster Wert eine Beulsicher-heit von λb = 0,70 · λk = 0,70 · 3,25 = 2,28. Das in [1] gefor-derte Sicherheitsniveau von λk = 5,0 ist also bereits ohneden weiteren Ansatz von Imperfektionen deutlich unter-schritten.

Zum Vergleich: Der ungeschädigte Kühlturm mitSollwandstärke verfügt über eine Beulsicherheit vonλb = 0,76 · 8,52 = 6,3. Eine Sanierung erscheint vor diesemHintergrund zur Sicherstellung einer ausreichenden Beul-sicherheit notwendig.

9 Tragwerkssicherheit des geschädigten Kühlturmsmit nichtlinearen Methoden

Die Sicherheit gegenüber Materialversagen des geschädig-ten Turms lässt sich durch physikalisch und geometrischnichtlineare Berechnungen für die LastfallkombinationG + λW bewerten. Hierzu wird wirklichkeitsnah zunächstdas Eigengewicht des Kühlturms in einer inkrementell ite-rativen Berechnung auf das Modell aufgebracht, im An-schluss wird der Wind bis zum Erreichen eines kritischenZustands im Sinne der DIN 1045-1 [10] gesteigert. DieBewertung der erreichten Traglast ist in diesem Zusam-menhang nicht trivial. Es erscheint aus den bereits ge-schilderten Gründen im vorliegenden Fall nicht sinnvoll,das Tragwerk im Sicherheitskontext aktueller Normenund Richtlinien [1, 10] zu betrachten. Das dort geforderteSicherheitsniveau kann von fast keinem Kühlturmtrag-werk aus dieser Zeit mit den heute aktuellen Windlastenerbracht werden. Selbst der ungeschädigte Kühlturm mitSollgeometrie und Sollwerkstoffparametern kann hierzuunmöglich in der Lage sein. Es wird deshalb ein Bestands-schutzkonzept für den Kühlturm in Anwendung gebracht.Die Traglast des ungeschädigten Kühlturms wird als Refe-renzniveau definiert. Die des geschädigten Kühlturmswird anhand dieser Referenz bewertet. Kann dieses Ni-veau von dem geschädigten Turm nicht erreicht werden,sind sanierende Maßnahmen notwendig. Es wird mit die-sem Vorgehen ein Tragwerkszustand wiederhergestellt,der sich im Wesentlichen an den Normen der Ausfüh-rungszeit misst.

Die physikalisch und geometrisch nichtlinearen Be-rechnungen erfolgen im Programmsystem Roshe3 [7]. Fürdie Abbildung der Kühlturmschale kommen dabei doppeltgekrümmte, geschichtete Schalenelemente mit 12 Frei-heitsgraden je Knoten zum Einsatz. Die nichtlinearenWerkstoffgesetze für die Werkstoffe Bewehrungsstahl undBeton sind in der Lage, die wesentlichen nichtlinearen Ef-fekte, hier sei vor allem das Nachrissverhalten des Betonsgenannt, zu erfassen und so ein wirklichkeitsnahes Trag-verhalten zu simulieren.

Als ein Ergebnis dieser Berechnungen ist die Last-Ver-formungskurve des Taillenpunktes im Luv in Bild 13 zu se-hen. Dargestellt sind hier zunächst die Last-Verformungs-kurven des ungeschädigten Systems bei aktueller und da-mals gültiger Windlast. Wie erwartet, führt die um denFaktor 1,62 erhöhte Belastung der aktuellen Richtlinienzu einem deutlichen Absinken der aufnehmbaren Wind-last von λ = 2,12 auf λ = 1,37. Der Winderhöhungsfaktorspiegelt sich direkt im Ergebnis wider. Das Tragverhaltenselbst kann als typisch für Kühlturmtragwerke bezeichnetwerden. Nach Bildung der ersten Risse im Luv nimmt dieSteifigkeit im System immermehr ab, erkennbar ist dies anden stark zunehmenden Verformungen nach Bildung die-ser Risse. Das weitere Steigern derWindlast führt dann imAnschluss zunächst zum Erreichen der Fließgrenze unddanach zum Überschreiten der kritischen Stahldehnungε22 im Luv der Beanspruchung in vertikaler Richtung.

Die Ermittlung der Traglast des geschädigten Kühl-turms unter aktuellen Windlasten erfordert wieder die Un-tersuchung mehrerer Windlaststellungen. Als ungünstigsteLaststellung hat sich diejenige herausgestellt, bei der dasWindluv mittig auf der Hauptschädigung nach Bild 4 an-

Bild 12. Konzept der reduzierten Membranbeulung [8]Fig. 12. Concept of reduced Membrane Buckling [8]

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greift. Dadurch entstehen in dem Bereich, in dem korro-sive Schädigungen der Bewehrung angesetzt wurden, diegrößten vertikalen Zugkräfte n22. Durch die ebenfalls hierberücksichtigte Reduktion der Wandstärke ist das Systemdeutlich weicher gegenüber der angreifenden Windbelas-tung. Zu erkennen ist dies an den wesentlich größerenVerformungen des geschädigten Systems bei gleicher Last-stufe im Vergleich zum ungeschädigten Tragwerk. DasVersagen erfolgt ebenfalls durch Überschreitung der kriti-schen Stahldehnung ε22 in vertikaler Richtung innerhalbdes geschädigten Bereichs. Der direkte Vergleich zeigt,dass durch die Schädigungen ein Defizit bei der aufnehm-baren Windlast entstanden ist.

Ungeschädigter Turm mit aktueller Last: λ = 1,37Geschädigter Turm mit aktueller Last: λ = 1,19

Diese basiert im Wesentlichen auf der angesetzten korro-siven Schädigung. Es kommt zu einem rechnerischen Ab-fall der Traglast um Δ = 13%. Bereits die Defizite auf Sei-ten der Beulsicherheit legten eine Sanierung nahe, die De-fizite auf Seiten der Sicherheit gegenüber Materialversa-gen bestätigen dies zusätzlich. Als Ziel der Sanierung lässtsich die Wiederherstellung des Sicherheitsniveaus des un-geschädigten Kühlturms formulieren.

10 Entwurf und Auslegung eines Sanierungskonzeptes

Der Wunsch des Bauherrn nach einem bis zur nächstenRevision weitestgehend ungestörten Betrieb macht es zu-nächst nicht möglich, die Schädigungen auf der Innensei-te, die zum Absinken der Sicherheit gegenüber Beulversa-gen und Materialversagen führen, direkt zu beseitigen. Esmuss deshalb ein zweistufiges Sanierungskonzept entwor-fen werden, das die Standsicherheit bis zur endgültigen Sa-nierung gewährleistet. Hierzu wird ein außenseitiger, be-wehrter Spritzbetonring entworfen, dessen Lage und Ab-messung hinsichtlich Masse und Wirksamkeit zu optimie-ren ist. Diese außen liegende Verstärkung trägt dazu bei,die Beulsicherheit bis zur Innensanierung auf ein vertret-bares Maß anzuheben. Durch die enthaltene Bewehrungwird die Sicherheit gegenüber Materialversagen ebenfallsverbessert. Um den Spritzbetonring auf der Schale herstel-

len zu können, müssen die Rippen entfernt werden. Diesewerden nach Fertigstellung der Betonierarbeiten durchGFK Profile ersetzt (Bild 14). Im Anschluss an diese Maß-nahmen werden in der darauffolgenden Revision die De-fizite auf der Innenseite beseitigt und das Sicherheitsni-veau des ungeschädigten Kühlturms somit wieder herge-stellt.

10.1 Anhebung der Beulsicherheit

Bild 15 zeigt die Variablen der Strukturoptimierung desSpritzbetonrings. Durch Untersuchungen der Beulsicher-heit wird der Spritzbetonring in seiner Lage zH, Höhe Hund Dicke D variiert, um ein Maximum der Beulsicherheitbei gleichzeitig minimalem Betonvolumen und zu behan-delnder Oberfläche zu erreichen. Als Ziel für die Optimie-rung wird für den Zustand bis zur Sanierung auf der In-nenseite als Übergang eine Beulsicherheit von λ = 3,5 ge-fordert.

Es werden umfangreiche Studien angestellt, um diehinsichtlich Materialeinsatz und Wirkung günstigste Vari-ante zu finden. Als optimal hinsichtlich der Beulsicherheithat sich ein Spritzbetonring mit einer Höhe H = 13 m undeiner Lage z = 40,5 m nach Bild 15 herausgestellt. Hier-durch kann die Beulsicherheit für den Zwischenzustandbis zur Sanierung der Innenseite auf λb = 3,5 angehobenwerden. Nach erfolgter Reprofilierung der innen liegen-den Schädigungsbereiche beträgt die Beulsicherheit λb =7,42 und ist damit wieder auf dem Niveau des ungeschä-digten Kühlturms.

Die Beuleigenformen für diese zwei Zustände sind inBild 16 zu sehen. Während im teilsanierten Zustand (linksin Bild 16) noch eine Konzentration der Beuleigenformauf die geschädigten Bereiche zu beobachten ist, wirddurch die abgeschlossene Innensanierung (rechts in Bild16) die globale Beuleigenform, die typisch für Kühlturm-tragwerke unter Windbelastung ist, wiederhergestellt.

10.2 Anhebung der Sicherheit gegenüber Materialversagen

Nach erfolgter Außensanierung werden die innenseitigenSchädigungen der Schale beseitigt. Hierzu wird gemäßdem bautenschutztechnischen Konzept [11] zunächst der

Bild 13. Last-Verformungskurve der Taille im Luv derWind-beanspruchungFig. 13. Load-deflection Curve of the Throat in the wind-ward Direction

Bild 14. Ersatz derWindrippen durch GFK ProfileFig. 14. Exchange of the Wind Ribs by GRP Profiles

326



nicht tragfähige Beton entfernt. Die freiliegende Be-wehrung muss gereinigt und passiviert werden. Der Beton-ersatz erfolgt mit SPCC. Hierbei handelt es sich um einenkunststoffmodifizierten Spritzmörtel (Sprayable PolymereCement Concrete). Im Anschluss erfolgt eine Beschich-tung auf den zuvor beschichtungsgerecht (Merkmal fein-rau verrundet) herzustellenden Flächen. Durch dieseMaßnahme kann die durch die Schädigung hervorgerufe-ne Einbuße an aufnehmbarer Windlast (λgesch = 1,19,λungesch = 1,37) wieder auf das Referenzniveau angehobenwerden. In Bild 17 ist die Last-Verformungskurve des sosanierten Systems im Vergleich mit dem geschädigten so-wie dem ungeschädigten Referenzsystem dargestellt. Esfällt gegenüber dem geschädigten System eine deutlicheVersteifung des Tragwerks auf. Die Verformungen fallenbei gleicher Laststufe deutlich geringer aus. Die aufnehm-bare Windlast befindet sich wieder auf dem zuvor definier-ten Referenzniveau, das Ziel der Sanierung wurde er-reicht.

11 Darstellung der erfolgreichen Sanierung

Auf Basis des Instandsetzungskonzeptes wurde RWE-sei-tig ein Leistungsverzeichnis erstellt und der Auftrag nachAusschreibung Ende Mai 2006 an eine auf diesem Gebietder Kühlturmertüchtigung erfahrene Firma vergeben. Die

Arbeiten wurden von Befahranlagen, die speziell für dieseArbeiten von entsprechenden Fachunternehmen angefer-tigt werden, ausgeführt. Diese Befahranlagen werden mitgesteuert verfahrbaren Oberwagen an der Kühlturmkronemontiert. Dabei ist die Lasteinwirkung der Anlagen in dieSchale am oberen Randglied durch den Tragwerksplanerberechnet und nachgewiesen worden.

Da die Instandsetzung, d. h. die Herstellung desSpritzbetonrings umlaufend um die Schale, während deslaufenden Betriebes des Kühlturms erfolgte, mussten be-stimmte Vorgaben und Sicherheitsaspekte berücksichtigtwerden. Hierbei ist vor allem der Kühlturmschwaden, einGemisch aus Wasserdampf und gereinigten Rauchgasen,zu beachten. In einem Abstimmungsgespräch gemeinsammit den ausführenden Unternehmen sowie den Sicher-heitsfachkräften des Kraftwerks und der Feuerwehrwurdeein Montagekonzept für den Oberwagen der Befahranlage(Gerüst) unter Berückichtigung des Gefährdungspoten-zials ausgearbeitet. Dieses Konzept sah vor, dass die Mon-teure jederzeit über eine gesonderte Zubringerbühne dieKrone verlassen konnten, sollte es zu einer Grenzwert-überschreitung der Abgaskonzentration bei den Arbeitenam Oberwagen auf der Kühlturmkrone oder aber zu ei-nem Unwetter kommen. Die vorbeschriebene Befahranla-ge besteht aus einem Gerüst mit mehreren Arbeitsebenenüber die Höhe des Spritzbetonrings und ist nur horizontalverfahrbar. Unterhalb dieses Gerüstes ist eine Zubringer-bühne montiert, mit der die Arbeitskräfte das Gerüst er-reichen (Bild 18).

Von einer zweiten, sowohl horizontal wie vertikalverfahrbaren Bühne aus wurden begleitende, parallel lau-fende Arbeiten ausgeführt. Ein um den Kühlturm umlau-fendes Schutzgerüst bis OK Lufteintritt diente gleichzeitigals Arbeitsbühne, Schutzabdeckung, Materialzwischenla-ger sowie Absetzmöglichkeit für die Befahranlagen.

Das Instandsetzungs- bzw. statisch-konstruktive Er-tüchtigungskonzept sah folgende Arbeitsschritte vor:– Einmessen des Spritzbetonrings– Abstemmen der Windrippen/Rippen– Untergrundvorbereitung durch Höchstdruck-Wasser-strahlen

– Verankerung und Befestigung der Bewehrung (StabstahlBSt 500 S) mit 3,5 cm Betondeckung

Bild 16. Beuleigenform des außensanierten und vollsanier-ten KühlturmsFig. 16. Buckling Eigenmode for the partly and fully recon-structed Cooling Tower

Bild 15. Parameter der OptimierungFig. 15. Parameter of the Optimization Bild 17. Last-Verformungskurve der Taille im Luv derWind-

beanspruchung des vollsanierten KühlturmsFig. 17. Load-Deflection Curve of the Throat in the wind-ward Direction of the fully reconstructed Cooling Tower

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– Auftragen des Spritzbetons, d = 60–70 mm– Montage von GfK-Rippen als Ersatz für die Windrippen

Nach erfolgter Montage der Befahranlagen, des umlaufen-den Schutzgerüstes sowie der eigentlichen Baustellenein-richtung wurde im Juni 2006 mit den vorbeschriebenenArbeiten begonnen.

Nachdem die Untergrundvorbereitung abgeschlossenwar,wurde umgehend mit dem Einbau der Bewehrung vonder Einzelbühne begonnen, um einen Vorlauf für dieSpritzbetonarbeiten zu erzielen. Die Spritzbetonarbeitenvom großen Arbeitsgerüst begannen im Juli und endetennach vereinzelten witterungsbedingten UnterbrechungenAnfang November 2006. Besonderes Augenmerk musstedabei auf die Spannlöcher in der Kühlturmschale gelegtwerden. Durch diese Löcher mit einem Durchmesser vonca. 20 mm dringt im Betrieb permanent Wasserdampf desKühlturmschwadens nach außen. Diese Bereiche wurdendeshalb vorgespritzt, um einen kraftschlüssigen Verschlusszu erzielen. Insgesamt wurden 2.385 m² Spritzbeton aufge-bracht. Im Nachgang wurden GFK-Rippen als Ersatz fürdie im Vorfeld weggestemmten Windrippen aufgedübelt.Die Arbeiten wurden im Januar 2007 abgeschlossen.

Während der Maßnahme wurde eine baubegleitendeQualitätssicherung durchgeführt. Diese umfasste die Haft-zugprüfung des vorbereiteten Untergrundes, Bewehrungsab-nahme, Prüfen der Betonüberdeckung, Prüfen der Betonfes-tigkeit in situ (Schmidt-Hammer), Prüfen auf Hohllagen so-wie stichprobenartige Prüfung derBaustellendokumentation.

12 Fazit und Ausblick

Der vorliegende Beitrag verschafft einen Überblick überdie Sanierung eines Kühlturmtragwerkes. Von der Be-standsaufnahme, der rechnerischen Simulation mit mo-dernen Methoden der nichtlinearen Analyse sowie derSchädigungsanalyse bis hin zurAusführung in Verbindungmit dem Bautenschutz werden alle wesentlichen Schritteerläutert. Es wird gezeigt, dass zur erfolgreichen Beseiti-gung aufgetretener Schädigungen ein Verständnis der Me-chanismen, die die Schäden ursächlich hervorgerufen ha-ben, unbedingt notwendig ist.

Neben zusammenfassenden Schilderungen der um-fangreichen rechnerischen Tragwerksanalyse wurde ge-

zeigt, dass eine erfolgreiche Sanierung für ein vergleichba-res Tragwerk immer auch im Zusammenhang mit einemKonzept stehen muss, das neben der bautenschutztechni-schen Seite auch die Ausführung und die Besonderheitender Nutzung miterfasst. Erst wenn diese Aspekte sinnvollvereint sind, kann eine erfolgreiche Sanierung stattfinden,die die Schäden auch dauerhaft beseitigt.

Literatur

[1] VGB-R 610 U: BTR: Bautechnik bei Kühltürmen. VGB-Richtlinie für den bautechnischen Entwurf, die Berechnung,die Konstruktion und die Ausführung von Kühltürmen. Es-sen: VGB PowerTech e.V., Ausgabe 2005.

[2] DIN 1045 11/1959: Bauwerke aus Stahlbeton. Berlin, 1959.[3] DIN 1055 06/1938: Lastannahmen für Bauten, Blatt 4 –Windlasten. Berlin, 1938.

[4] VIK – Technischer Leitfaden zum Bestellen von Kühltür-men, Essen, Energieberatung GmbH., Ausgabe 1970.

[5] Engelfried, R.: Gutachten über Schäden an der Schalen-innenseite im Kühlturm E im Kraftwerk Niederaußem undüber Konsequenzen für den weiteren Betrieb. Interner Be-richt, 19.09.2004.

[6] Altmeyer, F.: Handbuch zu NZKDoku. Version 1.3, 2007.[7] Handbücher zu dem FE-Programm ROSHE3. Interner Ar-beitsbericht, Fachgebiet Baustatik Universität Kaiserslautern,2006.

[8] Grote, K.: Theorie und Anwendung geometrisch und physi-kalisch nichtlinearer Algorithmen auf Flächentragwerke ausStahlbeton. Dissertation, Universität Kaiserslautern, 1992.

[9] Wittek, U.: Beitrag zum Tragverhalten der Strukturen beiendlichen Verformungen unter besonderer Beachtung desNachbeulmechanismus dünner Flächentragwerke. MitteilungNr. 80-1, Ruhr Universität Bochum, 1980.

[10] DIN 1045-1 08/2008: Tragwerke aus Beton, Stahlbetonund Spannbeton – Teil 1: Bemessung und Konstruktion. Ber-lin, 2008.

[11] Engelfried, R.: Bautenschutztechnisches Konzept zur In-standsetzung von Schäden und zum Schutz der Schalenober-fläche gegen die Betriebs- und Umfeldeinwirkungen auf derInnenseite des Naturzugkühlturms E im Kraftwerk Nieder-außem. Interner Bericht, 20.08.2005.

L.A.W. IngenieureLindenstraße 1367433 Neustadt an der Weinstraße

Dipl.-Ing. Joachim [email protected]

Dipl.-Ing. Felix [email protected]

Dipl.-Ing. Henning ScharfRWE Power AktiengesellschaftEnergiedienstleistungszentrum KW GoldenbergAuftragsleitstelleGoldenbergstraße 250354 Hü[email protected]

Bild 18. Arbeitsgerüst mit 8 Ebenen + ZubringerbühneFig. 18. Scaffolding with 8 Levels


Berichte

DOI: 10.1002/best.201200007

Es ist bekannt, dass eine Faserbe-wehrung die Schrumpfrissbildung inBeton vermindern kann. In der Lite-ratur finden sich jedoch zum Teil wi-dersprüchliche Angaben über dieWirksamkeit unterschiedlicher Faser-arten, und deren Wirkungsmechanis-mus ist noch nicht vollständig ge-klärt. Fasern, die in Deutschland alsBetonzusatzstoff eingesetzt werdensollen, bedürfen einer Zulassungdurch das DIBt, das für den Nach-weis ihrerWirksamkeit zur Verminde-rung der Schrumpfrissbildung einPrüfverfahren mit großformatigenPlatten vorschreibt. In diesem Berichtwerden die Ergebnisse einer Studievorgestellt, in der die Eignung ver-schiedener Prüfverfahren hinsichtlichder Beurteilung der Wirksamkeit vonPolymerfasern untersucht wurde.Dieser Bericht ist eine verkürzte Fas-sung eines Beitrags zum 52. For-schungskolloquium des DAfStb [1].

1 Einleitung

Bei übermäßiger Verdunstung kanndas plastische Schwinden von Betonzur Bildung von Schrumpfrissen füh-ren. Davon betroffen sind in der Regelgroßflächige Bauteile wie Deckenoder Bodenplatten. In vielen Fällensind Schrumpfrisse nicht nur auf denoberflächennahen Bereich be-schränkt, sondern dringen tief in dasBauteil ein und können dessen Dauer-haftigkeit stark beeinträchtigen bzw.eine aufwendige und teure Instandset-zung des erhärteten Betons erfordern[2, 3]. Plastisches Schwinden ist dieFolge des Kapillardrucks, der im nochfrischen Beton entsteht [4]. Die Bil-dung von Schrumpfrissen wird dabeiim Allgemeinen auf vier Hauptursa-

chen zurückgeführt. Bereits im plasti-schen Zustand können Setzungsun-terschiede, z. B. über der Bewehrungoder in Bereichen mit Änderungender Querschnittshöhe, sowie unter-schiedliche Temperaturdehnungen in-folge eines Temperaturgradienten, derim Beton durch die Verdunstungskäl-te an dessen Oberfläche entsteht, auf-treten [5]. Bedingt durch den Kapillar-druck kann eine erste Rissbildungauch durch lokale Spannungs- bzw.Dehnungskonzentrationen erfolgen,die an bereits vorhandenen Fehlstel-len [6] oder Lufteintrittspunkten [7]an der Betonoberfläche auftreten.Schließlich können bei einsetzenderErstarrung durch Verformungsbehin-derung Zwangsspannungen entste-hen, die zur Rissbildung führen, wennsie die noch geringe Zugfestigkeit desjungen Betons überschreiten [8].

Das plastische Schwinden kanndurch sorgfältige und rechtzeitigeNachbehandlung des Betons vermie-den oder zumindest reduziert werden.Zudem besteht die Möglichkeit,Schrumpfrisse durch eine Faserbe-wehrung zu vermindern. Wenn dieschrumpfrissmindernde Wirkung vonFasern nachgewiesen werden muss,ist eine experimentelle Beurteilungerforderlich, für die mehrere Normenund Richtlinien Prüfverfahren vor-schreiben, die sich in Durchführungund Auswertung unterscheiden. Indiesem Beitrag werden drei dieserPrüfverfahren beschrieben und derenVor- und Nachteile anhand von Ver-suchsergebnissen diskutiert.

2 Prüfverfahren2.1 Prüfverfahren nach DIBt

In Deutschland wird vom DeutschenInstitut für Bautechnik (DIBt) eine

Prüfung der Schrumpfrissbildung fürdie Zulassung von Fasern als Beton-zusatzstoff vorgeschrieben [9]. DerVersuchsaufbau, die Durchführungder Prüfung und die Betonrezepturgehen auf Untersuchungen aus den1970er Jahren zurück [8, 10]. Die Be-urteilung der Schrumpfrisse erfolgtan einer Platte (160 × 60 × 8 cm3), diein einen Stahlrahmen betoniert wird.Eine am Stahlrahmen umlaufend be-festigte Bewehrung sorgt für eine Ver-formungsbehinderung und soll derProbe das „Verhalten einer dünnengroßflächigen Platte“ aufzwingen(Bild 1a). Nach Abschluss der Beton-age wird die Platte mit einem transpa-renten Windkanal abgedeckt und da-rin mit einem Ventilator eine Windge-schwindigkeit von rund 5 m/s erzeugt(Bild 1b). Die Prüfung soll in einemKlimaraum bei 30 °C und rund 50%rel. Luftfeuchte durchgeführt werden.Verdunstung und plastisches Schwin-den werden über einen Zeitraum vonsieben Stunden an separaten Beton-proben (30 × 30 × 8 cm3) gemessen,die ebenfalls im Windkanal platziertwerden. Die Rissbildung wird visuellbeurteilt, und die Wirksamkeit derFasern ist nachgewiesen, wennSchrumpfrissbildung und plastischesSchwinden beim faserbewehrten Be-ton geringer sind als beim Referenz-beton ohne Fasern.

2.2 Prüfverfahren nach ÖVBB

In Österreich wird die Prüfung derschrumpfrissmindernden Wirkungvon Fasern durch die Richtlinie Fa-serbeton der Österreichischen Verei-nigung für Beton und Bautechnik(ÖVBB) [11] geregelt. Die Prüfungenerfolgen an Betonringen mit einer Di-cke von 15 cm und einer Höhe von

Patrick FontanaStephan Pirskawetz

Beurteilung der Wirksamkeit von Fasern

zur Reduzierung von Schrumpfrissen in Beton

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P. Fontana/S. Pirskawetz · Beurteilung der Wirksamkeit von Fasern zur Reduzierung von Schrumpfrissen in Beton


4 cm. Die Betonprüfkörperwerden ineiner Schalung hergestellt, die auszwei konzentrischen Stahlringen be-steht, welche auf einer steifen Grund-platte fixiert sind (Bild 2). Auf der In-nenseite des äußeren Rings sindzwölf Stahlbleche angeordnet, die dieVerformung des Betons behindernund die Rissbildung initiieren sollen.Nach der Betonage wird eine Ansaug-einrichtung aufgesetzt, die über demSchwindring eine Luftgeschwindig-keit von 4 m/s erzeugen soll. Es wer-den jeweils zwei Ringe mit und ohneFaserzugabe hergestellt, wobei einerder Ringe auf eine Waage gestelltwird, um den Gewichtsverlust infolgeder Verdunstung zu bestimmen. DiePrüfung dauert mindestens fünf Stun-den und soll in einem Klimaraum bei20 °C und 50% rel. Luftfeuchte statt-finden. Wenn keine signifikanten Un-terschiede zwischen den Risslängenvon faserbewehrtem Beton und unbe-wehrtem Referenzbeton festgestelltwerden, muss die Versuchsdauer auf

acht Stunden erhöht werden. Nachdem Versuchsende werden die Län-gen aller festgestellten Risse aufsum-miert und die Gesamtrisslängen vonFaserbeton und Referenzbeton mitei-nander verglichen. Die Wirksamkeitder Fasern gilt als nachgewiesen,wenn die Gesamtrisslänge des Faser-betons um mindestens 80% gegen-über dem Referenzbeton vermindertwird.

2.3 Prüfverfahren nach ASTM

Für die Beurteilung der Schrumpfriss-bildung von verformungsbehinder-tem Faserbeton fordert die Amerika-nische Prüfvorschrift ASTM C 1597[12] die Verwendung von Schalungenmit einer Stahleinlage, um Zwangs-spannungen in einer Prüfplatte zukonzentrieren und Risse zu initiieren(Bild 3). Die Wirksamkeit der Fasernwird auch hier durch Vergleich einesfaserbewehrten Betons mit einem un-bewehrten Referenzbeton nachgewie-

sen, wobei im Referenzbeton Risse er-zeugt werden sollen, die eine mittlereRissweite von mindestens 0,5 mmaufweisen. Die Verdunstungsratemuss dafür mindestens 1,0 kg/(m2 h)betragen. Für die Durchführung derPrüfung werden gleichzeitig eine fa-serbewehrte Prüfplatte und eine Prüf-platte ohne Fasern in einer Klima-kammer in einen Luftstrom gestellt.Um die geforderte Verdunstungsratezu erreichen, werden eine Windge-schwindigkeit über den Prüfplattenvon mindestens 4,7 m/s, eine Tempe-ratur von 36 °C und eine rel. Luft-feuchte von 30% empfohlen. Die Ver-dunstungsrate wird an separatenWasserbehältern gemessen. Der Ver-such wird beendet, wenn das Erstar-rungsende des Betons eintritt. DiePrüfplatten werden dann mit Kunst-stofffolien abgedeckt, um die weitereVerdunstung bis zur Vermessung derRisse zu minimieren. Diese erfolgt24 Stunden nach Betonherstellungdurch Messung der Rissweiten aufder Betonoberfläche. Die Wirksam-keit der Fasern wird abschließenddurch den Rissminderungswert (CRR– Crack Reduction Ratio) beschrie-ben, der die mittleren Rissweiten vonFaserbeton und unbewehrtem Refe-renzbeton (jeweils mindestens zweiPrüfplatten) ins Verhältnis setzt.

3 Untersuchungen3.1 Betonzusammensetzungen

Für die Untersuchung der Wirksam-keit der gewählten Polypropylen(PP)-Fasern (rechteckiger Querschnitt 1,4× 0,1 mm2, L = 40 mm) wurden zwei

Bild 1. Versuchsaufbau nach Empfehlung des DIBt: a) Stahlrahmen mit Randbewehrung, b)Windkanal mit Ventilator

Bild 2. Schalung für den Schwindring nach Richtlinie Faserbeton der ÖVBB

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Betongrundrezepturen verwendet,die sich durch Zementart und w/z-Wert unterschieden (Tabelle 1). Umeinen Mehlkorn- und Feinstsandge-halt von 680 kg/m3 zu erreichen,wurde zusätzlich ein Kalksteinmehleingesetzt.

3.2 Prüfung mit großformatigerVersuchsplatte nach DIBt

Für die Prüfung der Wirksamkeit derPP-Fasern nach DIBt wurde dieGrundrezeptur B1 verwendet. Für diekontinuierliche Messung von plasti-schem Schwinden, Kapillardruck undVerdunstung wurden hinter der groß-formatigen Versuchsplatte separateProbekörper im Windkanal platziert.

Die Messung der Setzung erfolgte be-rührungslos mit einem Laser, der mit-tig über dem Probekörper positioniertwurde. Das horizontale Schwindenwurde mithilfe von induktiven Weg-aufnehmern aufgezeichnet. Für dieBestimmung der Verdunstung wur-den die Probekörper auf elektroni-sche Waagen gestellt. Die Messungdes Kapillardrucks erfolgte mitDrucksensoren, die mittels einer mitentgastem Wasser gefüllten Messing-röhre mit der Flüssigkeit im Beton inKontakt gebracht wurden.

Nach Herstellung der Versuchs-platte wurde diese mit dem Wind-kanal abgedeckt und eine „mittlere“Windgeschwindigkeit von rund 5 m/serzeugt. Der Zeitraum zwischen Was-

serzugabe und Versuchsbeginn be-trug etwa eine Stunde. Anzumerkenist, dass eine genaue Bestimmung derStrömungsgeschwindigkeit bei die-sem Versuchsaufbau nicht möglichwar, da durch den Axialventilator ei-ne turbulente und sehr ungleichmäßi-ge, rotierende „Luftwalze“ im Wind-kanal entstand. So betrug die in derMitte des Windkanalquerschnitts ge-messene Strömungsgeschwindigkeitnur etwa 3 m/s, während sie in denRandbereichen auf über 6 m/s an-stieg.

Bild 4 zeigt, dass die Zugabe derPP-Fasern augenscheinlich zu einerVerminderung der Schrumpfrissbil-dung führte. Die Wirksamkeit derverwendeten PP-Fasern wird aber be-sonders durch die in Tabelle 2 darge-stellte Auswertung der Rissvermes-sungen deutlich. Hierfür wurde dieRissminderung jeweils für die Rissan-zahl, die Gesamtrisslänge, die mittle-re Rissweite und die Rissfläche be-rechnet. Offensichtlich besteht dieLeistungsfähigkeit der PP-Fasern beidiesem Prüfverfahren weniger in derReduzierung der Rissanzahl, sondernvielmehr in der Reduzierung vonRisslängen und Rissweiten. Gemes-sen an der Rissfläche, die als Summeder einzelnen Risslängen multipliziertmit der jeweiligen mittleren Rissbreiteberechnet wurde, ergab sich eine Ver-minderung der Schrumpfrissbildungvon 85%. Bei getrennter Betrachtungvon Risslängen und Rissbreiten wur-de eine deutlich niedrigere Wirksam-keit der PP-Fasern festgestellt.

Die plastische Setzung des Be-tons B1 wurde durch die Zugabe derPP-Fasern leicht verringert (Bild 5).Der Kapillardruck stieg beim faserbe-wehrten Beton schneller an, was aufsein geringeres Setzungsvermögen zu-rückgeführt werden kann. Das hori-zontale Schwinden begann bei beidenMischungen etwa zu dem Zeitpunkt,an dem der jeweilige Kapillardruck

Tabelle 1. Mischungszusammensetzungen

Bestandteil B1 B2

bewehrt unbewehrt bewehrt unbewehrt

Zement 360 kg/m3 1) 360 kg/m3 2)

Wasser 270 kg/m3 234 kg/m3

Kalksteinmehl 3) 161 kg/m3 148 kg/m3

PP-Fasern 2,3 kg/m3 – 2,3 kg/m3 –

Gesteinskörnung (0–8 mm) 1461 kg/m3 1469 kg/m3 1569 kg/m3 1576 kg/m3

w/z-Wert 0,75 0,65

1) CEM I 32,5 R, 2) CEM I 42,5 R, 3) Blaine 5100 cm2/g

Bild 3. Schalung und Stahleinlage für die Beurteilung der Schrumpfrissbildungnach ASTM C1579

Bild 4. Rissbilder der Versuchsplatten nach DIBt. Links: Referenzbeton ohne Fasern, Rechts: Faserbewehrter Beton

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deutlich zunahm und die Setzungennachließen. Die Zugabe der PP-Fa-sern führte zwar dazu, dass das hori-zontale Schwinden etwas früher ein-setzte. Auf das Gesamtschwindmaßhatten die PP-Fasern jedoch keinen

Einfluss. Setzung und horizontalesSchwinden war bei beiden Betonenzum Zeitpunkt des Versuchsabbruchsnach sieben Stunden abgeschlossen.Die Verdunstungsrate war bei beidenVersuchen nahezu identisch.

3.3 Prüfung mit Schwindringen nachRichtlinie Faserbeton der ÖVBB

Für die Prüfung mit den Schwindrin-gen nach der Richtlinie Faserbetonder ÖVBB wurde die GrundrezepturB2 verwendet. Jeweils drei Ringe wur-den aus faserbewehrtem Beton undunbewehrtem Referenzbeton herge-stellt. Die drei Ringe wurden in Reihegestellt (davon einer auf eine elektro-nische Waage) und nach Abschlussder Betonage mit dem Windkanal ab-gedeckt, der auch für die Prüfungnach DIBt verwendet wurde. Analogdazu wurden ebenfalls separate Pro-bekörper hinter den Schwindringenim Windkanal platziert, um plasti-sche Setzung, Verdunstung und Ka-pillardruck kontinuierlich zu erfas-sen. Das horizontale Schwinden wur-de nicht gemessen.

Die nach dem jeweiligen Ver-suchsende kartierten Risse sind inBild 6 dargestellt. Wie bei der Prü-fung mit den großformatigen Ver-suchsplatten nach DIBt führte auchbei diesem Prüfverfahren die Faserbe-wehrung zur Verringerung von Riss-längen und Rissweiten, sodass dieWirkung der Fasern am deutlichstenwird, wenn die Rissminderung an-hand der Rissflächen bestimmt wird(Tabelle 3). Würde lediglich die Sum-me der Risslängen zugrunde gelegt, sohätten die hier verwendeten PP-Fa-sern das in der Richtlinie festgelegteKriterium (Rissminderung > 80%)zum Nachweis der Wirksamkeit zurVerminderung von Schrumpfrissennicht erfüllt. Eine ähnliche Beobach-tung wurde von Schneider und Hor-vath in [13] beschrieben. Sie schluss-folgerten, dass für feinkornreiche Be-tone mit hohem Zementgehalt dieBeurteilung der Rissminderung an-hand der Rissflächen als zielführen-der erscheint.

Auffällig an den Rissbildern war,dass jeweils der mittlere und der vomGebläse am weitesten entfernte Ringdie stärkste Rissbildung aufwiesen,während bei dem Ring, der direkt vordem Gebläse platziert wurde, keinebzw. so gut wie keine Risse festgestelltwurden. Zu erwarten wäre aber einein Richtung der Luftströmung ab-nehmende Rissbildung, da die rel.Luftfeuchte im Windkanal durch dieVerdunstung in diese Richtung zu-nahm. Ursache hierfür war wahr-scheinlich die bereits erwähnte,

Tabelle 2. Auswertung der Rissvermessung an den Versuchsplatten nach DIBt

Beton B1 Rissanzahl Gesamt- Mittlere Rissfläche (mm2)risslänge Rissweite

– (mm) (mm)

ohne PP-Fasern 23 3.733 0,57 2.729

mit PP-Fasern 15 1.836 0,21 421

Rissminderung (%) –32 –51 –63 –85

Bild 5. Plastisches Schwinden (horizontal und Setzung) und Kapillardruck beiden Prüfungen nach DIBt

Bild 6. Rissbilder der Schwindringe nach Richtlinie Faserbeton der ÖVB.Oben: Referenzbeton ohne Fasern, Unten: Faserbewehrter Beton

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durch den Axialventilator im Wind-kanal erzeugte, sehr inhomogeneLuftströmung, durch die anscheinenderst im hinteren Bereich des Wind-kanals die feuchte Luft über denProbekörpern wirksam abtranspor-tiert wurde.

Im Gegensatz zur Grundrezep-tur B1 wurde bei der GrundrezepturB2 beim faserbewehrten Beton einegrößere Setzung gemessen als beimunbewehrten Referenzbeton (Bild 7).Der Kapillardruck entwickelte sich inden ersten 90 Minuten in beiden Be-tonen etwa gleich. Bei Versuchsab-bruch nach fünf Stunden war bei bei-den Betonen die plastische Setzungabgeschlossen.

3.4 Prüfung mit den Versuchsplattennach ASTM

Für die Prüfung mit den ASTM-Versuchsplatten wurde ein neuent-wickelter Versuchsaufbau verwendet(Bild 8). Ein Vorteil gegenüber demoben beschriebenen Windkanal be-steht darin, dass ein gleichmäßigerLuftstrom über der Oberfläche derVersuchsplatten mithilfe einer eigenskonstruierten Gebläseeinheit (in Bild8 nicht dargestellt) erzeugt wird. DieVersuchsplatten befinden sich wäh-rend der Prüfung in einem Windka-nal, der aus Abdeckungen aus Acryl-glas besteht. Bei den hier durchge-führten Untersuchungen wurde die

Grundrezeptur B1 verwendet. Jeweilsdrei Versuchsplatten aus faserbe-wehrtem Beton und unbewehrtemReferenzbeton wurden hintereinan-der im Windkanal platziert. Die Set-zung wurde mit einem Laser an einerder Versuchsplatten bestimmt. Fürdie Messung der Verdunstung wurdedie mittlere Versuchsplatte auf eineelektronische Waage gestellt. Der Ka-pillardruck wurde an einem weiterenProbekörper (30 × 30 × 8 cm3) be-stimmt, der innerhalb des Windka-nals hinter den Versuchsplatten ange-ordnet wurde (in Bild 8 nicht darge-stellt). Das horizontale Schwindenwurde nicht gemessen.

Beim Erreichen des Erstarrungs-endes des Betons wurden die Prüfun-gen beendet und die Versuchsplattenbis zur Rissvermessung nach 24 Stun-den mit einer Kunststofffolie abge-deckt. Alle Risse bildeten sich zen-trisch über dem „Rissinitiator“ derStahleinlage. Während sich in denVersuchsplatten ohne Faserbeweh-rung jeweils nur ein einzelner großerRiss gebildet hatte,wurden bei den fa-serbewehrten Versuchsplatten mehre-re kleine Risse beobachtet (Bild 9).Anhand der Auswertung der Rissver-messung in Tabelle 4 wird deutlich,dass die Faserbewehrung bei diesemVerfahren einen geringeren Einflussauf die Risslängen hatte und derenWirksamkeit bei dem Prüfverfahrennach ASTM im Wesentlichen auf derVerringerung der Rissbreiten beruht.

Die Faserzugabe hatte bei diesenVersuchen offenbar keinen signifikan-ten Einfluss auf die plastische Set-zung (Bild 10). Diese ließ bei beidenBetonen zum Zeitpunkt der Beendi-gung des Versuchs nach 2,5 Stundenzwar nach, war aber möglicherweisenoch nicht vollständig abgeschlossen.Ähnlich wie bei den in Abschn. 3.2dargestellten Versuchen erfolgte auchhier der Anstieg des Kapillardrucksbeim faserbewehrten Beton etwasfrüher als beim unbewehrten Refe-renzbeton.

4 Schlussfolgerungen

Die Versuchsergebnisse zeigten, dassprinzipiell alle drei verwendetenPrüfverfahren geeignet sind, dieWirksamkeit von Fasern zur Vermin-derung der Schrumpfrissbildung zubeurteilen. Es stellte sich allerdingsheraus, dass sich die Erzeugung eines

Tabelle 3. Auswertung der Rissvermessung an den Schwindringen nach Richt-linie Faserbeton der ÖVBB

Beton B2 Rissanzahl Gesamt- Mittlere Rissfläche (mm2)risslänge Rissweite

– (mm) (mm)

ohne PP-Fasern 16 1.108 0,31 477

mit PP-Fasern 13 487 0,12 61

Rissminderung (%) –19 –56 –61 –87

Bild 7. Plastische Setzung und Kapillardruck bei der Prüfung nach RichtlineFaserbeton der ÖVBB

Bild 8. Schematische Darstellung des Versuchsaufbaus für die Prüfung mit denSchalungen nach ASTM C 1579

333



Bild 9. Rissbilder der ASTM-Versuchsplatten. Oben: Referenzbeton ohne Fasern.Unten: Faserbewehrter Beton

Tabelle 4. Auswertung der Rissvermessung an den ASTM-Versuchsplatten

Beton B2 Rissanzahl Gesamt- Mittlere Rissfläche (mm2)risslänge Rissweite(mm) (mm)

ohne PP-Fasern 3 980 0,65 642

mit PP-Fasern 14 661 0,12 96

Rissminderung (%) +367 –33 –81 –85

Bild 10. Plastische Setzung und Kapillardruck bei der Prüfung mit Schalungennach ASTM C 1579

inhomogenen Luftstroms, wie z. B.mit einem Axialventilator, nachteiligauf die Reproduzierbarkeit der Ergeb-nisse auswirken kann. Unter diesenVoraussetzungen ist die Messung derVerdunstungsrate deshalb besonderswichtig, um etwaige Ungleichmäßig-keiten im Versuchsablauf erfassen zukönnen.

Es ist empfehlenswert, die Beur-teilung der Wirksamkeit der Fasernnicht allein durch einen augenschein-lichen Vergleich der Rissbildung, son-dern anhand einer Quantifizierungdurch Rissvermessung und eines Ver-gleichs in Form eines Rissminde-rungswerts durchzuführen. Da dieWirkung einer Faserbewehrung inder Verringerung von Risslängen undRissbreiten besteht, erscheint die Be-stimmung eines Rissminderungswertsauf Basis der Rissflächen am zielfüh-rendsten. Darüber hinaus ist die Ein-führung eines Kriteriums zum Nach-weis der Wirksamkeit der Fasern inForm eines minimalen Rissminde-rungswerts zu empfehlen. Um zu ver-meiden, dass dabei die Wirksamkeitder Fasern überbewertet wird,wäre esebenfalls sinnvoll, eine Mindestriss-weite im unbewehrten Referenzbetonvorzugeben und die Verdunstungsra-te ggf. durch Variation der ParameterWindgeschwindigkeit, rel. Luftfeuch-te und Temperatur entsprechend an-zugleichen. Die Frage, ob dieseMindestrissweite, wie in derAmerika-nischen Prüfvorschrift auf 0,5 mmfestzulegen sei, bedürfte bei abwei-chenden Probekörpergeometrien al-lerdings noch einer Klärung.

Die Untersuchungen zeigten au-ßerdem, dass das plastische Schwin-den zum Zeitpunkt des Erstarrungs-endes der Betone noch nicht abge-schlossen war. Es erscheint deshalbnicht sinnvoll, die Prüfdauer auf die-sen Zeitraum zu begrenzen, da eineweitere Rissbildung bzw. Rissaufwei-tung zu erwarten ist, bis das plasti-sche Schwinden abgeschlossen ist.Bei den hier dargestellten Untersu-chungen war dies bei allen Betonennach etwa vier Stunden der Fall. DieRegelungen des DIBt und der Öster-reichischen Richtlinie können diesbe-züglich als ausreichend angesehenwerden. Die Messung des plastischenSchwindens sollte deshalb stets erfol-gen. Ob das Schwindmaß aber alsKriterium für die Wirksamkeit derFasern herangezogen werden soll, er-

334



scheint anhand der hier dargestelltenErgebnisse fraglich und bedarf weite-rer Untersuchungen.

Literatur

[1] Fontana, P.: Frühe Rissbildung inBeton durch plastisches Schwinden.In: Rogge, A. und Meng, B. (Hrsg.): Ta-gungsband 52. DAfStb-Forschungskol-loquium, 7. und 8. November 2011,BAM, Berlin, S. 111–125.

[2] Schabowicz, K.; Stawiski, B. und Kli-mek, A.: Untersuchungen der gerisse-nen Deckenplatten. Beton- und Stahl-betonbau, 101 (2006), Heft 7, S. 511–517.

[3] Schmidt, D.; Slowik, V.; Schmidt, M.und Fritzsch, R.: Auf Kapillardruck-messung basierende Nachbehandlungvon Betonflächen im plastischen Mate-rialzustand. Beton- und Stahlbeton-bau, 102 (2007), Heft 11, S. 789–796.

[4] Wittmann, F. H.: On the action ofcapillary pressure in fresh concrete.Cement and Concrete Research, 6(1976), H. 1, pp. 49–56.

[5] Lura, P.; Pease, B.; Mazzotta, G. B.;Rajabipour, F. and Weiss, J.: Influenceof Shrinkage-Reducing Admixtures onDevelopment of Plastic ShrinkageCracks. ACI Materials Journal, 104(2007), H. 2, pp. 187–194.

[6] Scherer, G.W.: Crack-tip stress ingels. Journal of Non-Crystalline Solids144 (1992), pp. 210–216.

[7] Slowik, V.; Schmidt, M.; Fritzsch, R.:Capillary pressure in fresh cement-based materials and identification ofthe air entry value. Cement & Con-crete Composites 30 (2008), pp.557–565.

[8] Wischers, G. und Manns, W.: Ursa-chen für das Entstehen von Rissen injungem Beton. Beton 23 (1973), H. 4,S. 67–171 und H. 5, S. 222–229.

[9] Zulassungs- und Überwachungs-grundsätze – Faserprodukte als Beton-zusatzstoff, Schriften des DeutschenInstituts für Bautechnik, Reihe B, Heft18, Fassung Januar 2005.

[10] Manns, W. und Zeus, K.: Einflussvon Zusatzmitteln auf den Widerstandvon jungem Beton gegen Rissbildungbei scharfem Austrocknen, DeutscherAusschuss für Stahlbeton, Heft 302,Ernst & Sohn: Berlin, 1979.

[11] Richtlinie Faserbeton, Österrei-chische Vereinigung für Beton undBautechnik, Ausgabe Juli 2008.

[12] ASTM C 1579:2006, Standard TestMethod for Evaluating Plastic Shrink-age Cracking of Restrained Fiber Rein-forced Concrete (Using a Steel FormInsert).

[13] Schneider, U. und Horvath, J.:Schwindversuche mit UHPC in Anleh-

nung an die Richtlinie Faserbeton.Kolloquium Zement und Beton, Son-derheft 2002, S. 12–15.

BAM Bundesanstalt für Materialforschungund -prüfungFachbereich BaustoffeUnter den Eichen 8712205 Berlin

Dr.-Ing. Patrick [email protected]

Dipl.-Ing. Stephan [email protected]

Betonschale mit Holzkern

Ein Friedhofsgebäude, ausgeführt ineher ungewöhnlichen Materialien, ent-stand in der nördlich an das Stadtgebietder schwedischen Hauptstadt Stock-holm grenzenden Stadt Solna.

Das Servicegebäude für den örtlichenFriedhof besteht aus zwei Teilen, die soin einem Winkel zueinander ausgerich-tet wurden, dass sie einen von zwei

Seiten geschlossenen Innenhof bilden.Während der nach außen gerichtete Teilder Fassade des Hauptgebäudes in weit-gehend geschlossenem Sichtbeton aus-geführt wurde, bestehen alle zum Hofzeigenden Fassadenteile und Baukörperaus Holz. Hier befinden sich die für dieFriedhofsnutzung notwendigen Torezum Friedhofsfuhrpark.

Der Friedhof, der inmitten einerweit-läufigen Parklandschaft liegt, ist über-

konfessionell organisiert, und auch dasServicegebäude versucht nicht durchchristliche Ornamentik, sondern durchsorgfältig inszenierte Ausblicke undLichteinfälle der Würde des Ortes Ge-nüge zu tun. Da in den Fassaden kaumÖffnungen realisiert wurden, fällt vorallem durch die aus dem Dach der Fahr-zeughalle wie Tentakel herausragendentrapezförmigen Dachöffnungen Lichtein. Th.

Aktuelles


Berichte

DOI: 10.1002/best.201108262

1 Einführung1.1 Vorbemerkung

Die Anfangszeit der Eisenbetonbau-weise in Deutschland ist ein außeror-dentlich faszinierender Abschnitt derTechnikgeschichte, der rund zweiJahrzehnte umfasst. Fünfzehn Jahredavon fallen noch in das auslaufende19. Jahrhundert, und in den erstenJahren nach der Jahrhundertwendewurde ein gewisser Abschluss dieserAnfangsphase erreicht. Getragenwurde diese Entwicklung von vierunternehmerischen Männern, die mitihrem zähen Einsatz als Pioniere derEisenbetonbauweise in Deutschlandanzusehen sind. Sie kamen mehroder weniger zufällig miteinander inVerbindung. Trotz ihrer sehr unter-schiedlichen Charaktere wirkten sieim Hinblick auf die Einführung derdamals in Deutschland neuartigenBauweise tatkräftig und erfolgreichzusammen, wenn auch nicht immerganz reibungslos.

1.2 Zeitgenössisches technischesUmfeld

Um die Schwierigkeiten zu verstehen,mit denen sich diese Männer aus-einanderzusetzen hatten, ist es nütz-lich, sich den am Ende des 19. Jahr-hunderts bereits recht fortschrittli-chen Stand der Bautechnik bewusstzu machen. Das Eisen als innovativerBaustoff war seit rund hundert Jahrenzu den klassischen Baustoffen Holzund Stein hinzugekommen, und derEisenbau hatte bereits großartigeLeistungen aufzuweisen. Beflügeltwurde diese Entwicklung durch dieEisenbahn: In nur zwanzig Jahrenwar von 1840–1860 ein beachtens-wertes Streckennetz in Mitteleuropaentstanden, das in der Folgezeit wei-ter komplettiert und verdichtet wur-de. Die Verwirklichung der Eisen-bahnstrecken erforderte wegen derverhältnismäßig steifen Trassierungs-elemente und zur Querung von Flüs-sen und Tälern zahlreiche Brücken,

und da die Eisenbahnlasten im Ver-gleich zu denen des damaligen Stra-ßenverkehrs mit Pferdefuhrwerkenund Kutschen wesentlich höher wa-ren, erwies sich der Eisenbau als prä-destiniert – insbesondere für die not-wendigen Großbrücken. Den Anfangmachte die Alte Weichselbrücke von1857 in Dirschau (heute Tczew inPolen), die mit ihren sechs Feldernvon 130 m Spannweite die erste weit-gespannte eiserne Balkenbrücke aufdem Kontinent war (Bild 1), [3]. Inder unmittelbaren Folgezeit entstan-den zahlreiche bedeutende Brücken,so z. B. über den Rhein, beginnendmit der 1859 vollendeten sogenann-ten Dombrücke in Köln an der Stelleder heutigen Hohenzollernbrücke(Bild 2). In diesem Zusammenhangist ebenfalls an beeindruckende eiser-ne Hallenbauten, wie z. B. großeBahnhofshallen zu denken, und auchfür den gewöhnlichen Hochbau vonWohn- und Geschäftshäusern warendurch den Einsatz von eisernen Stüt-

Wieland Ramm

Über die Anfänge des Eisenbetonbaus in Deutschland

und die Pioniere der ersten Jahre

Bild 1. Alte Weichselbrücke in Dirschau (Tczew in Polen),heutiger Zustand. (Drei der ursprünglichen sechs Felder von1857 sind nach der Sprengung am Beginn des Zweiten Welt-kriegs im Originalzustand erhalten). (Aufnahme des Ver-fassers).

Bild 2. Dombrücke in Köln von 1859. Der Dom war zumZeitpunkt der Aufnahme des Fotos noch nicht fertiggestellt.(Sammlung des Verfassers).

336

W. Ramm · Über die Anfänge des Eisenbetonbaus in Deutschland und die Pioniere der ersten Jahre


zen und Trägern ganz neue Möglich-keiten eröffnet worden.

Voraussetzung für diese weit fort-geschrittene Entwicklung waren diewissenschaftlichen Errungenschaf-ten, insbesondere in der Baustatik.Die Berechnung statisch unbestimm-ter Systeme und die Theorie derFachwerke hatten längst Eingang indie Praxis gefunden. Behördlicher-seits gab es dementsprechende Vor-schriften über den Entwurf, die Be-rechnung und die Ausführung, wobeideren Einhaltung bereits durch dieBaupolizei geprüft und überwachtwurde. Es ist offensichtlich, dass dieneue konkurrierende Bauweise desbewehrten Betons, für die zunächstjegliche Grundlagen fehlten, bei ihrerEinführung auf erhebliche Wider-stände stieß, die nicht einfach zuüberwinden waren.

1.3 Zur Erfindung und Herstellungvon Portlandzement und zum frühenEinsatz von unbewehrtem Beton

In Großbritannien begann die Suchenach einem künstlichen hydrauli-schen Bindemittel von hoher Quali-tät durch John Smeaton (1724–1792)bereits kurz nach der Mitte des 18.Jahrhunderts, führte aber erst in derersten Hälfte des 19. Jahrhundertszum Erfolg. 1824 erhielt der englischeMaurer Joseph Aspdin (1778–1855)ein Patent auf die Herstellung einesBindemittels, für das er in Anlehnungan den bekannten harten Portland-Stein den Namen Portland-Cementwählte. Aspdin brannte eine zweck-mäßige Mischung aus Kalk und Ton,und so gilt er zumeist als der Erfinderdes Portlandzements. Es ist abernicht sicher, ob er beim Brennenwirklich die Sintertemperatur erreich-te. Dass eine derartig hohe Brenn-temperatur erforderlich ist, um einehohe Qualität des Zements zu errei-chen, erkannte erst 1844 IsaacCharles Johnson (1811–1911).

Parallel zu dieser Entwicklungwaren in Großbritannien bereits etli-che Werke entstanden, in denen dersogenannte Portland-Cement herge-stellt wurde. Der Bedarf für diesesBindemittel war groß, auch auf demKontinent, wohin der Portland-Ce-ment in größeren Mengen in Holzfäs-sern exportiert und teuer verkauftwurde (Bild 3). Das Wissen über dieZementherstellung blieb allerdings

auf die Dauer nicht geheim. InDeutschland entstand das erste grö-ßere Zementwerk 1855 in Züllchowbei Stettin unter der Mitwirkung desChemikers Hermann Bleibtreu(1824–1881) (Bild 4). In den Folge-jahren wurden zahlreiche weitereZementwerke gegründet, so z. B. inOberkassel bei Bonn und in Amöne-burg bei Wiesbaden durch WilhelmGustav Dyckerhoff (1805–1894) zu-sammen mit seinen Söhnen Gustav(1838–1923) und Rudolf (1842–1917).

Das neue leistungsfähige Binde-mittel Zement wurde naturgemäß als-bald vielfältig genutzt, nicht nur zurBereitung von Mörtel, sondern vor al-lem für Beton. Dieses Kunstgestein,ein sozusagen der Natur nachemp-fundenes künstliches Konglomerat,ermöglichte, da es im frischen Zu-stand in Schalungen von beliebigerForm eingebracht werden konnte, dieHerstellung von einer Vielzahl vonDingen, die bislang viel teurer ausNaturstein gefertigt werden mussten.Bild 5 eines Ausstellungsstands ver-deutlicht beispielhaft die Bandbreiteder angebotenen Produkte. Ausstellerist hier neben der schon erwähntenPortland-Cement-Fabrik Dyckerhoff& Söhne die Firma Dyckerhoff &Widmann, die Eugen Dyckerhoff(1844–1924), der dritte Sohn vonGustav Dyckerhoff, mit der Hilfe sei-nes Vaters in Karlsruhe gegründethatte, und die er nun zusammen mitseinem Schwiegervater Gottlieb Wid-mann (1817–1894) führte. Dieses Un-ternehmen bezeichnete sich damalsnoch als „Cement-Waaren-Fabrik“.Später ging hieraus das weltweit be-kannte Bauunternehmen gleichen

Namens hervor. Im Bild 5 erkenntman auch eine Reihe von Kanalroh-ren verschiedener Querschnittsformund Größe. Der notwendige Bau vonKanalnetzen zur Ortsentwässerungder Kommunen ergab einen enor-men, lang anhaltenden Bedarf an sol-chen Betonrohren.

Auch im Bauwesen eroberte sichder Beton alsbald ein weites Einsatz-feld. Der hier in der Regel eingesetztesogenannte „Stampfbeton“ wurderecht trocken angemacht und durch

Bild 3. Englisches Cementfass miteinem Nettogewicht von etwa 170 kg,[4].

Bild 4. Stettiner Portland-Cement-Fabrik, Diorama im Deutschen Musuem inMünchen, [5].

337



intensives Stampfen verdichtet. Gene-relle Regeln zur Qualitätssicherungfehlten, und die jeweils erreichte Qua-lität war je nach Mischungsverhältnisund Sorgfalt bei derAusführung dochrecht unterschiedlich. Referenzen, be-sonders von öffentlichen Bauherren,waren deshalb sehrwesentlich bei derAkquisition von Aufträgen.

Beton kam zunächst vorwiegendbei einfachen Bauteilen wie Funda-

menten, Wänden oder Stützmauernzum Einsatz. Stampfbeton von guterQualität erwies sich als sehr druck-fest, besaß aber nur eine geringe Zug-festigkeit. Deswegen waren biegebe-anspruchte Bauteile wie Balken undDeckenplatten hiermit nicht ausführ-bar. Zum Überspannen von Öffnun-gen und Räumen waren allerdingsrein druckbeanspruchte Konstruktio-nen wie Bögen, Gewölbe und Kup-

peln durchaus geeignet, und fähige,mutige Ingenieure und Bauherrenwagten sich im Hinblick auf dieSpannweiten im Laufe der Jahre im-mer weiter vor. Ein Höhepunkt nochim 19. Jahrhundert war zweifellos diekühn und flach gewölbte Donaubrü-cke in Munderkingen von 1893 mitihrer Stützweite von immerhin 50 m(Bild 6).

1.4 Die Erfindung des eisenbewehrtenBetons außerhalb von Deutschland

Aus heutiger Sicht erscheint die Ideenaheliegend, die mangelnde Zugfes-tigkeit des Betons durch eingelegteEisenstäbe oder Drahtnetze auszu-gleichen. Immerhin gab es damalsschon verschiedentlich Vorschlägeund ausgeführte Beispiele von be-wehrten Mauerwerkskonstruktionen,auch in Deutschland, aber hier kamniemand von sich aus auf den Gedan-ken, Betonbauteile durch Bewehrungzu verstärken. Man muss wohl zubilli-gen, dass das gezielte Ertüchtigenvon gezogenen Betonbereichendurch Eiseneinlagen einen Durch-blick im Hinblick auf das Zusammen-wirken beider Baustoffe erforderte,der so ohne weiteres schwer zu erlan-gen war. Diese Erkenntnis blieb auchansatzweise einigen der Männer ver-schlossen, die schon um die Mitte des19. Jahrhunderts außerhalb von

Bild 5. Stand der Dyckerhoff’schen Firmen auf der Gewerbe-Ausstellung desKönigreiches der Niederlande und der niederländischen Kolonien im Jahre 1879in Arnheim, [6].

Bild 6. Donaubrücke in Munderkingen aus Stampfbeton von 1893, [7]; a) Ansicht; b) Schnitt und Lehrgerüst

a)

b)

338



Deutschland die Idee hatten und ver-wirklichten, eiserne Stäbe oder Drahtin Beton oder Mörtel einzubetten.

Der erste war wohl Joseph LouisLambot (1814–1887), der schon vorderMitte des 19. Jahrhunderts in Süd-frankreich begann, Boote aus miteinem Netz aus Stäben oder Drähtenbewehrten Zementmörtel oder Betonherzustellen. 1855 erhielt er in Frank-reich, England und Belgien für denvon ihm sogenannten „ferciment“ Pa-tente, die auch andere dünnwandigeGegenstände wie Blumenkübel undkleine Wasserbehälter einschlossen.

François Coignet (1814–1888) be-schäftigte sich zunächst mit Stampf-beton, den er „béton agglomeré“nannte. Schon 1854 erhielt er aber inEngland ein Patent über eisenbewehr-te Betondecken, und ein Jahr späterauch in Frankreich. Bild 7 zeigt Dar-stellungen aus seinem englischen Pa-tent, worin sich bereits recht modernwirkende Bauteil- und Bewehrungs-formen finden.

Ebenfalls in Frankreich begannin der gleichen Zeit der GärtnerJoseph Monier (1823–1906) (Bild 8)Pflanzkübel aus mit Drahtnetzen be-wehrtem Zementmörtel oder Betonzu fertigen. Rein empirisch und wohlohne tieferen Einblick in die Wir-kungsweise des Verbundbaustoffsdehnte er seine Idee auf zahlreicheweitere Anwendungsformen aus, dieer sich fortlaufend von 1867–1891miteiner Serie von Patenten schützenließ. In seinem ersten Patent von1867 (Bild 9) beschreibt Monier, wieer zur Herstellung von transportablenKästen und Behältern ein Netz ausEisenstäben und Eisendraht in derbeabsichtigten Form fertigt und die-ses mit „ciment“ überstreicht. Hierzuist anzumerken, dass die BegriffeZement, Mörtel und Beton in dieserfrühen Zeit noch nicht klar gegenei-nander abgegrenzt waren und viel-fach synonym verwendet wurden. Je-denfalls hat Monier seine erstenProdukte nicht in einer Schalung her-gestellt, sondern ein formgebendesBewehrungsnetz mit Zementmörtelumgeben. Auch als Monier 1881 vomKaiserlichen Patentamt in Berlin einPatent für ganz Deutschland erhielt,trug dieses noch einen entsprechen-den Titel: „Verfahren zur Herstellungvon Gegenständen verschiedener Artaus einer Verbindung von Metallge-rippen mit Zement“ (Bild 10). Hierin

heißt es allerdings: „Nach diesemVerfahren werden Gefäße aller Artaus mit Zement umgossenen Metall-gerippen herstellt, …“, was natürlichnur in einer Schalung geschehenkonnte. Josef Monier versuchte, seineEntwicklungen nicht nur durch seinezahlreichen Patente, sondern auchdurch die Teilnahme an Ausstellun-gen und Demonstrationsbauten inter-national zu vermarkten, und wurdeso zum Auslöser für den Beginn desEisenbetons in Deutschland.

Auch außerhalb von Frankreichkamen Einzelne auf den Gedanken,Beton zu bewehren. So meldete inGroßbritannien 1854 ein Gipsermeis-ter und Bauunternehmer aus New-castle upon Tyne namens WilliamBoutland Wilkinson (1819–1902) einPatent für feuerfeste Betondecken an,die er mit Drahtseilen bewehrte.

Schließlich ist auch ThaddensHyatt (1816–1901), ein amerikani-scher Rechtsanwalt, mit seinen syste-matischen Experimenten und Überle-gungen zu erwähnen. 1877 veröffent-lichte er einen Aufsatz über bewehr-ten Beton und wurde in England zueinem Wegbereiter des Eisenbetons.

2 Der Beginn in Deutschland:Erwerb der Nutzungsrechtean Moniers deutschem Patentdurch Conrad Freytag

Moniers Patent von 1881 blieb einigeJahre in Deutschland unbeachtet, wasmöglicherweise an dem schon er-wähnten und nicht sehr aussagekräf-tigen Titel lag. Doch dann erhieltMo-nier in Paris 1984 Besuch von zwei –wie wir heute sagen würden – mittel-ständischen Unternehmern, die mitihm über die Nutzung seines Patentsverhandeln wollten. Wer waren diesebeiden, und wie kam es zu ihrem An-liegen?

Der eine von beiden war ein jun-ger Geschäftsmann von 37 Jahren na-

Bild 7. Zeichnungen aus dem englischen Patent von François Coignet aus demJahre 1854, [8].

Bild 8. Joseph Monier um 1873, [9].

339



mens Conrad Freytag aus dem pfälzi-schen Neustadt an der Haardt, wie esdamals hieß, dem heutigen Neustadtan der Weinstraße. Wie die erhalteneGeburtsurkunde [11] ausweist, wurdeer am 7. August 1846 in Lachen bei

Neustadt a. d. H. als Sohn eines„Ackermannes“ geboren. Er stammtealso aus „einfachen Verhältnissen“,aber gerade diese Herkunft hat ihmwohl Eigenschaften wie Fleiß, Zähig-keit und Zielstrebigkeit vermittelt, ge-

paart auch mit dem Mut zu schöpferi-scher unternehmerischer Tätigkeit. Erstellte sein Wirken unter den Wahl-spruch „Nicht nachlassen zwingt“und wurde zu einer Schlüsselfigur fürdie Anfangszeit des Eisenbetons in

Bild 11. Wohn- und Geschäftshaus inder Neustadter Thalstraße von 1871, [12].Bild 9. Erstes Patent Moniers von 1867, [9].

Bild 10. Erste Seite von Moniers deutschem Patent von1881, [10].

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Deutschland. Dabei spielten nichtnur seine Findigkeit und sein Mut zuEntscheidungen eine Rolle, sondernauch einzelne mehr oder weniger zu-fällige Begegnungen.

Über die Schulzeit und die weite-re Ausbildung von C. Freytag istnichts überliefert. 1871 finden wir ihnin Neustadt a. d. H., wo er in derThalstraße – möglicherweise mitfinanzieller Unterstützung seines Va-ters oder seiner jungen Frau – ein gro-ßes Wohn- und Geschäftshaus errich-tete (Bild 11). Dieses Anwesen exis-tiert mit etwas verändertem Ausse-hen noch heute. (Es sollte später biszum April 1925 die Hauptverwaltungder Wayss & Freytag AG beherber-gen.) Im gleichen Jahr begann C.

Freytag mit einem „Steinkohlenhan-del im Kleinen“ und dem „Verkaufvon Tuffsteinen“, wie ein Eintrag imGewerbeanmelderegister von 1871der Stadt Neustadt ausweist. (Bild12). (Zwei Zeilen darüber findet sichein Eintrag über die Eröffnung einer„Wein- und Bierschenke mit Abgabevon warmen Speisen“, die aber imDezember 1874 wieder aufgegebenwurde). Am 15. Juli nahm C. Freytagseinen Schwager Carl Heidschuch inseine „Kohlen- und Baumaterialien-handlung“ auf, wie eine Anzeige inder Neustadter Zeitung ausweist (Bild13). Das Geschäft wurde fortan alsOffene Handelsgesellschaft geführt.1875 gilt auch als Gründungsjahr derFirma Wayss & Freytag AG, da diesesUnternehmen später die Rechtsnach-folge der Freytag & HeidschuchOHG antrat. Durch den unermüd-lichen Einsatz der beiden Partnerentwickelte sich das Neustadter Ge-schäft prächtig. Während Heid-schuch sich vorwiegend dem Bauma-terialhandel widmete, galt das Enga-gement von Freytag der parallelenWeiterentwicklung der Firma in Rich-tung zu einem Bauunternehmen. DieAnzeige von 1883 (Bild 14) führt be-reits ein breit gefächertes Geschäfts-feld auf, darunter eine „Cementröh-ren-Fabrik“ und die „Herstellung vonBeton-Bauten“, während der Kohlen-handel darin nicht mehr auftaucht.Die Geschäftstätigkeit erstreckte sichschon weit über die Pfalz hinaus bisnach Hessen, Württemberg, Badenund Elsaß-Lothringen. C. Freytagwarhäufig unterwegs, um Aufträge zu ak-quirieren und die Baustellen zu über-wachen [10].

Bei einer solchen Geschäftsreisenach Trier sah er 1884 etwas für ihnvöllig Neuartiges: Auf einer Baustelle

Bild 14. Anzeige der Firma Freytag &Heidschuch von 1883, [11]. Bild 15. Von Monier 1872 in Bougival gebauterWasserbehälter, [8].

Bild 12. Auszug aus dem Gewerbeanmelderegister der Stadt Neustadt a. d. H.von 1871, [11].

Bild 13. Anzeige in der Neustadter Zeitung vom 15. Juli 1875, [11].

341



wurden Eisenstäbe und Drahtge-flechte in den Beton eingebettet. Ermuss wohl sofort intuitiv erfasst ha-ben, dass diese Bauweise zukunfts-trächtige Möglichkeiten bot. SeineErkundigungen ergaben, dass hier einWasserbehälter und eine Decke her-gestellt wurden, die ein gewisserMonier aus Paris als Inhaber entspre-chender Patente zu Demonstrations-zwecken ausführen ließ. Nach Hausezurückgekehrt, nahm C. Freytag mitseinem Geschäftsfreund Josseaux,Mitinhaber der Firma Martenstein &Josseaux in Offenbach am Main,Kontakt auf. Die beiden fuhren als-bald zu J. Monier nach Paris. Sie be-sichtigten zunächst Bauwerke, dienach dem Monier’schen System er-richtet worden waren, wie z. B. Ge-wölbe, kleinere Brücken und Wasser-behälter (Bild 15). Die anschließendeVerhandlung über eine Nutzung desdeutschen Patents waren erfolgreich.Leider ist keine schriftliche Unterlageüber die 1884 getroffenen vertragli-chen Vereinbarungen überkommen.In der „Festschrift aus Anlass desfünfzigjährigen Bestehens der Wayss& Freytag A.-G., 1875–1925“ [10] wirdhierüber berichtet, dass das deutschePatent von 1881 an die Firmen Frey-tag & Heidschuch und Martenstein& Josseaux übergegangen sei. Josse-aux habe sich in vorsichtiger Zurück-haltung nur das Ausführungsrecht ineinem Umkreis von 30 km um Frank-furt herum gesichert, während Frey-tag und Heidschuch das Patent fürdas übrige Süddeutschland übernom-men und sich das Vorkaufsrecht des

Bild 16. Entwurf einer Lizenzvereinbarung zur Zusammenarbeit zwischenJ. Monier und Freytag & Heidschuch, [12]. a) Kopf des Schriftstücks, b) MoniersZustimmungsvermerk am Schluss.

a)

b)

Bild 17. Hundehütte von C. Freytag, das erste „Bauwerk“aus Eisenbeton in Deutschland, [10].

Bild 18. Fußgängersteg im Saalbaugarten in Neustadta. d. H., [10].

342



Patents für Norddeutschland und dasübrige Reichsgebiet zu einem festge-setzten Preis gesichert hätten.

Allerdings enthält das Archiv desUnternehmens Wayss & Freytag, dasvor einigen Jahren an das HessischeWirtschaftsarchiv in Darmstadt [12]übergeben wurde, ein nur ein Jahrspäter in französischer Sprache abge-fasstes Schriftstück (Bild 16), das dieins Deutsche übertragene Überschrift„Lizenz zur Zusammenarbeit bei derNutzung“ trägt und als „Entwurf“ be-zeichnet ist. Der Beginn des Texteslautet in deutscher Übersetzung:„Zwischen den Unterzeichnern J.Monier, wohnhaft in Paris, 191 rue dela Pompe, als eine Partei, Freytag undHeidschuch, wohnhaft in Neustadtan der Haardt, als andere Partei, istdas Nachfolgende beschlossen, ver-einbart und festgelegt worden: Herr J.Monier erteilt hiermit eine Lizenzund nimmt die Herren Freytag undHeidschuch zu Mitarbeitern bei derNutzung seines patentierten Systems(Deutsches Patent Nr. 14673 vom 22.Dezember 1880 und eventuell zu neh-mende Zusatzpatente) für die Dauervon elf Jahren von heute an …“. Ins-gesamt werden in 15 nummeriertenAbsätzen alle wichtigen Details gere-gelt, von der Verpflichtung Monierszur Unterstützung von Freytag &Heidschuch mit umfassendem Know-how, einer 50-%igen Gewinnbeteili-gung Moniers und seiner hälftigenÜbernahme von für Werbung aufge-wendeten Kosten bis hin zu einer

Schiedsvereinbarung. Insbesonderewird am Schluss noch das – wie esheißt – bisher schon vereinbarte Ge-biet auf Württemberg, Elsaß und ei-nen Teil des Herzogtums Hessen –Darmstadt erweitert. Dieser Vertrags-entwurf wurde von Monier am 11.September 1885 akzeptiert und unter-schrieben (Bild 16b). Offensichtlichsollten die ein Jahr zuvor getroffenenVereinbarungen nun durch einen zu-sätzlichen Vertrag bis in alle Einzel-heiten geregelt werden. Von einer ex-klusiven Erteilung der Rechte anFreytag & Heidschuch ist in diesemVertragsentwurf allerdings nichts zufinden.

Natürlich wurde die neue Bau-weise in Neustadt sogleich auspro-biert. Kurioserweise entstand als „ers-tes Bauwerk“ auf deutschem Bodeneine Hundehütte (Bild 17). Sie ist er-halten und befindet sich heute imDeutschen Museum in München. Sieentspricht noch ganz der Fertigungs-methode in Moniers Anfangszeit: Einin der geplanten Form hergestelltes

Stabgeflecht wurde offensichtlich miteinem feinkörnigen Beton oder Ze-mentmörtel umgeben. Auch der Fuß-gängersteg im Neustadter Saalbaugar-ten (Bild 18) entsprach in der Gestal-tung völlig den von Monier bereits inFrankreich ausgeführten kleinen Brü-cken. Die schwach nach oben ge-wölbte Platte wurde sicherlich aufeiner Schalung hergestellt, aber dasGeländer mit dem Aussehen einerHolzkonstruktion kann wiederumnur freigeformt auf der vorgefertigtenStabbewehrung entstanden sein.

3 Das Hinzukommen von GustavAdolf Wayss

Vom Herbst des Jahres 1884 an besaßnun die Freytag & Heidschuch OHGdie beschriebenen Rechte an Moniersdeutschem Patent für Süddeutsch-land und – wenn man die Option ein-bezieht – auch für Norddeutschlandund das übrige Reichsgebiet. DiesePfälzer Firma mit ihrem regional be-schränkten Wirkungsgebiet wäre si-

Bild 19. Gustav Adolf Wayss (1851–1917), (Bildquelle unbekannt).

Bild 20. Vertrag zwischen G. A. Wayss und der Firma Freytag & Heidschuch, [12].a) Beginn des Schriftstücks, b) Schluss des Vertrags mit den Unterschriften.

a)

b)

343



cherlich allein nicht in der Lage ge-wesen, die Möglichkeiten, die in derneuen Bauweise schlummerten, inganz Deutschland auszuschöpfenund zum Erfolg zu bringen. Aus die-ser Sicht war es eine glückliche Fü-gung, als der junge Ingenieur GustavAdolf Wayss (1851–1917) hinzukam(Bild 19). Er war im Gegensatz zudem sesshaften Pfälzer Conrad Frey-tag ein agiler, nicht ortsgebundenerMensch mit schon fast sprunghaftemunternehmerischem Schwung. Under war ein richtiger „Baumensch“,denn sein Vater war ein schwäbischerBauunternehmer, undWayss hatte ander Baugewerkschule und am Poly-technikum in Stuttgart eine Ausbil-dung zum Ingenieur durchlaufen. Dieerste Berufszeit hatte er bei derwürttembergischen Staatsbahn zuge-bracht und war dort bereits mitStampfbeton in Berührung gekom-men. Danach wechselte er in dieSchweiz, wo er am Bau des Gotthard-Tunnels mitwirkte [13]. 1879 machteer sich in Frankfurt a. M. selbststän-dig und gründete mit einem Partnerdie kleine Baufirma Wayss & Diss,die hauptsächlich Bürgersteige ausBeton herstellte. Als Diss recht baldaus der Firma ausschied, führte sieWayss allein weiter.

Wayss besuchte 1885 eine Ge-werbeausstellung in Antwerpen undsah dort Objekte aus bewehrtem Be-ton. Diese wurden von der FirmaPicha et Frères ausgestellt, die inBelgien bereits Lizenznehmer von J.Monierwar [13].Wayss muss wohl so-gleich – nur ein Jahr nach C. Freytag –einen Eindruck davon gewonnen ha-ben, dass in dem neuen Verfahren,Beton mit einer Eisenbewehrung zuversehen, ein großes Entwicklungspo-tenzial steckte. Seinem Naturell ent-sprechend begann er sogleich mitvielfältigen Aktivitäten und wurde sozu einem zweiten Pionier der Eisen-betonbauweise in Deutschland.

Möglicherweise durch seine Be-kanntschaft mit Josseaux in Offen-bach kam Wayss in Kontakt mit demUnternehmen Freytag & Heidschuchin Neustadt a. d. H. Noch im gleichenJahr 1885 traf man sich in einem Ho-tel in Ludwigshafen a. Rh. Hier tratenFreytag und sein Partner Heidschuchihr Vorkaufsrecht für Norddeutsch-land, das sie im Vorjahr mit Monierausgehandelt hatten, kostenlos anWayss ab. Diese Entscheidung er-

scheint auf den ersten Blick als weniggeschäftstüchtig, aber sie erwies sichauch für das Neustadter Unterneh-men als äußerst zukunftsträchtig,denn Wayss ging unmittelbar daraufmit großem Einsatz daran, das ge-meinsame Ziel, die neue Bauweise inDeutschland einzuführen, voranzu-treiben.

Wayss muss alsbald eine direkteVerbindung mitMonier in Paris aufge-nommen haben. Es gelang ihm an-scheinend, die Rechte an MoniersPatent für ganz Deutschland zu erwer-ben, wodurch natürlich auch die Ver-einbarungen zwischen Freytag &Heidschuch undMonier betroffen wa-ren. Dies machte einen Vertrag zwi-schen Wayss und der Neustadter Fir-ma notwendig, der am 20. Dezember1886 in Leipzig abgeschlossen wurdeund der bis heute erhalten ist (Bild20), [12]. Hierin wird Wayss als „Pa-tentinhaber des Systems Monier“ be-zeichnet. Als solcher überlässt erFreytag & Heidschuch „das Patent-eigenthum von dem KönigreicheWürt(t)emberg und dem RheinlandeElsaß, Letzteres begrenzt durch dieVogesen, kostenlos“. Weiter heißt es:„Die seinerzeitige contrac(t)liche Ver-einbarung zwischen J. Monier in Parisund Freytag & Heidschuch über (die)gemeinschaftliche Ausnützung dieserBezirke ist hiermit aufgehoben, indemHerr G. A. Wayss die hier zu übertra-

genden Rechte von Herrn J. Monierkäuflich erworben hat“. Freytag &Heidschuch verkauften laut diesemVertrag an Wayss ihr Patentrechtfür das Königreich Bayern, d. h. diesieben rechtsrheinischen Kreise aus-schließlich der Rheinpfalz. Schließ-lich heißt es: „Das von der FirmaFreytag & Heidschuch im Oktober1884 von J. Monier erworbene PatentEigenthum für das GroßherzogthumBaden, die Pfalz und 1 Theil vonHessen inclusive Worms, wird durchdiesen Vertrag nicht alteriert“.

Die Patentrechte für Schlesienund Posen tratWaysswenig später andie GebrüderHuber in Breslau ab.

4 Der Wechsel von Wayss nach Berlinund die Begegnung mit MatthiasKoenen

Noch im Jahr 1885 hatte Wayss seineFirma in Frankfurt a. M. aufgegebenund war nach Berlin in die Haupt-stadt des Reiches gegangen, weil ersich dort die größten Chancen fürden Einsatz der neuen Bauweise er-hoffte, und damit begann eine span-nende Phase von intensiven Aktivitä-ten und teilweise auch verwirrendenEntwicklungen.

Wayss gründete in Berlin so-gleich eine eigene Firma „G. A. Wayss& Co.“. Seine Hauptaufgabe bestandzunächst darin, Aufträge zu akquirie-ren. Bei diesen Bemühungen suchteWayss auch die Baustelle des Wal-lot’schen Reichstagsgebäudes auf undtraf dort noch Ende 1885 mit Mat-thias Koenen (1849–1924) zusam-men, der als Bauleiter für den Rohbautätig war (Bild 21). Diesem schlugWayss vor, Wände aus bewehrtemBeton nach dem System Monier aus-zuführen.

M. Koenen entstammte wieWayss aus einer mit dem Bauen ver-bundenen Familie. Im Vergleich zudem unternehmerischen und manch-mal sprunghaften GeschäftsmannWayss war Koenen ein Ingenieur mitbesonderen fachlichen, wissenschaft-lich fundierten Kenntnissen und ent-sprechenden Interessen. Nach sei-nem Studium hatte er schon ein Inge-nieurbüro für schwierige Bauaufga-ben geführt und war schon durchetliche Veröffentlichungen und als ge-schätzter Dozent hervorgetreten.Nach dem zweiten Staatsexamen warer jetzt als Regierungsbaumeister im

Bild 21. Matthias Koenen(1849–1924), [15].

344



preußischen Staatsdienst tätig. Koe-nen sollte der Dritte im Kreis derbisherigen beiden Protagonisten desEisenbetons in Deutschland werden.

Zunächst stand Koenen aber derneuen Bauweise ablehnend gegen-über, denn er sah drei kritische Punk-te: Der erste war die Gefahr des Ros-tens der eingelegten Eisenstäbe. Derzweite Punkt betraf die Frage nach ei-ner ausreichenden Haftung der Eisenim Zementmörtel, und der drittePunkt galt der Überlegung, dass diefeste Verbindung zweier Stoffe mitentsprechend unterschiedlichem Aus-dehnungsverhalten bei Temperatur-änderungen zu gravierenden Schädenführenwürde. Seine wissenschaftlicheNeugier veranlasste Koenen aber, die-sen Fragen weiter nachzugehen. Dieersten beiden Punkte wurdenexperimentell angegangen. Um Auf-schluss über die Problematik des Ros-tens zu erhalten, empfahl KoenenWayss, kleine Versuchsplatten ausZementmörtel mit eingelegten und aneiner Seite etwas herausstehendenEisenstäben herzustellen. Diese wur-den bei Prof. Bauschinger in Mün-chen für drei Monate an der Luft, ingewöhnlichem Wasser und in Jauchegelagert. Als die Platten anschließendzerschlagen wurden, waren in allendrei Fällen die Eisenstäbe im Innerender Platten frei von Rost geblieben,während die herausschauenden En-den mehr oderweniger stark verrostet

waren. Die Frage nach der Haftungkonnte mit einfachen Ausziehversu-chen zufriedenstellend geklärt wer-den. Das Problem der Ausdehnungbei Temperaturänderungen wurdevon Koenen durch gezieltes Suchenin der Literatur gelöst: Er fand in ei-ner französischen Fachzeitschrift An-gaben zu Ausdehnungskoeffizienten,und es stellte sich heraus, dass dieWärmedehnzahlen von Eisen undZementbeton praktisch gleich waren.In [14] erinnerte sich Koenen später:„Von diesem Augenblick an war ichentschlossen, der Sache meine volleAufmerksamkeit zu widmen, da ichmir voll bewusst war, nunmehr dieGrundbedingungen für eine neueBauweise vor mir zu haben“.

Dies war der Ausgangspunkt füreine intensive Zusammenarbeit vonWayss und Koenen. Beide vereinteihr Einsatz für die neuartige Eisenbe-tonbauweise. Ihre Charaktere warensehr verschieden. Einerseits ergänz-ten sie sich mit ihren individuellenFähigkeiten in vortrefflicher Weise.Andererseits konnten aber wohl aufdie Dauer persönliche Differenzennicht ausbleiben.

5 Umfangreiche Bauteilversuche unddie sogenannte „Monier-Broschüre“

In diesen Anfangsjahren fehlten überdie Tragfähigkeit von bewehrten Be-tonbauteilen noch jegliche Grund-

lagen. Der Fundus an Referenzbau-werkenwar noch mehr als gering, undeinzelne Misserfolge blieben nichtaus. Insbesondere gab es im Hinblickauf die von den schon längst etablier-ten Genehmigungsbehörden und derBaupolizei geforderten Nachweisefast unüberwindliche Schwierigkei-ten. Abhilfe war also dringend ge-boten.

Der in baustatischer Hinsichtversierte Koenen sah neben bewehr-ten Wänden, die ihm Wayss vorge-schlagen hatte, auch die Möglichkeit,Deckenplatten aus bewehrtem Betonherzustellen. Schon Ende 1886 veröf-fentlichte er im Centralblatt der Bau-verwaltung hierzu eine kurze Notiz(Bild 22). Dies war weltweit die ersteDarstellung über die Biegemessungvon Eisenbetonplatten. Die Über-schrift „Berechnung der Stärke derMonierschen Cementplatten“ zeigt,dass die Begriffsbildung noch nichtabgeschlossen war. FürKoenenwar esoffensichtlich selbstverständlich, dieBewehrungsstäbe an den Rand derZugzone zu legen. (Diese heute trivialwirkende Erkenntnis war damals kei-neswegs schon Allgemeingut. Als we-nig später im Reichstagsbau bereits1500 m2 Decken aus Eisenbeton aus-geführt wurden und Monier dieseBaustelle besuchte, kritisierte dieser,dass die Eisen so weit außerhalbder Plattenmitte angeordnet wurden[13].) Koenen ließ bei seinem Bemes-

Bild 22. M. Koenens Veröffentlichungim Centralblatt der Bauverwaltungvom November 1886 über die Biege-bemessung von Platten, [16].

Bild 23. Titelblatt der sogenannten„Monier-Broschüre“ von 1887, [17].

Bild 24. Einer der in der „Monier-Bro-schüre“ beschriebenen Versuche, [17].

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sungsansatz Betonzugspannungen inder Zugzone außer Acht, nahm aberdie Nulllinie in der Querschnittsmittean, was bekanntlich mit der Deh-nungsverteilung nicht verträglich ist.(Dieser Fehler wurde von Koenenspäter korrigiert).

Durch Koenen veranlasst, führteWayss mit zwei kleinen Platten von1,00 m Spannweite und 5 cm DickeBelastungsversuche durch. Eine derPlatten war bewehrt, die andere unbe-wehrt. Das Ergebnis bestätigte ein-drucksvoll Koenens Voraussage, dassdie Bruchlast der bewehrten Plattedas Sechsfache der unbewehrten be-tragen würde. Wayss ging nun daran,

eine umfangreiche Versuchsserie ingroßem Maßstab durchzuführen, umpotenziellen Bauherren und insbe-sondere den für die Genehmigung zu-ständigen Behörden die weitgefächer-ten Möglichkeiten des Bauens mit be-wehrtem Beton zu demonstrieren.Die Versuche wurden von Freytag &Heidschuch finanziell unterstützt.Wayss stand mit Koenen weiterhin inengem Kontakt, und letzterer warbeim Entwurf der insgesamt 14 Ver-suche maßgebend beteiligt [14]. Dieersten zehn Versuche erfolgten„durch das Königliche Polizei-Präsi-dium … in Gegenwart einer großenAnzahl bedeutender Architekten und

Ingenieure“ [17]. Die restlichen vierVersuche wurden durch einen Regie-rungsbaumeister namens Wächteraufgenommen. Auch die Firma „Ge-brüder Huber“ beteiligte sich mit eini-gen in Breslau durchgeführten Versu-chen, bei denen die Versuchsproto-kolle von einer größeren Anzahl vonBaubeamten und einigen Architektenunterschrieben wurden. Da geradeauch der größere Feuerwiderstandder bewehrten Betondecken gegen-über den herkömmlichen Holz- undEisenkonstruktionen ein wesentli-ches Werbeargument war, wurdenauch einzelne Brandversuche vorge-nommen.

Man muss sich vor Augen füh-ren, dass die Versuche einer in der da-maligen Fachwelt noch weitgehendunbekannten Bauweise galten undüberraschend gute Ergebnisse hin-sichtlich der Tragfähigkeit und desVerhaltens während der Belastung er-gaben. Um die Resultate bekannt zumachen, veröffentlichte Wayss diesein der alsbald so bezeichneten „Mo-nier-Broschüre“. Dabei handelte essich aber um eine Schrift in Buch-form von immerhin 128 Seiten.Deren Titel „Das System Monier“(Bild 23) hatte den heute recht selt-sam klingenden Zusatz „Eisengerippemit Cementumhüllung“, wohl um denBezug zu dem Monier’schen Patentherauszustellen. Bild 24 zeigt einender beschriebenen Versuchsaufbau-ten.

Nach seiner eigenen Darstellunghatte Koenen die „Monier-Broschüre“in wesentlichen Teilen verfasst [14],

Bild 25. Titel des Theorie-Kapitels in der „Monier-Broschüre“ mit dem Hinweisauf M. Koenen, [17].

Bild 26. Lithographie nach dem Kolossalgemälde (ca. 8 x 5 m) von Franz Würbel, das 267 der am Reichstagsbau Beteiligtenzeigt und das nach Fotos der Abgebildeten gemalt wurde, [18]. Auf dem Bild ist auch M. Koenen dargestellt: Die zweite linksvon der Kaiserbüste vollständig abgebildete Person trägt einen mächtigen, schwarzen Bart; direkt links über deren Kopf be-findet sich Koenen.

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wollte aber als im preußischen Staats-dienst Tätiger nicht in einer Firmen-schrift in Erscheinung treten. Des-halb enthält das Titelblatt nur denZusatz „Unter Mitwirkung namhafterArchitekten und Ingenieure“, und dieÜberschrift des in der Broschüreebenfalls enthaltenen Theorie-Kapi-tels (Bild 25) gibt auch nur den Hin-weis „nach der von Regierungs-Bau-meister M. Koenen im Centralblattder Bauverwaltung (Jahrgang 1886)angegebenen, mit den Belastungsver-suchen übereinstimmenden Berech-nungsweise“.

Eigene Referenzen von inDeutschland bereits ausgeführtenBauwerken waren verständlicherwei-se zu diesem Zeitpunkt noch nichtverfügbar. Deshalb enthält die „Mo-nier-Broschüre“ in größerem Umfangnur Konstruktionsvorschläge undnicht zur Ausführung gekommeneEntwürfe, wobei einige der Darstel-lungen noch recht unausgegorensind. Am Schluss findet man aberFotos von Bauwerken wie Behälter

und kleinere Brücken, die Monier inFrankreich ausgeführt hatte.

Wayss ließ von der Broschüre10.000 Exemplare drucken und ver-teilte diese kostenlos vor allem an Be-hörden und Architekten. Da der Pa-tentschutz noch bestand, war in die-sen Anfangsjahren eine Konkurrenznicht zu befürchten.

6 Wechselvolle Unternehmens-entwicklung und der Beginnvon Wayss & Freytag

Wayss hatte Koenen im Zuge derKontakte als einen in technisch-wis-senschaftlicher sowie auch in organi-satorischer Hinsicht versierten Inge-nieur erlebt, und er versuchte, diesenzur Mitarbeit in seinem Unterneh-men zu gewinnen, zunächst aller-dings ohne Erfolg. Koenen hatte sichdurch sein Mitwirken am Reichstags-bau in verantwortungsvoller Positioneine aussichtsvolle Position imStaatsdienst erworben (Bild 26). Alsder Rohbau des Reichstags seiner Fer-

tigstellung entgegenging, entschlosssich Koenen schließlich doch, demDrängen von Wayss nachzugeben,den Staatsdienst zu verlassen und1888 als technischer Leiter in die Fir-ma G. A. Wayss & Co. einzutreten.

Ein Jahr später, also 1889, ver-wandelteWayss sein Unternehmen ineine Aktiengesellschaft, die als „A.-G.fürMonierbauten, vorm. G. A. Wayss& Co.“ firmierte. Die durchgeführtenVersuche und die „Monier-Broschü-re“ zeigten eine sehr positive Wir-kung, so dass sich das Unternehmeneiner günstigen Auftragslage erfreuenkonnte.Wayss führte die Gesellschaftallein und Koenen fungierte als Tech-nischer Direktor.

Zum 1. Februar 1890 erwarbWayss für seine Aktiengesellschaft dieFirma Freytag & Heidschuch zusam-men mit deren Niederlassung in Stutt-gart [10]. Damit verlor das NeustadterUnternehmen seine Selbstständigkeitund war fortan eine Niederlassung derBerliner Gesellschaft, deren Leitung inden Händen von C. Freytag und C.Heidschuch verblieb. Diesewaren aberinsofern an der„A.-G. für Monierbau-ten, vorm. G.A. Wayss & Co.“ beteiligt,als Wayss den Kaufpreis mit Aktiendieser Gesellschaft bezahlt hatte. 1891verstarb C. Heidschuch und C. Freytagwurde der alleinige Leiter der Neustad-ter Niederlassung. Im NeustadterAdressbuch von 1891erschien eineAn-zeige (Bild 27), die die erfolgte Einbin-dung von Freytag &Heidschuch in dieAktien-Gesellschaft für Monierbautenals Filiale wiedergibt. Bei den zahlrei-chen aufgeführten Geschäftsfeldernwerden an erster Stelle „FeuerfesteBauten nach System Monier, D.R.P.(‚Eisengerippe mit Cementumhül-lung’)“ herausgestellt.

Das Jahr 1892 erbrachte für die„A.-G. fürMonierbauten“ ein schlech-tes Geschäftsergebnis, und das Unter-nehmen geriet in schwere wirtschaft-liche Bedrängnis. Außerdem muss eszwischen Wayss und Koenen zu Dif-ferenzen gekommen sein. Dies führtedazu, dass Wayss 1893 aus der Berli-nerAktiengesellschaft ausschied. Die-se wurde hinfort von Koenen unterdem Namen „Beton- und MonierbauAG“ erfolgreich weitergeführt.

C. Freytag gelang es gegen Endedes gleichen Jahres 1893, im Vereinmit G.A.Wayss die Neustadter Filialewieder zurückzukaufen. Miterworbenwurden nicht nur die schon früher

Bild 27. Anzeige der „Aktien-Gesellschaft für Monierbauten,Filiale: Neustadt a. d. H. (früher Freytag & Heidschuch)“ im Adressbuchvon Neustadt aus dem Jahr 1891, [11].

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von Neustadt aus gegründete Nieder-lassung in Stuttgart, sondern auchweitere inzwischen in München undLuxemburg eingerichtete Filialen so-wie ein Röhrenwerk in Neckarau, woKanalrohre aus Beton gefertigt wur-den, indem die Bewehrung auf einedrehbare Innenschalung nach demsogenannten Zisselerverfahren aufge-wickelt wurde (Bild 28). Der Kauf er-folgte rückwirkend zum 1. Februar1893, und der Kaufpreis wurde auchdiesmal mit Aktien der Berliner Ge-sellschaft bezahlt. Das nun wiederselbstständige Unternehmen behielt

die Rechtsform einer OHG, erhieltaber jetzt den Firmennamen „Wayss& Freytag“ [10]. Bei dieser Trans-aktion wurde auch festgeschrieben,dass die beiden in Berlin und Neu-stadt ansässigen Unternehmen biszum 31.12.1899 in ihren jeweiligenräumlichen Arbeitsgebieten – im we-sentlichen Nord- bzw. Süddeutsch-land – nicht miteinander konkurrie-ren durften. Das Unternehmen inNeustadt wurde nun wieder ein Zen-trum derweiteren Entwicklung.

Die Leitung von Wayss & Frey-tag oblag allein C. Freytag. Dies geht

auch aus einem Gesellschaftsvertraghervor, mit dem 1896 Otto Meyer,Schwiegersohn von Freytag, als weite-rer offener Gesellschafter der OHG inderen Leitung aufgenommen wurde.Im Hinblick aufWayss heißt es in die-sem Vertrag: „HerrWayss ist zu einerTätigkeit in keiner Weise verpflichtet.…, insbesondere behält sich HerrWayss das Recht vor, das Geschäftganz nach seinem Ermessen und sooft er will persönlich zu controllie-ren“ [12].Wayss verlagerte seine eige-nen geschäftlichen Aktivitäten nachWien. Hier hatte schon 1879 R.Schuster das österreichische PatentMoniers erworben und anWayss wei-terverkauft, als dieser 1886 in Wienunter seinem Namen ein Bauunter-nehmen gründete. Ein Professor derTH Wien, der mit seinen Studentenzu jener Zeit eine Baustelle besuchte,soll sich dort folgendermaßen geäu-ßert haben: „Sehen Sie sich diesenMatsch an! Aber der wird fest undhält! Das gibt es jetzt!“ [13].

Bild 29 zeigt Teile eines Briefbo-gens der Firma Wayss & Freytag von

b)

Bild 28. Fertigung eines eiförmigen Kanalrohrs aus bewehrtem Beton nach demZisselerverfahren, [10].

Bild 29. Briefbogen der Fa. Wayss & Freytag von 1898, [11]; a) Briefkopf, b) am linken Rand vorhandene Liste der angebote-nen Leistungen.

a)

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1898. Im Briefkopf heißt es „Speziali-tät: Monierbauten“. Die Bezeichnung„Eisenbeton“ ist noch immer nicht ge-boren. Der Zeit entsprechend wirdmit der Aufzählung von vielen errun-genen Medaillen und Diplomen ge-worben. Am Rand des Briefbogensführt eine lange Liste die angebote-nen vielfältigen Leistungen auf. Inte-ressant ist dabei der Hinweis auf dieFeuer- und Diebessicherheit derWän-de, Decken und Böden.

Zu den geschilderten Verwick-lungen in der Unternehmensgestal-tung kamen in diesen frühen Jahren

heftige Angriffe auf das deutscheMonierpatent hinzu, die das Ringenum die Einführung der neuen Bauwei-se belastete. C. Rabitz, ein BerlinerAr-chitekt und Maurermeister,wie er sichnannte, besaß Patente über die Her-stellung von feuerfestem Deckenputzauf Drahtgeflechten oder Drahtgewe-ben unter Holzbalken und hatte eineZivilklage gegen Wayss angestrengt.Hierauf hatteWayssmit einemAntragauf Nichtigkeitserklärung der Ra-bitz’schen Patente geantwortet. Derlangwierige Streit wurde mit einemVergleich per Vertrag vom 9. Februar

1887 beigelegt [12]. Mit dem Einver-ständnis von Wayss durften Rabitzund seine Lizenzberechtigten ihre Ar-beiten mit den in den Rabitz’schenPatenten festgelegten PutzmaterialienunterAusschluss der Verwendung vonZement weiterhin ausführen. Rabitzwurde aber zusätzlich gestattet, in be-schränktem Umfang Zementmörtelauf aufgespannten Drahtgeflechtenund Drahtgeweben in solchen Gebäu-den anzuwenden,wo der in seinen Pa-tenten genannte Mörtel keine genü-gende Widerstandsfähigkeit gegenFeuchtigkeit bieten würde. Im Gegen-zug wurde für Rabitz und seine Li-zenzberechtigten ausgeschlossen, imSinne der baupolizeilichen Bestim-mungen tragfähige Wände, Deckenund Gewölbe mit Eisen und Cementherzustellen.Wayss und seine Lizenz-beauftragten verpflichteten sich, ihreKonstruktionen wie bisher nur in Ze-mentmörtel und Eisen auszuführen,also unter Ausschluss der in den Ra-bitz’schen Patenten genannten Putz-materialien.

Acht Jahre später wurde dasdeutsche Monierpatent wohl nach ei-ner dagegen gerichteten Klage zuerstvom Reichspatentamt am 29.11.1894und dann endgültig vom Reichsge-richt am 21.9.1895 für nichtig erklärt.Der damit entfallende Patentschutzwar einerseits ein schwerer Schlag fürdie betroffenen deutschen Firmen,aber wie noch darzustellen ist, wardiese Entscheidung rückschauend ge-sehen im Rahmen der um die Jahr-hundertwende einsetzenden Ent-wicklungen nicht von einschneiden-der Bedeutung.

7 Beispiele von schon im 19. Jh.errichteten Eisenbetonbauten

Wie geschildert teilten sich inDeutschland vier Firmen als Lizenz-nehmer die Ausnutzung des Monier-patents: Freytag & Heidschuch inNeustadt, die A.-G. für Monierbauten– vorm. G. A. Wayss & Co. in Berlin,Martenstein & Josseaux in Offenbacha. M. und Gebr. Huber in Breslau. Ei-nerseits war im ausgehenden 19. Jh.durchaus ein breiter Markt für denEinsatz der neuen Bauweise vorhan-den, aber andererseits steckte dieTechnologie des bewehrten Betonsnoch in den Kinderschuhen. An tech-nische Regeln oder gar an Vorschrif-ten war überhaupt noch nicht zu den-

Bild 31. Straßenbrücke in der königlich bayerischen Pulverfabrik in Ingolstadtvon 1890, [11].

Bild 32. Bogenbrücke von 1890 in Wildegg in der Schweiz, [19].

Bild 30. Gewölbte Decke im Saalbau in Mannheim von 1886, [10].

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ken. Die Unternehmen mussten alsoganz auf sich gestellt agieren, und ihrWagemut in dieser Pionierzeit nötigtzur Bewunderung. Ein schönes Bei-spiel ist der Bau einer gewölbten De-cke im Saalbau von Mannheim, dievon Freytag & Heidschuch schon1886 mit 13,0 m Spannweite undeinem Stich von 1,40 m bei einerScheiteldicke von nur 6 cm ausge-führt wurde (Bild 30). Als vierzehnJahre später hierauf eine Orgel aufge-stellt werden sollte, verliefen die zurVorsicht vorgenommenen Belas-tungsversuche völlig zufriedenstel-lend.

Bild 31 zeigt eine 1890 von derA.-G. für Monierbauten für die könig-lich bayerische Pulverfabrik in Ingol-stadt gebaute Straßenbrücke bei ihrerBelastungsprobe. Für die damaligeZeit erstaunlich schlank und filigranzeigt sie eine Struktur, die weit in dieAnfänge des 20. Jh. weist. Von demgleichen Unternehmen und ebenfalls1890 wurde die schlanke Brücke inWildegg hergestellt (Bild 32). Sie wardie erste Eisenbetonbrücke in derSchweiz und besaß nur eine Pfeil-höhe von 3,5 m bei einer Spannweitevon 39 m.

Zur werbewirksamen Öffentlich-keitsarbeit gehörte es in der damali-gen Zeit und bis in das 20. Jh. hinein,sich an Ausstellungen mit Aufmerk-samkeit erregenden Demonstrations-bauten zu beteiligen. Ein schönes Bei-spiel ist der kühne Bogen, der in nurdrei Wochen für die „NorddeutscheGewerbe-, Industrie-, Handels-, Mari-ne-, Hochseefischerei- und Kunstaus-stellung“ von 1890 in Bremen errich-

tet wurde (Bild 33). Diese Bogenbrü-cke mit 40 m Stützweite und einerScheiteldicke von 25 cm soll nachdem Ende der Ausstellung einem Be-

lastungsversuch bis zum Bruch unter-zogen worden sein [13].

Neben solchen Brückenbautenbot die Verwendung von bewehrtem

Bild 33. Bogen von 1890 auf einer Ausstellung in Bremen (40 m Spannweite,Scheiteldicke 25 cm), [13].

Bild 34. Prinzipielle Darstellung einesLagerhauses mit Monier-Decken in der„Monier-Broschüre“, [17].

Bild 35. Isarbrücke an der Isarlust (Kabelsteg) in München von 1898, [10].

Bild 36. Das „System Hennebique“, [21].

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Beton im allgemeinen Hochbau eineher bescheidenes Bild. In der „Mo-nier-Broschüre“ [17] findet sich dieDarstellung eines Gebäudeskeletts(Bild 34), die den damals üblichenAufbau zeigt: Neben dem eingewölb-ten Keller und eventuell noch Wän-den kam Eisenbeton nur bei Deckenzum Einsatz, und zwar als meist rechtdünne Platten mit geringen Spann-weiten auf einem Rost von Eisenträ-gern. Man darf aber nicht übersehen,dass dies gegenüber den herkömmli-chen Decken mit Holzbalken undhölzernerDielung einenwesentlichenFortschritt im Hinblick auf Steifig-keit, Dichtigkeit und vor allem auchbezüglich der Feuersicherheit bedeu-tete.

Schließlich sei noch die zweifeld-rige Isar-Brücke an der Isarlust ge-nannt, die auch als Kabelsteg bezeich-net wird und die 1898 von Wayss &Freytag in München gebaut wurde(Bild 35). Sie ist bis heute erhalten.Mit ihren zwei 37 m weit gespanntenKorbbögen und dem Auge über demMittelpfeiler besitzt die Brücke einegewisse zeitlose Eleganz und weistmit ihrer konstruktiven Gestaltungbereits über die Startphase der Bau-weise hinaus in das bevorstehendeneue Jahrhundert.

8 Die einschneidenden Entwicklungenin den Jahren um die Jahrhundert-wende

8.1 Das Problem der Qualitäts-sicherung und die Gründungdes Deutschen Beton-Vereins

Von den vier Ursprungsfirmen wurdeselbstverständlich auf eine hohe Aus-

führungsqualität großer Wert gelegt,waren doch nur so geschäftliche Fort-schritte bei der Einführung der neuenBauweise zu erreichen. Nachdemaber der Patentschutz 1895 entfallenwar, begannen viele kleinere odergrößere Firmen damit, sich dem Bau-en mit bewehrtem Beton zuzuwen-den. Zwar hatte es schon früher ein-zelne Misserfolge gegeben, aber nun-mehr drohten Qualitätsmängel dieBauweise in Verruf zu bringen. Na-turgemäß hatten auch die Zement-hersteller ein starkes Interesse an derAusweitung des Betoneinsatzes. 1897ergriff daher Hartwig Hüser vomObercasseler Zementwerk bei Bonndie Initiative, nach dem Vorbild desschon zwanzig Jahre bestehenden, er-folgreichen „Vereins Deutscher Ce-ment-Fabrikanten“ einen entspre-

chenden Verein der Betonindustriezu schaffen [20]. Schon ein Jahr spä-ter fand am 5. und 6. Dezember 1898eine Gründungsversammlung mitüber 200 Teilnehmern statt, zu denenauch C. Freytag und M. Koenen ge-hörten. Diese Versammlung be-schloss die Gründung eines „Deut-schen Beton-Vereins“ und bestimmtezum Ziel die „Förderung der gemein-samen Interessen ihrer Gewerbe so-wohl in fachwissenschaftlicher alsauch in wirtschaftlicher Richtung“.Schon während dieser ersten Ver-sammlung hielt Koenen einen Vor-trag über „Das Verhalten eines Beton-gewölbes unter verschiedenen Belas-tungen“. Hartwig Hüser wurde zumVorsitzenden gewählt, verstarb aberwenig später, und auf der zweitenHauptversammlung wurde Eugen

Bild 37. Lagerhaus im Straßburger Rheinhafen, [10]; a) Ansicht des Gebäudes: links der Siloteil und rechts das eigentlicheLagergebäude, b) Inneres des Lagergebäudes.

b)a)

Bild 38. Emil Mörsch (1872–1950),[22].

Bild 39. Titelseite des Buches „DerBetoneisenbau von 1902“, [23].

351



Dyckerhoff von der schon erwähntenFirma Dyckerhoff & Widmann inKarlsruhe zum Nachfolger bestimmt.Diese entwickelte sich in jenen Jah-ren von der ursprünglichen „Cement-Waaren-Fabrik“ zu einem der führen-den Bauunternehmen. Die erstenHauptversammlungen des Beton-Ver-

eins widmeten sich intensiv den Fra-gen der Qualitätssicherung und Prü-fung von Beton. Kurioserweise wurdeerst 1901 auf der 4. Hauptversamm-lung erstmals über „Cementeisenkon-struktionen“ diskutiert, und zwarkontrovers wegen der Frage des Ros-tens.

8.2 Das Vordringen der monolithischenBauweise nach Hennebique

In diesen Jahren kam erneut ein ent-scheidender Impuls aus Frankreich,und zwar durch François Hennebique(1842–1921). Dieser war ein Bauern-sohn wie C. Freytag, war zunächst in

Bild 40. Rollschuhbahn in St. Petersburg, gebaut um 1900 durchWayss & Freytag, [12]; a) Ansicht des Rohbaus, b) Inneresder fertigen Halle.

b)a)

Bild 41. Rückseite des Firmensitzes derWayss & Freytag A. G. in der Neustadter Thalstraße; a) Ansicht mit der Liste derzahlreichen Niederlassungen, vermutlich um 1910, [11], b) Heutige Ansicht (Aufnahme des Verfassers).

a) b)

Bild 42. Aussichtstreppe auf einer Ausstellung 1912 in Köslin, a) Ansicht des fertigen Bauwerks [29], b) Bauzustand [12],c) Bewehrungszeichnung.

a) b) c)

352



Brüssel und später in Paris selbststän-dig im Baufach tätig. Er entwickeltedas sogenannte „System Henne-bique“, das in der dem Eisenbeton ge-mäßen monolithischen Bauweise be-stand: Stützen, Balken und Deckenwurden nach diesem System aus Be-ton sozusagen „in einem Guss“ herge-stellt (Bild 36). Ab 1892 hatte er inzahlreichen Ländern Patente ange-meldet. Er vergab an seine Lizenz-nehmer nur die Ausführungsrechte,behielt sich aber für sein Büro dietechnische Bearbeitung nebst Anferti-gung der Konstruktionszeichnungenvor. Auch in Deutschland gab es eini-ge Konzessionäre von Hennebique,wie z. B. seit 1898 Eduard Züblin(1850–1916), der in Straßburg ein In-genieurbüro und ein Bauunterneh-men betrieb und der von Hennebiqueeine Generalvertretung für Süd-deutschland übernommen hatte. Vonder Sache her war es verständlich,dass das „System Hennebique“ auchDeutschland geradezu überflutete,obwohl die konstruktive Durchbil-dung noch Mängel aufwies und 1901ein Einsturz eines nach diesem Sys-tem fast vollendeten Rohbaus für eingroßes Hotel in Basel großes Auf-sehen erregte.

Das Unternehmen Martenstein& Josseaux hatte schon frühzeitig einAusführungsrecht für die Henne-bique’sche Bauweise erworben undlud die befreundete Firma Wayss &Freytag zur Besichtigung ihrer ent-sprechenden Baustellen ein. OttoMeyer fuhr nach Frankfurt und er-kannte dort sogleich das Potenzialder Bauweise und, dass die Übernah-me der neuen Bauwerksstruktur eineÜberlebensfrage für sein Unterneh-men war. Wiederum fand ein Besuchin Paris statt, aber die Verhandlun-gen mit Hennebique verliefen ergeb-nislos. Bei Wayss & Freytag erfolgtedie technische Bearbeitung grund-sätzlich im eigenen Hause, und manwar nicht bereit, für eine Konzessionund die technische Bearbeitung je-weils 10% der Bausumme an Henne-bique zu zahlen. Vielmehr hatte manin Neustadt genügend Erfahrungen,um ohne Hilfe von Hennbique Bau-ten in dem monolithischen Systemzu konstruieren und auszuführen.Durch Veränderungen und Verbesse-rungen gelang es, die ohnehin inZweifel gezogenen Patente zu um-gehen [10].

Ein eindrucksvolles Beispiel warim Jahre 1899 der Neubau einesmächtigen Lagerhauses im Straßbur-ger Rheinhafen (Bild 37 a). Es zeigtauch die damals schon vorhandene

großräumige Konkurrenz der Bau-unternehmen untereinander. Dieortsansässige Firma Züblin erhieltden Auftrag zur Errichtung des Silo-teils, wohl deshalb, weil E. Züblin in

Bild 43. Isarbrücke bei Grünwald von 1904; a) Ansicht [alte Ansichtskarte],b) Bewehrungszeichnung, [24], c) Lehrgerüst und Betonierabschnitte, [25].

c)

b)

a)

353



jungen Jahren in Italien bereits Erfah-rungen mit Silobauten gesammelthatte. Dem Unternehmen Wayss &Freytag gelang es, für den anderenGebäudeteil, das eigentliche Lager-haus, beauftragt zu werden. Bild 37 bzeigt dessen schwere Konstruktion,die schon völlig dem einheitlichenneuen System entsprach und eigent-lich prädestiniert für den Generalver-treter Züblin der Hennebique’schenBauweise gewesen wäre.

8.3 Die weitere Entwicklung vonWayss & Freytag und dasHinzukommen von E. Mörsch

Im Jahre 1900 wurde die „OffeneHandelsgesellschaft Wayss & Frey-tag“ in eine Aktiengesellschaft über-führt. Der Vorstand bestand aus C.Freytag und O. Meyer. G. A. Wayssübernahm den Vorsitz im fünfköpfi-gen Aufsichtsrat. Die Aktien warenvollständig im Besitz der Vorstands-und Aufsichtsratsmitglieder [10].

Trotz der enormen Fortschritte,die der bewehrte Beton auf dem Bau-markt erreicht hatte, gab es zwei we-sentliche Hindernisse, die das weitereVordringen erschwerten: Es fehlteneinerseits immer noch breitere, wis-senschaftlich fundierte Grundlagenund andererseits verbindliche techni-sche Regeln und Vorschriften. C.Freytag war sich dessen nicht nur be-wusst, sondern er suchte auch aktivnach Abhilfe. Über die StuttgarterNiederlassung kam er mit einem jun-gen Ingenieur in Kontakt, der ihm alsäußerst begabt und tüchtig empfoh-len worden war. Es war Emil Mörsch(1882–1950), der am Polytechnikumin Stuttgart Bauingenieurwesen stu-diert hatte und jetzt nach dem zwei-ten Staatsexamen seit 1898 als Regie-rungsbaumeister im Brückenbüro derWürttembergischen Staatsbahn tätigwar (Bild 38). Freytag soll die ernste,besonnene Art des jungen Mannesüberzeugt haben, und er konnteMörsch dafür gewinnen, den Staats-dienst zu verlassen und in dasNeustadter Unternehmen einzutre-ten. Dies war ein ausgesprochenerGlücksfall, nicht nur für Wayss &Freytag, sondern auch für den Eisen-betonbau insgesamt, denn E. Mörschsollte zu einem weiteren Pionier indessen Fortentwicklung werden.

Am 1. Februar 1901 wurdeMörsch im Alter von 28 Jahren Leiter

des Technischen Büros in Neustadtund erhielt die Aufgabe, sich nebender alltäglichen Entwurfsarbeit auchmit der Schaffung wissenschaftlicherGrundlagen zu befassen. Schon eingutes Jahr später wurde vom Unter-nehmen Wayss & Freytag A. G. imSelbstverlag ein Buch mit dem Titel„Der Betoneisenbau“ herausgegeben[23]. Dieser heute seltsam wirkendeTitel zeigt, dass die Bezeichnung„Eisenbeton“ für die Bauweise nochimmer nicht im Gebrauch war. DasTitelblatt (Bild 39) weist aus, dassder theoretische Teil, der immerhinüber 60 Seiten umfasst, von E.Mörsch bearbeitet wurde. DiesesKapitel atmet bereits einen klarenDurchblick im Hinblick auf die inne-re Wirkungsweise des Verbundsys-tems aus Beton und Eisenbewehrungund enthält zahlreiche entsprechendeDimensionierungsangaben. Das ver-

hältnismäßig schmale Buch war derAnfang einer langen Reihe von weite-ren, dann aber von Mörsch im eige-nen Namen herausgegebenen Aufla-gen, die bei fortlaufender Zunahmedes Volumens auf schließlich vierBände sein umfassendes Wirken überJahrzehnte widerspiegeln. Die Bautä-tigkeit von Wayss & Freytag reichtezu dieser Zeit schon weit über diedeutschen Grenzen hinaus. Exempla-risch hierfür ist der Bau einer Roll-schuhbahn in St. Petersburg um dieJahrhundertwende (Bild 40). Auf-schlussreich ist in dieser Hinsichtauch eine vermutlich um 1910 aufge-nommene Fotografie der Rückseitedes Firmensitzes in der Thalstraßevon Neustadt (Bild 41 a): Die der Ei-senbahnstrecke zugewandten Giebel-seiten informierten werbewirksamunter anderem über die zahlreichenNiederlassungen im In- und Ausland.

Bild 44. Briefköpfe derWayss & Freytag A. G. von 1909 mit Abbildungen derIsarbrücke Grünwald; a) der Neustadter Zentrale, [11], b) der Niederlassung inSt. Petersburg, [12].

b)

a)

354



Die Gebäude sind bis heute erhalten(Bild 41 b).

Bis in die Zeit des Ersten Welt-kriegs wurde weiterhin über die Teil-nahme an Ausstellungen geworben,sei es mit Ausstellungsständen odermit spektakulär wirkenden Bauwer-ken. So errichtete Wayss & Freytag1912 für eine Ausstellung in Köslinein frei in die Höhe ragendes Trep-penbauwerk, das den Besuchernbeim Blick aus der luftigen Kanzelüber dem See sicherlich einen gewis-sen Nervenkitzel vermittelte, ande-rerseits aber auch eindrucksvoll dieflexiblen Gestaltungsmöglichkeitendemonstrierte, die der Eisenbeton bot(Bild 42).

Ein herausragendes Dokumentder rasanten Entwicklung in den ers-ten Jahren des 20. Jh. entstand mitdem Bau der Isarbrücke bei Grünwald

vor den Toren Münchens. Die FirmaWayss & Freytag schuf hier im Vereinmit dem ortsansässigen UnternehmenHeilmann und Littmann in den Jahren1903–1904 einen Brückenzug mit zweischlanken Bögen von je 70 m Spann-weite und aufgeständerter Fahrbahn(Bild 43). Entwurfsverfasser war E.Mörsch, und das Bauwerk demons-trierte die Tatkraft und Kreativität die-ses jungen Ingenieurs. Beachtenswertist auch der Wagemut des Unterneh-mens. C. Freytag war sich darüber völ-lig im Klaren und hielt sich deshalbhäufig für längere Zeit auf der Baustel-le auf, insbesonderewährend der Beto-niervorgänge und beim Ausrüsten derBögen. (Leiderwurde diese Inkunabeldes frühen Eisenbetonbaus vor eini-gen Jahren abgetragen und durch eineneue, ähnlich aussehende Stahlbeton-brücke ersetzt.) Der erfolgreiche Bauder Grünwalder Brücke war natürlichder Stolz des Unternehmens. Abbil-dungen dieses Ingenieurbauwerkszierten in den Folgejahren die Brief-köpfe von Wayss & Freytag (Bild 44).

8.4 Die Erarbeitung der erstenVorschriften

Während der 6. Hauptversammlungdes Deutschen Beton-Vereins im Jahre1903 hielt E. Mörsch einen Vortragüber seine ein Jahr zuvor veröffentlich-te Theorie, nicht ohne auf das hohe Si-cherheitsrisiko infolge der fehlenden

verbindlichen Regelungen hinzuwei-sen. In der Tat gab es in dieser Früh-zeit der Eisenbetonbauweise immerwieder mehr oderweniger große Scha-densfälle, nachdem sich nun viele Fir-men an neuartige Ausführungen mitbewehrtem Beton heranwagten, ohneselbst über die unbedingt notwendigenErfahrungen zu verfügen.

Noch im gleichen Jahr 1903 wur-de vom Verband Deutscher Architek-ten- und Ingenieur-Vereine und vomDeutschen Beton-Verein ein „Gemein-samer Eisenbetonausschuss“ gegrün-det. (Nun hatte sich endlich der Begriff„Eisenbeton“ eingebürgert). DiesesGremium, in dem Koenen undMörschintensiv mitarbeiteten, brachte alsbaldeinen Entwurf für „Vorläufige Leitsätzefür die Vorbereitung, Ausführung undPrüfung von Eisenbetonbauten“ he-raus. Bereits bei der nächsten Haupt-versammlung des Deutschen Beton-Vereins wurde der Entwurf angenom-men,wobei die erbrachte Leistung aus-drücklich anerkannt wurde. WenigeMonate später erließ der PreußischeMinister für öffentlicheArbeiten am 16.April 1904 „Bestimmungen für dieAus-führung von Konstruktionen aus Ei-senbeton bei Hochbauten“. Sie fußtenmit einigenÄnderungen auf den vorge-nannten „Leitlinien“. Zu diesem Ergeb-nis hatte die Wayss & Freytag A. G. inden Jahren nach 1900 wesentlich mitselbstfinanzierten Versuchen beigetra-gen, die bei C. v. Bach in der Material-prüfungsanstalt an der TH Stuttgartvorgenommenworden waren.

Es sollte zwar noch viele Jahredauern, bis 1916 für das DeutscheReich verbindliche Vorschriften he-rausgegeben wurden, die vom 1907gegründeten Deutschen Ausschussfür Eisenbeton erarbeitet worden war.Aber immerhin war mit den „Bestim-mungen“ von 1904 in Preußen einnoch fehlender Eckpfeiler für denendgültigen Durchbruch der Bau-weise geschaffen.

9 Der weitere Berufsweg der PioniereFreytag, Wayss, Koenen und Mörsch

9.1 Emil Mörsch

Im Vergleich zu den anderen dreiHauptakteuren, die in den Anfangs-jahren das Bauen mit bewehrtem Be-ton vorangetrieben hatten, war E.Mörsch mehr als zwanzig Jahre jün-ger. Er hatte sich mit seiner überausfruchtbaren Tätigkeit bei Wayss &

Bild 45. Karikatur von Emil Mörsch,[12].

Bild 46. Koenen’sche Voutenplatte, [28].

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Freytag in wenigen Jahren einen weit-reichenden Ruf erworben. So wurdeer bereits 1904 an die ETH Zürich alsProfessor für Statik, Brückenbau undEisenbetonkonstruktion berufen undtrat dort im Alter von 32 Jahren dieNachfolge des hochangesehenenProf. W. Ritter an. Er blieb aber mitder Wayss & Freytag A. G. weiterhinverbunden, die gleichzeitig ein Büroin Zürich eröffnete. Aber schon vierJahre später gelang es C. Freytag,Mörsch in das kräftig expandierende

Unternehmen nach Neustadt zurück-zuholen. Er trat dort als TechnischerDirektor in den Vorstand ein. 1912verlieh die TH Stuttgart dem nun 40-jährigen Mörsch die Würde einesDoktor-Ingenieurs ehrenhalber. Alser 1916 dem Ruf der gleichen Hoch-schule folgte, fand er dort als Profes-sor für Statik, Eisenbetonbau und Ge-wölbte Brücken seine endgültige Wir-kungsstätte, die ihm den Rahmen fürein jahrzehntelanges herausragendesWirken für den Eisenbetonbau bot.Die liebevolle Karikatur des Bildes 45galt einem längst international be-kannten und menschlich hoch ge-schätzten Wissenschaftler. Am 29.Dezember 1950 endete das überausfruchtbare Leben dieses kreativen In-genieurs.

9.2 Matthias Koenen

M. Koenen blieb der Actien-Gesell-schaft für Beton- und Monierbau treuund war bis 1923 als maßgebendesVorstandsmitglied ihr alleiniger Tech-nischer Leiter [26]. Er erwarb etlichePatente, unter anderem für die vieldiskutierte Koenen’sche Voutenplatte(Bild 46). Mit ihrer sehr einfachen Be-wehrung war sie konkurrenzlos preis-wert, aber nur bei nicht sehr hoch be-anspruchten Deckenplatten von ge-ringerer Spannweite geeignet.

Koenen verfasste eine Vielzahlvon Veröffentlichungen (eine entspre-chende Liste findet sich in [27]). Erwirkte in etlichen Gremien maßge-bend mit, so von Anbeginn an im

Deutschen Beton-Verein und insbe-sondere später auch im DeutschenAusschuss für Eisenbeton. Für seineLeistungen zur Weiterentwicklungder Eisenbetonbauweise verlieh ihmdie TH Dresden die Würde einesDoktor-Ingenieurs ehrenhalber, undder Deutsche Beton-Verein ernannteihn zu seinem Ehrenmitglied. Im Al-ter von 75 Jahren schied er am 26. De-zember 1924 als erfolgreicher Unter-nehmer, als wissenschaftlich gebilde-ter Ingenieur und als im Umgang ge-schätzter Mensch aus einem erfülltenLeben.

9.3 Gustav Adolf Wayss

Mit seiner unermüdlichen Einsatzbe-reitschaft und seiner unternehmeri-schen Tatkraft hat er für die Einfüh-rung des bewehrten Betons inDeutschland Entscheidendes geleis-tet und ist aus der Anfangsentwick-lung nicht wegzudenken. Sein unru-higes Temperament war aberwohl fürseine Partner in den verschiedenenUnternehmen nicht immer einfach.

Vermutlich zwangen Wayss ge-sundheitliche Schwierigkeiten, sichum 1900 für einige Zeit zurückzuzie-hen. 1903 gab er auch den Vorsitz imAufsichtsrat der Wayss & FreytagA.-G. ab und schied 1907 ganz ausdem Unternehmen aus. In seinemWiener Baugeschäft G. A. Wayss &Co. wirkte er fortan mit seinem dorti-gen Partner R. Schuster. Für seineLeistungen wurde ihm der ehrenvolleTitel „k. k. Baurat“ verliehen. Wayssstarb am 29. August 1917 imAlter von65 Jahren nach einem ungewöhnlichwechselvollen Leben.

9.4 Conrad Freytag

Dem Unternehmen Wayss & Freytagblieb C. Freytag (Bild 47) weiterhinund zeit seines Lebens eng verbun-den. Bis 1912 war er der Vorstands-vorsitzende und Generaldirektor derGesellschaft. Dann wechselte er inden Aufsichtsrat als dessen Vorsitzen-der. Unter seiner Leitung entwickeltesich Wayss & Freytag zu einem derführenden deutschen Bauunterneh-men mit weltweiterAusstrahlung. Da-rüber hinaus war er an etlichen weite-ren Unternehmensgründungen maß-geblich beteiligt.

Neben allen Aufgaben hat er sei-ne Heimatstadt Neustadt a. d. Haardt

Bild 47. Conrad Freytag in fortge-schrittenem Lebensalter, [10].

Bild 48. Ehrenbürgerurkunde vonNeustadt a. d. H. für C. Freytag, [11].

Bild 49. Mausoleum der Familie Frey-tag in Neustadt-Hambach (Aufnahmedes Verfassers).

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[20] Der Deutsche Beton-Verein (E.V.).Seine Entstehung und Entwicklung.Denkschrift anlässlich der Internatio-nalen Baufach-Ausstellung Leipzig1913. Herausgegeben vom DeutschenBeton-Verein (E.V.), GeschäftsstelleObercassel (Siegkreis).

[21] Herzog, M.: 150 Jahre Stahlbeton-bau (1848–1998). Bautechnik Spezial.Ernst & Sohn, Verlag für Architekturund technische Wissenschaften, Berlin1999.

[22] Ricken, H.: Der Bauingenieur, Ge-schichte eines Berufes. Verlag für Bau-wesen, Berlin 1994.

[23] Wayss & Freytag A. G.: Der Beton-eisenbau, seine Anwendung und Theo-rie. Theoretischer Teil bearbeitet vonRegierungsbaumeister E. Mörsch.Selbstverlag, 1902.

[24] Mörsch, E.: Der Eisenbetonbau –Seine Theorie und Anwendung. 2. Auf-lage. Verlag von Konrad Wittwer,Stuttgart 1906.

[25] Mörsch, E.: Der Eisenbetonbau –Seine Theorie und Anwendung. 5. Auf-lage, II. Band, 2. Teil: Die Brücken ausEisenbeton. Verlag von Konrad Witt-wer, Stuttgart 1933.

[26] Beton- und Monierbau Aktienge-sellschaft 1889–1964. Herausgegebenvom Vorstand derGesellschaft zum 75-jährigen Bestehen.

[27] Ramm, W.: Matthias Koenen(1849–1924), Schöpfer der ersten Bie-gebemessung für Eisenbetonplattenund Mitbegründer der Eisenbetonbau-weise in Deutschland. Jahrbuch 1998,VDI-Gesellschaft Bautechnik, VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf 1998.

[28] Deutsches Reichspatent Nr. 141745,Klasse 37 a, vom 23. Januar 1897 ab(ausgegeben den 2. Mai 1903): Einge-spannte Voutenplatte für Decken, Brü-cken o. dgl.

[29] Wayss & Freytag A.G., Neustadta. d. Haardt: Hochbauten. Eigenverlagder Firma, 1913.

Prof. em. Dr.-Ing. Wieland RammTU KaiserslauternFachgebiet Massivbau und BaukonstruktionPaul-Ehrlich-Straße67663 [email protected]

mit Rat und Tat unterstützt. 25 Jahrelang war er von 1895–1920 Mitglieddes Stadtrats. Die Stadt dankte ihmdafür 1916 mit der Verleihung desEhrenbürgerrechts (Bild 48).

Hohe weitere Ehrungen wurdenihm zuteil. Schon 1905 hatte ihn derPrinzregent von Bayern mit dem Titel„Königlicher Kommerzienrat“ ausge-zeichnet. 1918 erhielt er von der THDarmstadt wegen seiner Verdiensteum den Eisenbetonbau die Würde ei-nes Doktor-Ingenieurs ehrenhalber,und der Deutsche Beton-Verein er-nannte ihn 1919 zum Ehrenmitglied.

Als 1911 seine älteste Tochterund Frau von Otto Meyer jung ver-starb, errichtete er oberhalb von Neu-stadt-Hambach im Wald ein Mauso-leum für die Mitglieder seiner Fami-lie, selbstverständlich aus Beton (Bild49). Als C. Freytag nach einem krank-heitsbedingten einjährigenAufenthaltin Wiesbaden am 2. Juli 1921 imAltervon fast 75 Jahren für immer seineAu-gen schloss, wurde auch seine Urnein dem Mausoleum beigesetzt. In ei-ner Todesanzeige beklagten die „Be-amten und Arbeiter der Wayss &Freytag A.-G.“ „den Heimgang diesesbedeutenden und trefflichen Mannes,der als gerechter, sorgender und wohl-wollender Vorgesetzter, als leuchten-des Vorbild restlos entschlossenerArbeitsfreude, als treuer DeutscherMann unauslöschlich im Herzen wei-terleben wird“ [11].

„Nicht nachlassen zwingt“, die-ser Wahlspruch Conrad Freytags hät-te auch über der ganzen Frühzeit derEisenbetonbauweise in Deutschlandstehen können.

Literatur

[1] Ramm, W.: Über die faszinierendeGeschichte des Betonbaus vom Beginnbis zur Zeit nach dem 2. Weltkrieg.Beitrag in „Gebaute Visionen“, 100Jahre DeutscherAusschuss für Stahlbe-ton, 1907–2007. Beuth Verlag GmbH,Berlin, Wien, Zürich 2007.

[2] Ramm, W.: Über die Wiege des Ei-senbetonbaus in Deutschland. DerPrüfingenieur 37, Oktober 2010, S.17–29.

[3] Ramm, W.: Zeugin der Geschichte:Die Alte Weichselbrücke in Dirschau.Technische Universität Kaiserslautern,Fachgebiet Massivbau und Baukon-struktion, 2004. ISBN 3-00-014775-6.

[4] Becker,W.A.: PraktischeAnleitung zurAnwendung der Cemente. NicolaischeVerlagsbuchhandlung, Berlin 1868.

[5] Buschmann, W.: Die Bonner Ze-mentfabrik. Beton- und StahlbetonbauSpezial „Zur Geschichte des Stahlbe-tonbaus – Die Anfänge in Deutschland1850 bis 1910“ (Hrsg. H. Schmidt).Ernst & Sohn, Berlin 1999.

[6] Klaas, G.: Weit spannt sich der Bo-gen. Die Geschichte der Bauunterneh-mung Dyckerhoff & Widmann. Verlagfür Wirtschaftspublizistik H. BartelsKG, Wiesbaden 1965.

[7] Leibbrand, C.: Betonbrücke über dieDonau bei Munderkingen. Zeitschriftfür Bauwesen, 44. Jahrgang 1894, Spal-ten 541–558, und Atlasband, Blätter 64und 65.

[8] Kind-Barkauskas, F.; Kauhsen, B.;Polónyi, S. und Brandt, J.: Beton-Atlas,Entwerfen mit Stahlbeton im Hoch-bau. Beton-Verlag, Düsseldorf 1995.

[9] Bosc, J.-L.; Chauveau, J.-M.; Clé-ment, J.; Degenne, J.; Marrey, B. undPaulin, M.: Joseph Monier et la Nais-sance du Ciment Armé. Éditions duLinteau, Paris 2001.

[10] Festschrift aus Anlass des fünfzig-jährigen Bestehens der Wayss & Frey-tag A. G., 1875–1925. Verlag von Kon-rad Wittwer, Stuttgart 1925.

[11] Stadtarchiv von Neustadt an derWeinstraße, Faszikel „Conrad Freytag“und „Wayss und Freytag“.

[12] Archiv der Fa. Wayss & Freytag AGim Hessischen Wirtschaftsarchiv,Darmstadt.

[13] Huberti, G.: Vom Caementum zumSpannbeton, Bd. I. Bauverlag, Wiesba-den u. Berlin 1964.

[14] Zur Entwicklungsgeschichte des Ei-senbetons. (Persönliche Erinnerungenvon Generaldirektor Dr.-Ing. E.h. M.Koenen). Der Bauingenieur, 1921, S.347–349.

[15] Beton- und Monierbau Aktien-Ge-sellschaft, Firmenschrift, Ausgabe Mai1956.

[16] Koenen, M.: Berechnung der Stärkeder Monier’schen Cementplatten. Cen-tralblatt der Bauverwaltung, 1886, S.462.

[17] Das System Monier (Eisengerippemit Cementumhüllung) in seiner An-wendung auf das gesamte Bauwesen.Unter Mitwirkung namhafter Architek-ten und Ingenieure, herausgegebenvon G. A. Wayss, Ingenieur, Inhaberdes Patentes „Monier“. Berlin, 1887.

[18] Cullen, M. S.: Der Reichstag. DieGeschichte eines Monumentes. VerlagFröhlich und Kaufmann, 1983. (DasFoto entstammt dem Archiv M. S. Cul-len, Berlin).

[19] Marti, P., Monsch, O. und Schilling,B.: Ingenieur-Betonbau. Gesellschaftfür Ingenieurbaukunst, vdf Hochschul-verlag AG an der ETH Zürich, 2005.

Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 5 357

Firmen und Verbände – Persönliches– Rezensionen – Nachrichten

Selten erlebt man einen erfahrenen Mo-derator und Schauspieler zugleich, dersichtlich überrascht über das große Inte-resse die anwesenden 1.230 Gäste amAbend des 12. März 2012 im Hörsaal-zentrum der Technischen Universität inDresden sehr herzlich begrüßte (Bild 1).Sie alle hatten Platz genommen, um ander Verleihung des Deutschen Brücken-baupreises 2012 (Bild 2) teilzunehmen.Dieter Moor, schweizer Herkunft, undu. a. ein Talkmaster mit eigenen Showsim deutschsprachigem Raum, verstand esmit seiner fragenden und zugleich begeis-ternden Art, jene Brücken zu schlagen,die eben nicht nur Landschaften, Ort-schaften oder Straßen miteinander ver-binden, sondern auch zwischen denMenschen in vielfältiger Weise so not-wendig sind. Insoweit verwies er darauf,dass ihm Brücken den Umzug auf einenBiobauernhof ins fremde Brandenburgerleichterten, auch wenn er selbst nichtsvon der Gestaltung und der Konstruk-tion eines Bauwerkes versteht.

Beton- undStahlbetonbau aktuell 5/12

Aus dem Inhalt

Mit Dieter Moor zum Deutschen Brückenbaupreis 2012 .............. 357Präsident Rainer Wulle: „Fatales Signal durch DIW-Studie“ ....... 360DBV-Bauberatung: Mannschaft wieder komplett ............................ 360Berichtigung und Ergänzung: DBV-Beispiele .................................. 361Die neue Ausgabe von SCHADIS® .................................................... 361Ferdinand S. Rostásy – 80 Jahre ....................................................... 361Ulrich Quast – 75 Jahre ....................................................................... 362Harald Budelmann – 60 Jahre ............................................................ 363Gütebewertung qualitativer Prüfaufgaben ...................................... 365

Diese Aufgabe war der neunköpfigen Juryunter der Leitung des Vorsitzenden,Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jürgen Stritzke(Bild 2), vorbehalten. Diese hatte zumZiel, unter den insgesamt 37 eingereich-ten Brückenbauwerksentwürfen in denKategorien Straßen- und Eisenbahn-brücken sowie Fußgänger- und Radweg-brücken die besten Ingenieurbauwerkeals Beitrag zur Baukultur in Deutschlandzu ermitteln und jeweils einen Preisträgerzu bestimmen. Wie sich herausstellte,war das keine leichte Aufgabe. AlleBrückenentwürfe erfüllten zunächst dieTeilnahmebedingungen: Realisierung inder Bundesrepublik Deutschland undFertigstellung zwischen dem 1. Septem-ber 2008 und 1. September 2011. Imweiteren wurden in einer zweitägigenJurysitzung die Bauwerke nach den Krite-rien Gestaltung, Konstruktion, Funktion,Innovation, Wirtschaftlichkeit, Planungs-und Bauverfahren und Nachhaltigkeitbewertet, ehe in jeder Kategorie dreiBauwerke für die Verleihung des Deut-

schen Brückenbaupreises nominiertwurden. Dabei kam die Jury zur Feststel-lung: „Unter die letzten drei zu kommen,ist eine großartige Leistung“ [1]. In derKategorie Straßen- und Eisenbahnbrü-cken wurden die Eisenbahnbrücke Scher-kondetal (Bild 3), die NiederrheinbrückeWesel (Bild 4) sowie die Sandauer Brü-cke in Havelberg (Bild 5) und in derKategorie Fußgänger- und Radwegbrü-cken die Brücke über den Rhein-Herne-Kanal (Bild 6), die Blaue Welle in Flöha(Bild 7) und die Victor-Neels-Brücke überden Urftsee (Bild 8) nominiert. Die nomi-nierten Brücken wurden nach der erstenSitzung durch die Mitglieder der Jury vorOrt besichtigt. Danach erfolgte in einerzweiten Jurysitzung die Ermittlung derPreisträger jeder Kategorie.

Voller Spannung öffnete der Vizepräsi-dent des Verbandes Beratender Inge-nieure, Herr Jörg Thiele, den verschlosse-nen Briefumschlag und verkündete denSieger der ersten Kategorie: die Scher-kondetalbrücke (Bild 3). Die Jury befand„ein ästhetisch überzeugendes, innovati-ves Bauwerk und sieht in ihr einen Mei-lenstein des modernen Eisenbahnbrü-ckenbaus für den Hochgeschwindigkeits-verkehr“ [2]. Und tatsächlich setzt sie alserste semi-integrale Brücke der Deut-schen Bahn AG Maßstäbe in gestalteri-scher und statisch konstruktiver Hin-

N A C H R I C H T E N

Mit Dieter Moor zum Deutschen Brückenbaupreis 2012Verleihung des Deutschen Brückenbaupreises und das 22. Dresdner Brückenbausymposium

Bild 1 Moderator und Juryvorsitzender, Quelle Brückenbaupreis

Bild 2 Trophäe, Quelle Brückenbaupreis

358 Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 5

Beton- und Stahlbetonbau aktuell

sekretär für Verkehr, Herrn RolandWerner, vom Sächsischen Staatsministe-rium für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr,welcher sich unter den prominentenGästen befand.

Am folgenden Tag wurde das 22. Brü-ckenbausymposium erstmals unter derLeitung von Herrn Univ.-Prof. Dr.-Ing.Dr. Ing. E.h. Manfred Curbach eröffnet,der sich zunächst dem Fachpublikumvorstellte. Er hob gleich zu Beginn seinerRede hervor, „dass das Dresdner Brü-ckenbausymposium auch weiterhin DERTreffpunkt der Brückenbauer bleibt“ [3]und sprach von der Verantwortung desBauingenieurs, den Wert der gesamtengebauten Umwelt zu erhalten. Die rund1.400 Teilnehmer aus Belgien, Bulgarien,Großbritannien, Italien, Japan, Luxem-burg, Norwegen, Österreich, Polen, Ru-mänien, Schweiz, Slowenien, Spanien,Tschechische Republik, Vietnam undDeutschland verdeutlichen zunehmenddas große Interesse an dieser Veranstal-tung als „das Zentrum der Welt derBrückenbauer“ [3] auch im Ausland. Sogesehen war es folgerichtig, erstmaligeinen Vortrag in englischer Sprache überdie Brücke von Messina zwischen Cala-brien und Sizilien anzubieten. DieseNeuheit im Programm des Dresdner

zenden Naherholungsgebiet verbindet,beeindruckt durch sein ganzheitlichgelungenes Gestaltungskonzept“[ 2]. DieJury sieht in der Blauen Welle „Inge-nieurbaukunst vom Feinsten“ [2] undprämiert zweifellos ein Musterbeispielfür sparsames und nachhaltiges Bauen,das gleichzeitig attraktiv und innovativist. Herr Frank Ehrlicher von der Schüß-ler-Plan Ingenieurgesellschaft mbH er-hielt dafür den Deutschen Brückenbau-preis 2012.

Allen Preisträgern wird nochmals andieser Stelle sehr herzlich gratuliert(Bilder 9 und 10). Zugleich soll auch denanderen Mitbewerbern ein Dank ausge-sprochen werden, die mit ihren einge-reichten Brückenbauentwürfen ebensoeinen Beitrag zur Deutschen Brücken-baukultur geleistet haben. Dass zudemein Bauwerk in Sachsen ausgezeichnetwurde, wo nunmehr zum vierten Mal derDeutsche Brückenbaupreis verliehenwurde, freute ganz besonders den Staats-

sicht. Eine nahezu fugen- und lagerloseKonstruktion ermöglicht eine wirtschaft-liche und nachhaltige Lösung, die sichzudem hervorragend in die Landschafteinpasst und gleichzeitig den strengenUmweltschutzauflagen gerecht wird. Fürdie herausragende Ingenieurleistungerhielten die Herren Ludolf Krontalvon der DB ProjektBau und StephanSonnabend vom IngenieurbüroBüching+Streit AG den DeutschenBrückenbaupreis 2012.

Der Präsident der Bundesingenieurkam-mer, Herr Dr.-Ing. Jens Karstedt, ließebenso die Spannung im festlichen Hör-saal sichtlich steigen und verkündete dasErgebnis der zweiten Kategorie: Siegerist die Blaue Welle in Flöha (Bild 7). DieJury kam zu der Einschätzung, dass „mitihr technisch und gestalterisch eine Auf-gabe in schwierigem städtebaulichenUmfeld hervorragend gelöst wurde. DasS-förmig gekrümmte Bauwerk, welchesden Bahnhofsbereich mit dem angren-

Bild 3 Eisenbahnbrücke Scherkondetal, Quelle Brückenbaupreis

Bild 4 Niederrheinbrücke Wesel, Quelle Brückenbaupreis Bild 5 Sandauer Brücke in Havelberg, Quelle Brückenbaupreis

Bild 6 Brücke über den Rhein-Herne-Kanal,Quelle Brückenbaupreis



des Brückenbaus beschäftigte, Vortra-gender war Prof. Peter Marti (ETH Zü-rich). Diese Idee war insofern interes-sant, weil sie die Leistung des herausra-genden Brückenbauers Robert Maillartden Teilnehmern inmitten von beeindru-ckenden Fachvorträgen näher brachte.Zudem hat Maillart mit seinem unglaub-lichen Erfindertum und Mut einen Bei-trag zur Entwicklung des Brückenbausgeleistet, der überhaupt die Vorstellungvon spektakulären Brückenbauten an-lässlich eines solchen Brückenbausym-posiums erst ermöglicht. Die Inhaltealler Fachvorträge von der notwendigenÄnderung der Vorschriften im Brücken-bau, über technische Lösungen bei derHerstellung von Brückenbauwerken bishin zur weiteren Entwicklung des Brü-ckenbaus im Zuge von Anlagen derDeutschen Bahn AG sind wiederum imgelungenen Tagungsband nachzulesen,der am Institut für Massivbau der TUDresden für 40,– Euro erhältlich ist.

Ingesamt erlebte die Fachwelt der Brü-ckenbauingenieure interessante Tagezum fachlichen Austausch in Dresden.Spannende Reden, herausragende Brü-cken, aber auch die ausgezeichnete Or-ganisation mit den Ausstellern im Foyerdes Gebäudes beider Veranstaltungensind einzigartig und laden erneut nachDresden ein. Den Auslobern des Deut-schen Brückenbaupreises, der Bundesin-genieurkammer und dem Verband Bera-tender Ingenieure ist es gemeinsam mitdem Moderator gelungen, die Verleihungdes Preises in einer neuen Qualität aufunterhaltsame Art anzubieten. Eben„Oscar“-verdächtig, wie Dieter Moorganz überrascht den Gästen von nahund fern im Hörsaalzentrum der TUDresden zurief.

Baudirektor Dipl.-Ing. Michael Stritzke,Niederlassungsleiter im Landesamt fürStraßenbau- und Verkehr, NL Zschopau,Sitz Chemnitz

[1] Stritzke, Jürgen: Ansprache zumDeutschen Brückenbaupreis 2012.

[2] Begründungstext der Jury, 2012.[3] Curbach, Manfred: Ansprache zum

22. Dresdner Brückenbausymposium2012.

begriffe in englischer Sprache den an-wesenden Teilnehmern zu vermitteln.Erstmalig wurde auch ein Vortrag gehal-ten, der sich allein mit der Geschichte

Brückenbausymposiums stellte zugleicheine Herausforderung an den italieni-schen Referenten, Prof. Giuseppe Man-cini (SINTECNA, Torino), dar, die Fach-

Bild 7 Blaue Welle in Flöha, Quelle Brückenbaupreis

Bild 8 Victor-Neels-Brücke über den Urftsee,Quelle Brückenbaupreis

Bild 9 Das Blaue Welle-Team, Quelle Brücken-baupreis

Bild 10 Das Scherkondetal-Team, Quelle Brückenbaupreis



Der Präsident der IngenieurkammerBaden-Württemberg, Dipl.-Ing. RainerWulle, erklärt zur Studie des DeutschenInstituts für Wirtschaftsförderung (DIW)in Berlin:

„Es ist nicht nachvollziehbar, wie dasDIW zu der Erkenntnis gekommen ist,dass derzeit kein Ingenieurmangel be-stünde und auch in Zukunft nicht beste-hen würde. Aus Sicht der Ingenieure istdies falsch. Im Februar waren laut VDI-und IW-Studie 105.700 freie Ingenieur-arbeitsplätze in Deutschland nicht be-setzt. Noch nie waren so viele Stellenoffen. Als Präsident der Ingenieurkam-mer Baden-Württemberg und als Inhabermehrerer Büros weiß ich, dass der Inge-nieurmangel groß ist, insbesondere inunserem Bundesland. Seit drei Jahrenfehlt in Baden-Württemberg in allenBereichen des Ingenieurberufs Nach-wuchs. Dies wird allein schon dadurchdeutlich, dass unsere Mitgliedsbürosgroße Probleme haben, freie Stellendurch geeignete Ingenieure zu besetzen.Das hören wir als Kammer täglich.

Die Anfangsgehälter der Jung-Ingenieure,die in den letzten drei Jahren um über

tausend Euro angestiegen sind, belegendiesen Mangel. Im Baubereich klagenunsere Mitgliedsfirmen zudem darüber,dass seit drei Jahren keinerlei Initiativ-bewerbungen von Absolventinnen undAbsolventen mehr in den Ingenieurbüroseintreffen.

Die Ingenieurkammer Baden-Württem-berg ist im ständigen Dialog mit derPolitik, um weitere Studienplätze undauch neue Ingenieurstudiengänge einzu-richten, beispielsweise an der DualenHochschule Mosbach. Außerdem ist esuns ein großes Anliegen, die nach wievor hohe Abbrecherquote von etwa35Prozent in den Ingenieurfächern zubekämpfen. Dafür haben wir ein Paten-programm bei den Bau-Studiengängenins Leben gerufen, das wir in diesem Jahran allen Universitäten und Hochschulenim Land etablieren wollen. Das Pro-gramm bietet studienrelevante Arbeits-plätze in Ingenieurbüros bei gleichzeiti-ger Begleitung der Studierenden durchMentoren (=Paten) aus der Praxis.

Um unseren wirtschaftlichen Erfolg undden Wirtschaftsstandort Baden-Württem-berg zu sichern, brauchen wir dringend

Ingenieurinnen und Ingenieure. DieDIW-Studie gibt ein fatales Signal abgegenüber Jugendlichen, die den Inge-nieurberuf ergreifen möchten. Dochgerade diese müssen wir ermuntern,denn allein schon durch den demografi-schen Wandel und die schon heute ab-sehbare Pensionierungswelle in denIngenieurberufen brauchen wir deutlichmehr Nachwuchs.“

Die Ingenieurkammer Baden-Württem-berg ist die Interessenvertretung allerIngenieure im Land und erfüllt als Kör-perschaft des öffentlichen Rechts gleich-zeitig den hoheitlichen Auftrag der Lan-desgesetzgebung. Die Kammer stehtIngenieuren aller Fachgebiete offen. DieMitgliederschaft setzt sich aus Beraten-den Ingenieuren (gesetzlich geschützteBerufsbezeichnung) im Baubereich alsPflichtmitgliedern und aus angestelltenund beamteten sowie selbstständig täti-gen Ingenieuren als freiwillige Mitgliederzusammen. Mehr Informationen dazuauf www.ingbw.de


Präsident Rainer Wulle: „Fatales Signal durch DIW-Studie“Ingenieurkammer Baden-Württemberg dementiert Studie des Deutschen Instituts für Wirtschaftsförderung (DIW)

Im November 2011 hat Dr.-Ing. DenisKiltz die Leitung des DBV-Bauberatungs-gebiets West mit Büro in Bochum über-nommen. Fünf Jahre lang wurde dasGebiet kommissarisch von den DBV-Bauberatern in Nord, Dr.-Ing. Lutz Pi-sarsky, und Mitte/Südwest, Dipl.-Ing.Wolfgang Conrad, betreut. Am 15. März2012 fand bereits eine Regionaltagung„Bauausführung“ im BauberatungsgebietWest statt.

Dr. Kiltz studierte Bauingenieurwesen ander Ruhr-Universität Bochum sowieWirtschaftsingenieurwesen an der Fern-universität Hagen. Nach seiner Promo-tion am Lehrstuhl für Stahlbeton- undSpannbetonbau der Ruhr-UniversitätBochum war er mehr als zehn Jahre inder Praxis tätig, zunächst in der Planungvon Bauprojekten und zuletzt als Pla-nungsleiter auf einer internationalenGroßbaustelle. Neben den etabliertenThemen der Bauberatung wird sich Dr.

Kiltz mit den TätigkeitsschwerpunktenTunnelbau, inkl. Fragen der Tunnel-sicherheit, Fahrbahnbeton und Abdich-tungssystemen beschäftigen.

Fünf DBV-Bauberater – vier davon aufihren Fachgebieten öffentlich bestellte

und vereidigte Sachverständige – sind inden Bauberatungsgebieten Nord, Ost,West, Mitte/Südwest und Süd im Rah-men der Planung, Arbeitsvorbereitung,Ausführung und Begutachtung von Bau-maßnahmen für DBV-Mitglieder undNichtmitglieder tätig.


DBV-Bauberatung: Mannschaft wieder komplett

Die DBV-Bauberatung: Dipl.-Ing. Wolfgang Conrad, Dr.-Ing. Klaus-R. Goldammer,Dr.-Ing. Lutz Pisarsky, Dipl.-Ing. Andreas Meier und Dr.-Ing. Denis Kiltz (v. l.)



Ab April 2012 ist die neue, aktualisierteVersion der Volltext-Datenbank mit dergrößten Sammlung an Expertenwissenrund um Entstehung, Sanierung undVermeidung von Schäden an Gebäudenerhältlich.

Über 600 Fachbücher, Forschungsberich-te und Zeitschriftenartikel stehen für dieindividuelle Recherche zur Verfügung.SCHADIS® verbindet die Vorteile vonFachbüchern mit denen einer Daten-bank und kann online oder auf DVDgenutzt werden. Zusätzlich istSCHADIS® auch mobil über Smartpho-ne nutzbar. Damit ist die Datenbank dasideale Arbeitsinstrument für Architekten,Planer und Bausachverständige. SCHA-DIS® wird kontinuierlich erweitert undbietet ein umfangreiches Spektrum ankonkreten Schadensfällen.

Ausführliche Informationen unterwww.schadis.de und mobil.schadis.de.

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Der Online-Zugang im AbonnementFlatrate, 1er Lizenz€ 400,– jährlich(weitere Lizenzen auf Anfrage)


Die neue Ausgabe von SCHADIS® – Die Datenbankzu Bauschäden

Um die Aktualität und den Nutzen desBuches für die tägliche Arbeit hochzu-halten, stellt der DBV aktuelle Aus-tauschseiten zur Verfügung, die Fehler-berichtigungen oder andere wichtigeVerbesserungen und Aktualisierungenenthalten. Diese Austauschseitenkönnen kostenlos auf der Internetseitedes DBV heruntergeladen werden:www.betonverein.de →Schriften

Im Vorwort zu den Austauschseitenheißt es auf der Internetseite des DBV:

„Die Benutzer unserer Beispielsammlungzum Eurocode 2 folgen gerne unseremAufruf im Vorwort des Buches, demDeutschen Beton- und Bautechnik-Ver-ein E. V. Meinungen, Kritiken und auchHinweise auf Fehler zur Beispielsamm-lung mitzuteilen, die sie bei der intensi-ven Beschäftigung mit den Beispielenoder mit dem Eurocode 2 feststellen. DieWeiterentwicklung dieser Beispielsamm-

lung und somit die Weiterentwicklungder Norm selbst wird so durch die aktiveMitwirkung der Praxis unterstützt. Hier-für bedanken wir uns ausdrücklich!Beim Interpretieren und Umsetzen derneuen Norm sind die Bearbeiter derBeispielsammlung nach bestem Wissenvorgegangen. Dabei waren Irrtümer trotzsorgfältigen Korrekturlesens leider nichtausgeschlossen.Darüber hinaus wird der Eurocode 2 mitNationalem Anhang noch Berichtigun-gen oder Änderungen erfahren, die Ein-fluss auf die Beispiele haben können.Vor diesem Hintergrund und um dieAktualität und den Nutzen des Werkesfür Ihre tägliche Arbeit hochzuhalten,stellen wir Ihnen immer aktuelle Aus-tauschseiten zur Verfügung, die Fehler-berichtigungen oder andere wichtigeVerbesserungen und Aktualisierungenenthalten.Bitte besuchen Sie hierzu regelmäßigunsere Internetseite.“


Berichtigungen und Ergänzungen zu:DBV-Beispiele zur Bemessung nach Eurocode 2 –Band 1: HochbauBerlin: Ernst & Sohn, 1. Auflage 2011

Am 4. Mai 2012 vollendet Prof. Dr.-Ing.Dr.-Ing. E.h. Ferdinand S. Rostásy sein80. Lebensjahr.

F. S. Rostásy war von 1976 bis zu seinerEmeritierung im Jahre 1997 Leiter desFachgebietes Baustoffe und Stahlbeton-bau am Institut für Baustoffe, Massivbauund Brandschutz (iBMB) der TU Braun-schweig und Direktor der Materialprüf-anstalt für das Bauwesen.

Der wissenschaftliche Werdegang vonF. S. Rostásy, gebürtiger Wiener, begann1954, nachdem er im Alter von nur22 Jahren an der Universität Stuttgart dasDiplom als Bauingenieur erlangt hatte.Schon 1958, gerade 26jährig, folgte dieDissertation bei Professor Tölke amLehrstuhl für Baustoffkunde und Materi-alprüfung in Stuttgart überSchwindeigenspannungen von Beton.Mit seiner Dissertation legte F. S.Rostásy den Grundstein für eine lang-anhaltende Leidenschaft zur Auseinan-dersetzung mit Verformungen, Zwangund Rissen von Betonbauteilen. DerPromotion folgten Stationen von 1959bis 1961 bei der Portland Cement Asso-ciation in Chicago, anschließend bis1968 in der Bauindustrie im Fertigteilbauund schließlich, wiederum in Stuttgart,als Abteilungsleiter für Stahl und Stahl-beton am Otto-Graf-Institut. Nach derHabilitation im Jahre 1975 wurde er andie TU Braunschweig berufen. Auchnach seiner Emeritierung folgten nochviele Jahre fast täglicher wissenschaft-licher Arbeit. Zahlreiche Veröffentli-chungen, Vorträge und Betreuungen vonDissertationen zeugen hiervon.

Das wissenschaftliche Werk von Ferdi-nand Rostásy zeigt eine klare Schwer-punktsetzung in mehreren Arbeitsgebie-ten. Zwang, Eigenspannungen und dieRissbildung in Betonbauteilen waren

P E R S Ö N L I C H E S

Ferdinand S. Rostásy –80 Jahre



nannten Arbeitsschwerpunkten entstan-den und sind eindrucksvoller Belegdes wissenschaftlichen Werkes vonFerdinand Rostásy.

Kennzeichnend für die Arbeit vonF. S. Rostásy als Wissenschaftler undIngenieur war die weitblickende Ver-knüpfung von Praxis und Forschung. Erwandte sich in seinen Arbeitsfeldernstets, und oft als einer der ersten, drän-genden Fragen der Baupraxis mit demübergeordneten Ziel zu, praktikableModelle und Anweisungen zu schaffen,die den Baustoff in seiner gebauten Ge-stalt in der Konstruktion beschreibenund zu Lösungen für die Praxis führten.

Das Interesse von Ferdinand Rostásy ander wissenschaftlichen und bautechni-schen Entwicklung dauert bis heute an.In Vorträgen und Seminaren werdenseine Erfahrung und sein Weitblick, seinverschmitzter und oft weiser Humorsichtbar. Seine aktive Lebensgestaltungist heute viel mehr als früher seiner Fa-milie gewidmet, seinen Kindern, Enkelnund Urenkeln.

Im Namen seiner ehemaligen Schüler,Mitarbeiter und Kollegen gratuliere ichmeinem hochgeschätzten Lehrer undVorgänger und dem vertrauten Freundvon Herzen zu seinem 80. Geburtstagund wünsche ihm weiterhin gute Ge-sundheit und Lebensfreude.

Die Redaktion möchte sich diesen Wün-schen anschließen und gratuliert herz-lich zum 80. Geburtstag.

Harald Budelmann, Braunschweig

Lagerbehältern für verflüssigtes Erdgas,wurden unter seiner Leitung in experi-mentellen und theoretischen Arbeiten bisheute maßgebliche Stoffgesetze sowieKonstruktions- und Bemessungsregelnerarbeitet und in zahlreichen Beiträgenveröffentlicht. Ein weiterer Arbeits-schwerpunkt entstand aus der seinerzeiti-gen Problematik frühzeitiger Korrosions-schäden an Stahlbetonbauwerken infolgezu geringer und durchlässiger Betonde-ckung der Bewehrung. Zu den ThemenDauerhaftigkeit von Betonbauwerken,Schützen und Instandsetzen folgten zahl-reiche Forschungsarbeiten und Veröffent-lichungen. Im Mittelpunkt stand die Mo-dellierung der Prozesse Karbonatisierung,Chloridtransport und lösender chemi-scher Angriffe. Kennzeichnend für alleArbeiten war einerseits, die Zusammen-hänge zwischen Porenstruktur, Transportim Porenraum und Betonwiderstandphysikalisch fundiert zu verstehen und zubeschreiben, sowie andererseits Modellund Experiment zu verknüpfen, ein fürdie heutige Forschungsmethodik weg-weisender Ansatz. Fast schon ein Hobbyfür den baustofftechnologisch versiertenkonstruktiven Bauingenieur Rostásy wardie Erhaltung historischer Bauwerke. Inmehreren Forschungsarbeiten wurdenModelle zur Dauerhaftigkeit der Verfu-gung sowie zum Trag- und Verformungs-verhalten von Natursteinmauerwerkentwickelt, wurden Instandsetzungs- undVerstärkungsmethoden erarbeitet undangewendet.

Fast dreihundert Veröffentlichungen,unzählige Vorträge und über 25 in seinerArbeitsgruppe von ihm angeregte undbetreute Dissertationen sind in den ge-

sein eigener wissenschaftlicher Ursprungund ein zentrales Thema seines Interes-ses. Er schuf mit seiner Arbeitsgruppeinternational hoch anerkannte Inge-nieurmodelle zur Beschreibung desWerkstoffverhaltens jungen Betons undzur Entwicklung und Beherrschung desfrühen thermischen Zwangs und derRissbildung in Betonbauteilen.

Als vor fast drei Jahrzehnten Faserver-bundmaterialien für die Anwendung auchim Bauwesen interessant wurden, warF. S. Rostásy international einer der ers-ten Wissenschaftler, die sich intensiv mitFragen der Verankerung von Spann-gliedern, der Dauerhaftigkeit sowie demZeitstandverhalten auseinander setzten.Etwa gleichzeitig begann weltweit dieErprobung extern angeklebter Bewehrungzur Verstärkung von Stahlbetonbiege-bauteilen, zunächst mittels Stahllaschen,später mittels Kohlefaserlamellen. Maß-gebliche Arbeiten entstanden hierzu inBraunschweig, die entscheidend zumheute weit entwickelten mechanischenVerständnis des Klebeverbundes, desZusammenwirkens mit der Innenbeweh-rung und des gesicherten rechnerischenNachweises von Verstärkungsmaßnah-men beitrugen. Bei Beginn seiner Arbeitin Braunschweig beteiligte sich FerdinandRostásy am damaligen SFB 148 „Brand-verhalten von Bauteilen“ und nahm diesals Ausgangspunkt für seine langjährigeForschung über Betoneigenschaften beiaußergewöhnlichen Temperaturen. So-wohl für hohe Temperaturen bis etwa300°C, maßgebend für Betriebs- undStörfalllastfälle in energietechnischenBauwerken, als auch für sehr niedrigeTemperaturen bis –160°C, auftretend in

Am 7. April 2012 wird Prof. Dr.-Ing.Ulrich Quast 75 Jahre alt – dieses Jubi-läum ist Anlass für einige persönlicheWorte von einem alten Weggefährten.

Sein Weg zur Erlangung des erstenakademischen Titels, Dipl.-Ing., an derTechnischen Hochschule Carolo Wilhel-mina zu Braunschweig war geradlinigund zügig: Reifeprüfung 1957, Studiumbis 1962, Ende mit Diplom-Haupt-prüfung im Hauptfach KonstruktiverIngenieurbau. Dann kurze praktischeTätigkeit und Beginn der wissenschaft-lichen Weiterqualifizierung am Lehrstuhlund Institut für Baustoffkunde undStahlbetonbau der TH Braunschweigunter der Leitung von Prof. Karl Kordinaam 1. April 1965. Nur drei Wochenvor meinem Eintritt ins selbe ehrwürdigeInstitut, drei Zimmer voneinanderentfernt. Die anfängliche Diskussionwar wenig ergiebig, was an meinen

damals spärlichen Sprachkenntnissenlag.

Es änderte sich bald: Ulrich Quast warals rechte Hand von Kordina sein per-sönlicher Zuarbeiter in der „Knickgrup-pe“, mit zunehmend anspruchsvollenComputermethoden und deren Tücken,ich hatte ein mehrfach liegengelassenesProjekt, „Beulen von Stahlbeton-Tonnen-schalen“, mit vergleichbaren Tücken zubetreuen. Kordina war ein außerordent-lich liebenswürdiger Mensch – solange ervon uns bekommen hat, was er erwarte-te. „Der Chef möchte Sie sprechen“ warder Ruf der Sekretärin, und nach Beendi-gung des Rapports mussten wir uns nichteinmal tröstend aussprechen.


Ulrich Quast – 75 Jahre



Doch, es war eine sehr schöne Zeit.Besonders in Erinnerung bleiben diegemeinsamen Ausflüge nach Darmstadt,wo wir uns mit dem damals für hoch-schulwissenschaftliche Zwecke größtenRechner auseinanderzusetzen hatten, deruns dummerweise statt der erwartetenErgebnisse sehr oft nur mitteilte: „errormessage no. xx“ – und dann ging dieSuche los. Der Abend bei einem Schop-pen Wein entschädigte uns allerdings.

Wenigstens das Experimentieren istUlrich Quast – im Gegensatz zu mir –erspart geblieben, im Sommer 1969konnte er sich den Doktorhut aufsetzenlassen, als Ergebnis der Arbeit „Geeigne-te Vereinfachungen für die Lösung desTraglastproblems der ausmittig gedrück-ten prismatischen Stahlbetonstütze mitRechteckquerschnitt“. Damit war derDruck der Erstqualifikation für ihn auchweg.

Für eine Zeit trennten sich unsere Wege.Ulrich Quast ist kurze Zeit später in die„Landpraxis“ gegangen, nach Hamburg,wo er als Beratender Ingenieur, späterals Prüfingenieur für Baustatik, Partnerin einem Ingenieurbüro tätig war.

1977 erreichte ihn der Ruf von Kordinaabermals: Er wurde als Professor für„Theoretische Grundlagen des Massiv-baus“ ernannt und als solcher ist erSprecher des Sonderforschungsbereichs„Brandverhalten von Bauteilen“ gewor-den. In nur kurzer Zeit hat er sich indieses neue Gebiet mit großem Erfolgeingearbeitet, der Sonderforschungs-bereich ist einer der erfolgreichsten derDFG gewesen. Nur kurze Zeit spätertrennten sich unsere beruflichen Wege,1978 wurde ich nach Essen berufen.Privat blieben wir allerdings weiterhinin Kontakt – die ursprüngliche Braun-schweiger Truppe traf sich von Zeit zuZeit, u. a. auch zur Documenta in Kassel.In Verständnis und Unverständnis desGesehenen blieben wir gleicherMeinung.

Der abschließende Schritt seines wissen-schaftlichen Werdeganges trat 1985 ein:Ernennung zum C4 Professor für Massiv-bau an der Technischen UniversitätHamburg-Harburg, wo er bis zu seinerEmeritierung 2002 tätig war. Herr Pro-fessor Quast kann auf eine erfolgreicheIngenieur- und wissenschaftliche Tätig-keit zurückblicken: Betreuung zahlrei-

cher Großbauvorhaben, Verfassen vonmehr als 100 wissenschaftlichen Publika-tionen, Verhelfen mehreren jungen Wis-senschaftlern zur Promotion. Nebenbeibeteiligte er sich an der Arbeit von natio-nalen und internationalen Ausschüssen.Dort war seine stets ausgleichende Artbei der Bearbeitung oft kontrovers disku-tierter Themen sehr hochgeschätzt. Ichkann mich noch lebhaft erinnern, wiemit seiner Hilfe im NABau-Ausschuß„Prüfung von Betonkonstruktionen“ einMonate währender Streit zum gedeih-lichen Ende kam.

Meinem lieben Kollegen und Freundwünsche ich zum 75. Geburtstag allesGute, vor allem Gesundheit für die kom-menden „Ruhejahre“!

Die Redaktion möchte sich diesenWünschen anschließen und gratuliertherzlich zu diesem Jubiläum.

em .Univ. Prof. Dr.-Ing. György Iványi,Velbert-Langenberg

Am 6. Mai 2012 feiert Harald Budel-mann seinen 60. Geburtstag. Dies istgebührender Anlass und auch Gelegen-heit, seinen wissenschaftlichen Werde-gang zu reflektieren.

Harald Budelmann ist in Achim, Land-kreis Verden, südöstlich von Bremengeboren. Grundschule und Gymnasiumbesuchte er in Bremen, wo er 1971 seinAbitur ablegte. Anschließend leisteteHarald Budelmann seinen Wehrdienstab, als Leutnant der Reserve verließ er1973 die Bundeswehr. Im Wintersemes-ter 1973/74 begann er das Studium des

Bauingenieurwesens an der TU Braun-schweig, das er 1979 mit dem Diplomabschloss. Unmittelbar im Anschlussdaran startete Harald Budelmann alswissenschaftlicher Mitarbeiter am Insti-tut für Baustoffe, Massivbau und Brand-schutz (iBMB) der TU Braunschweigseine ersten Forschungsaktivitäten unterProf. Dr.-Ing. F. S. Rostásy. Bereits indieser frühen Phase seines Wirkens be-schäftigte er sich ausführlich mit dentheoretischen Grundlagen zum thermi-schen und mechanischen Verhalten desBetons. Dabei unterlegte er die theoreti-schen Ansätze stets mit fundierten expe-rimentellen Untersuchungen. Aus diesenStudien heraus entstand auch seine Dis-sertation zum Einfluss des Feuchtege-halts auf die Kriechverformung vonBeton, mit der er 1987 promoviertwurde.

Von 1986 bis 1991 verblieb HaraldBudelmann als Oberingenieur am iBMB,bevor er 1992 eine Professur für Bau-stoffkunde und Bauphysik an der damalsnoch jungen Hochschule Bremen mitgleichzeitiger Leitung der Materialprüf-anstalt Bremen übernahm. 1993 wechsel-

te er in Nachfolge von Prof. Dr. Schnei-der an den Lehrstuhl für Baustoffkundeder Universität Gh Kassel. Gleichzeitigfungierte er auch dort als Direktor deramtlichen Baustoffprüfstelle Kassel. 1998kehrte Harald Budelmann dann an seinealma mater zurück und übernahm alsNachfolger seines Mentors, Herrn Prof.Dr.-Ing. F. S. Rostasy, das FachgebietBaustoffe und Stahlbetonbau am Institutfür Baustoffe, Massivbau und Brand-schutz der TU Braunschweig. Dadurchwar er von Anfang an auch in die Ge-schäftsleitung der Materialprüfanstalt fürdas Bauwesen, Braunschweig, eingebun-den, derzeit begleitet Harald Budelmanndort das Amt des Vorstandsvorsitzenden.

Wer Harald Budelmann kennt, weiß umdie Vielfältigkeit seiner Forschungsaktivi-täten. Seine bereits erwähnten Studienzum Verhalten von jungem Beton, dieihn seit seinen ersten wissenschaftlichenAktivitäten begleiten, hat er konsequen-terweise auf die weiteren Entwicklungenim Betonbau, z.B. hochfeste Betone,ultrahochfeste Betone usw. ausgeweitet.Mitte der 1980iger Jahre begründete ereine Partnerschaftskooperation zu ost-

Harald Budelmann – 60 Jahre




Berücksichtigung. In gleicher Weise warer als Hochschullehrer bei über 30 Dis-sertationen Referent. Neben den bereitsdargelegten Aktivitäten in der DFGbringt Harald Budelmann seine einschlä-gigen und wertvollen Erfahrungen inzahlreichen weiteren Fachgremien ein.Besonders hervorzuheben ist dabei dieBegleitung des Amts des Vizepräsidentender IALCCE, der internationalen Ver-einigung für Lebenszyklusbetrachtungenim Bauingenieurwesen.

Die Erfolge, die Harald Budelmannzweifelsfrei aufweisen kann, hängensicherlich auch mit seinem Naturellzusammen. Alle, die ihn kennen und mitihm enger zusammenarbeiten, werdenihn noch nie mürrisch oder engstirnigangetroffen haben. Mit seinem stetsfreundlichen, offenen Auftreten undseinem ihm eigenen Weitblick kann erjeden begeistern. Dies trifft sowohl aufStudierende in seinen Vorlesungen alsauch auf seine Mitarbeiter am iBMB undseine Kollegen zu. Gleichzeitig bestichtHarald Budelmann aber auch dadurch,dass er Fragestellungen rasch auf denPunkt bringt und die notwendigenSchritte zielstrebig angeht.

Daher ist es uns, den Fachkollegen,Mitarbeitern, Schülern und Freunden eingroßes Anliegen, Harald Budelmannganz herzlich zu seinem 60. Geburtstagzu gratulieren. Wir wünschen ihm inerster Linie Gesundheit und Zufrieden-heit, aber auch, dass ihm der Drang zumweiteren Erforschen wichtiger offenerFragen im Bereich der Werkstoffe undKonstruktionen noch lange erhaltenbleibt.

Die Redaktion Beton- und Stahlbeton-bau möchte sich diesen Wünschen an-schließen und gratuliert herzlich zum60.Geburtstag.

Rolf Breitenbücher, Bochum

gungsprozessen an mineralischen Werk-stoffen“, SPP 1182 „Nachhaltiges Bauenmit ultrahochfestem Beton (UHPC)“,SPP 1542 „Leicht Bauen mit Beton –Grundlagen für das Bauen der Zukunftmit bionischen und mathematischenEntwurfsprinzipien“ beteiligt. Gleichesgilt für den DFG-Sonderforschungsbe-reich 477 „Sicherstellung der Nutzungs-fähigkeit von Bauwerken mit Hilfe inno-vativer Bauwerksüberwachung“, in demHarald Budelmann mit drei Forschungs-projekten, davon einem Transferprojekt,vertreten war.

Nicht zuletzt aufgrund dieser intensivenForschungsaktivitäten und der damiteinhergehenden engen Verknüpfung mitder Deutschen Forschungsgemeinschaftverwundert es nicht, dass Harald Budel-mann auch in maßgebenden Gremiendieser für Universitäten fundamentalenForschungsfördereinrichtung vertretenwar und ist. So war er von 1999 bis 2005im Senatsausschuss der DFG für Sonder-forschungsbereiche tätig. Derzeit vertritter die Interessen der Bauingenieure alswissenschaftliches Mitglied sowohl imSenat als auch im Hauptausschuss derDFG. Nicht vergessen werden darf dabeiauch sein ehrenamtliches Engagementbei Begutachtungen in Normalverfahren,Forschergruppen und Sonderforschungs-bereiche für die Deutsche Forschungsge-meinschaft. Damit zeichnet sich nichtnur das Engagement eines außergewöhn-lich aktiven Forschers ab, vielmehr do-kumentiert sich darin auch das volleVertrauen der Fachcommunity, dass mitHarald Budelmann die Interessen desBetonbaus, ja des gesamten Bauinge-nieurwesens, dort bestmöglich vertretenwerden.

Die wissenschaftlichen Leistungen unddas vielseitige Wirken des ForschersHarald Budelmann spiegeln sich in über200 hochrangigen Veröffentlichungenwider, seine Ergebnisse fanden auchvielfach in einschlägigen Regelwerken

deutschen Universitäten, mit denen ergemeinsam offenen Fragen hinsichtlichWerkstoffe und Methoden zur Substanz-erhaltung, zum Schutz und zur Siche-rung historischer Bauwerke im Rahmender Denkmalpflege nachging.

Heute reichen seine Forschungsgebietevon der Erhaltung und Verstärkunghistorischer Bauwerke über Methodenzur Bauwerksüberwachung bis hin zumnachhaltigen Bauen. Er befasst sich mitFragen zur Dauerhaftigkeit mineralischerWerkstoffe, mit dem Hoch- und Tieftem-peraturverhalten von Beton und Stahl,mit Faserverbundwerkstoffen, mit Me-thoden zur Verstärkung von Ingenieur-bauwerken, mit Baustoffrecycling undkreislaufgerechtem Bauen. Allein dieseDarlegungen demonstrieren, dass HaraldBudelmann als ein Forscher mit außer-gewöhnlich breit angelegten Schwer-punkten, die sich nahezu über den ge-samten Bereich der Baustoffe im Kon-struktiven Ingenieurbau erstrecken, zucharakterisieren ist.

Von Anbeginn seiner wissenschaftlichenLaufbahn war Harald Budelmannimmer wieder Initiator neuerForschungsthemen. Seine Arbeitenhaben dabei stets einen starken Bezug zuaktuellen Fragen, die sich aus der prak-tischen Anwendung ergeben. In idealerErgänzung gehen bei seinen Studieneinschlägige anspruchsvolle Experimen-taluntersuchungen – soweit zweckmäßig– mit der Ableitung der zugehörigentheoretischen Grundlagen einher.

Bei diesen umfangreichen und tiefgrei-fenden Forschungsaktivitäten ist es nichtverwunderlich, dass Harald Budelmannauch in zahlreichen maßgebenden koor-dinierten Forschungsprogrammen invol-viert war. So war bzw. ist er mit verschie-denen Forschungsprojekten u. a. in denDFG-Schwerpunktprogrammen SPP1122 „Vorhersage des zeitlichen Verlaufsvon physikalisch-technischen Schädi-



1 Einleitung

Die zerstörungsfreie Prüfung im Bau-wesen hat in den letzten Jahren zuneh-mend an Bedeutung gewonnen. Nebenden klassischen Verfahren der Abschät-zung der Betondruckfestigkeit mit demRückprallhammer, der Messung derBetondeckung oder der Potentialfeld-messung zur Lokalisierung korrosions-aktiver Bereiche wird mittlerweile auchdas Impulsradar in der Bauwerksunter-suchung angewendet. Einige Gründe fürdiese Entwicklung sind in der schnellenMessdatenaufnahme sowie den umfang-reichen Einsatzmöglichkeiten bei einerVielzahl von praktischen Fragestellun-gen zu finden.

Es ist jedoch noch nicht möglich, eineobjektive Aussage über die Leistungs-fähigkeit des Impulsradars bei qualitati-ven Prüfaufgaben zu treffen. Im Rahmender hier vorgestellten Dissertation wirddarum die Frage beantwortet, in welcherEinbautiefe metallische Reflektoren inForm von Bewehrungsstäben im hetero-genen Werkstoff Beton mit dem Impuls-radar noch zuverlässig geortet werdenkönnen. Dazu ist die Vorgehensweiseder Probability of Detection (POD) ange-wendet und der Kennwert der „zuverläs-sigen Detektionstiefe a90/95“ ermitteltworden, der die Tiefe angibt, in der einmetallischer Reflektor in 95 von 100Fällen mit einer Wahrscheinlichkeit von90% detektiert wird.

Anhand dieses Kennwerts wurden unter-schiedliche Radarprüfsysteme miteinan-der verglichen, sodass nun ein Gütekrite-rium (wie im alltäglichen Leben z.B. dieEnergieeffizienzklasse nach DIN EN 153zur Bewertung eines Haushaltkühlge-räts) vorliegt, mit dem eine objektiveEntscheidung für oder gegen ein be-stimmtes Radarprüfsystem getroffenwerden kann, um eine qualitative Prüf-aufgabe optimal zu lösen. Weiterhinwurde u. a. untersucht, welche Auswir-kung die Änderung von Materialpara-metern (wie dem Größtkorn des Betonsoder dem Durchmesser des Bewehrungs-stabs) auf die Detektion von metalli-schen Reflektoren hat.

Mit der POD(a)-Analyse liegt somit einWerkzeug vor, um neben der Validie-

rung quantitativer (metrischer) Prüfauf-gaben durch die Bestimmung der Mes-sunsicherheit nach Heft 574 des Deut-schen Ausschusses für Stahlbeton [1]nun auch die Validierung von Prüfaufga-ben mit einer qualitativen Fragestellung(Reflektor ja/nein) vornehmen zu kön-nen. Diese qualitativen Prüfaufgabenwerden unter Anwendung der POD(a)-Analyse objektiv charakterisiert undkönnen nun den Kundenanforderungenaus einem speziell beabsichtigten Ge-brauch gegenübergestellt werden.

2 Die Methode der POD(a)-Analyse

Die Ziele der zerstörungsfreien Prüfungbestehen nach Erhard [2] darin, Schä-den für Mensch und Umwelt zu vermei-den, Fertigungsprozesse zu rationalisie-ren, Werkstoffeigenschaften zu ermit-teln und geometrische Abmessungen zubestimmen. Dazu werden physikalischeEffekte ausgenutzt, um Fehlstellen zudetektieren und nicht sichtbare Struktu-ren zu visualisieren. Damit die mit derzerstörungsfreien Prüfung erzieltenErgebnisse eingeschätzt und die Kern-aufgabe der ZfP – die Vermeidung vonSchäden für Mensch und Umwelt –sicher realisiert werden, ist es notwen-dig, eine fundierte Aussage zur Zuver-lässigkeit eines zerstörungsfreien Prüf-systems zu treffen. Die Zuverlässigkeitder zerstörungsfreien Prüfung wird

hierbei als Grad definiert, mit dem einZfP-System in der Lage ist, den vorgese-henen Zweck bezüglich der Ent-deckung, der Charakterisierung und derFalschanzeigen zu erfüllen [3]. Fürdie Zuverlässigkeitsbewertung einesZfP-Systems bei qualitativen Fragestel-lungen wird in der zerstörungsfreienPrüfung von metallischen Bauteilenunter anderem die POD(a)-Analyse aufGrundlage des „â vs. a“ Modells ange-wendet.

Bild 1 stellt dieses „â vs. a“ Modell dar.In diesem werden den Reflektortiefen a1,a2 und a3 ihre entsprechenden Prüfsys-temantworten â (schwarz eingezeichneteDatenpunkte) zugeordnet, deren Wahr-scheinlichkeitsdichtefunktionen zusätz-lich dargestellt sind. Die Wahrscheinlich-keitsdichtefunktion einer Reflektortiefe astellt hierbei immer eine angenommeneGrundgesamtheit von Prüfsystemantwor-ten â dar, die aus der vorliegenden Stich-probe von Prüfsystemantworten â abge-schätzt wird. Dies liegt darin begründet,dass die Prüfsystemantworten â umeinen Mittelwert schwanken und gewis-sen Streuungen unterliegen. Mit zuneh-mender Reflektortiefe a werden die Prüf-systemantworten â kleiner, demzufolgeweist die durch die Mittelwerte verlau-fende lineare Regressionsgerade einenegative Steigung auf. Als Prüfsystemant-wort â wird hierbei genau eine einzelne

D I S S E R TA T I O N

Feistkorn, Sascha:

Gütebewertung qualitativer Prüfaufgaben in der zerstörungsfreien Prüfungim Bauwesen am Beispiel des ImpulsradarverfahrensSchriftenreihe des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton, Beuth Verlag Berlin, Heft 603, Dissertation TU-Berlin, 2011

Bild 1 Modell der POD(a)-Berechnung aus einer â vs. a Beziehung, in Anlehnung an [4]



Bewehrung“ und „Stabdurchmesser“dargestellt, die separat variiert wurden,um ihren Einfluss auf die zuverlässigeDetektionstiefe a90/95 zu erfassen. Weite-re Einflussgrößen, die im Rahmen derhier vorgestellten Dissertation unter-sucht wurden, sind das Betonalter, dasRadarprüfsystem und die Antennenpola-risation.

4 Ergebnisse der POD(a)-Analyse

Bild 3 stellt eine POD(a)-Kurve und einmit dem Radarprüfsystem C1 aufgezeich-netes Radargramm dar. In diesem Radar-

Impulsradarverfahrens und der örtlichenGegebenheiten genügen. Zusätzlich sindweitere Testkörper erstellt worden, indenen jeweils ein Parameter, beispiels-weise der Reflektordurchmesser, geän-dert wurde, um die Auswirkung diesesParameters auf die zuverlässige Detek-tionstiefe a90/95 zu erfassen.

Der generelle Aufbau der Testkörpersowie die erstellten Testkörperpaare sindin Bild 2 dargestellt.

In Tabelle 1 sind die baustofflichen Para-meter „Größtkorn“, oberflächennahe

positive Signalamplitude verwendet, diesich durch den genau bekannten Einbau-ort des metallischen Reflektors (Bild 2)mit den Koordinaten der lateralen Lageund der Tiefenlage ergibt.

Um die DetektionswahrscheinlichkeitenPOD(ai) zu berechnen, ist die Festlegungeines Entscheidungsschwellwerts âdecerforderlich, der in Bild 1 durch diehorizontale gestrichelte Linie gekenn-zeichnet ist. Dieser Entscheidungs-schwellwert âdec, der durch systemati-sche Untersuchungen festgelegt wird,entscheidet, ob eine Prüfsystemantwort âals Signal oder als Rauschen gewertetwird. Die Detektionswahrscheinlichkei-ten POD(ai) ergeben sich dann aus denFlächenanteilen der Wahrscheinlich-keitsdichtefunktionen der Prüfsystemant-worten â, die oberhalb des Entschei-dungsschwellwerts âdec liegen, was inBild 1 durch die grau hinterlegten Flä-chen kenntlich gemacht wird. Für einegültige POD(a)-Analyse muss dieses „âvs. a“ Modell“ nach [5] zwingend vierKriterien erfüllen, deren Einhaltung inder Dissertation mithilfe der statistischenTesttheorie erstmals nachgewiesenwurde.

3 Versuchsaufbau

Um die qualitative Prüfaufgabe „Detek-tion metallischer Reflektoren in Abhän-gigkeit ihrer Tiefenlage mit dem Impuls-radar“ objektiv bewerten und somit dieGüte eines Radarprüfsystems einschät-zen zu können, wurden Referenztestkör-per nach dem Vorbild der zerstörungs-freien Prüfung von metallischen Bautei-len konzipiert. Diese Referenztestkörperwurden so entworfen und gebaut, dasssie den Anforderungen der POD(a)-Analyse, der verwendeten Baustoffe, des

Bild 2 Konzipierte Referenztestkörper für die Ermittlung von POD(a)-Kurven; a) Tiefenlage der Reflektoren von 0,06 m bis 0,18 m und von 0,48 m bis0,60 m; b) (Referenz)-Testkörperpaare für die Anwendung der POD(a)-Analyse; c) Tiefenlage der Reflektoren von 0,21 m bis 0,33 m und von0,33 m bis 0,45 m

a) c)b)

Tab. 1 Testkörperpaare infolge der separaten Betrachtung der baustofflichen Einflussgrößen

Testkörperpaar Größtkornoberflächennahe

StabdurchmesserBewehrung

(Referenz)-Testkörperpaar 1 16 mm ohne 12 mm

Testkörperpaar 2 32 mm ohne 12 mm

Testkörperpaar 3 16 mm Q188A 12 mm

Testkörperpaar 4 16 mm ohne 28 mm

Bild 3 Ergebnisse der POD(a)-Analyse für das System C1 aufgezeichnet am Testkörper mit einemReflektordurchmesser 28 mm in einem Betonalter von 203 Tagen; a) POD(a)-Kurve miteinem Vertrauensbereich von 95%; b) Radargramm der Reflektortiefen von 21 cm bis 33 cm

b)a)



systems C2 deutlich höher im Vergleichzu den Radarprüfsystemen A3 und B3aus. Weiterhin hat das System A3 bezüg-lich der Detektionstiefe leichte Vorteilegegenüber System B3. Diese subjektiveBewertung deckt sich mit den Ergebnis-sen der POD(a)-Analyse, die die zuver-lässige Detektionstiefe a90/95 des SystemsA3 zu a90/95 = 14,7 cm, des Systems B3zu a90/95 = 11,1 cm und des Systems C2zu a90/95 = 20,1 cm berechnet. EineÜbersicht über die zuverlässigen Detek-tionstiefen a90/95 in Abhängigkeit vomBetonalter und vom Radarprüfsystemist in Tabelle 2 dargestellt. Durch dieobjektive Gütebewertung mithilfe derPOD(a)-Analyse ist es deshalb nun an-hand Tabelle 2 möglich, eine Entschei-dung für oder gegen ein Radarprüfsystemin Abhängigkeit von der gestellten Prüf-aufgabe zu treffen.

Auch die Quantifizierung von Einfluss-größen ist mit der POD(a)-Analyse inVerbindung mit den konzipierten Test-körpern objektiv möglich. So wurde u. a.der Einfluss des Reflektordurchmessersauf die zuverlässige Detektionstiefea90/95 untersucht.

In Bild 5 sind diese Ergebnisse in einemSäulendiagramm bestehend aus acht

Entscheidungsschwellwerts âdec derPOD(a)-Analyse übergeben, berechnetsich die zuverlässige Detektionstiefe a

90/95 wie in Bild 3a eingezeichnet zu26,9 cm.Anhand dieses Kennwerts können nunwie in Bild 4 dargestellt unterschiedlicheRadarprüfsysteme objektiv miteinanderverglichen werden.

Bei subjektiver Betrachtung von Bild 4fällt die Detektionstiefe des Radarprüf-

gramm zeichnen sich die metallischenReflektoren aufgrund der gewähltenweggesteuerten Messdatenaufnahme alsReflexionshyperbeln ab. Drei Reflexions-hyperbeln sind in Bild 3b zu erkennen,die von den metallischen Reflektoren derTiefe 21 cm, 24 cm und 27 cm ausgehen.Werden die mit dem Radarprüfsystemaufgezeichneten Prüfsystemantworten âunter Berücksichtigung des (durch dieAnalyse des elektronischen Rauschensund des Gefügerauschens) festgelegten

Tab. 2 Werte der zuverlässigen Detektionstiefe a90/95 für alle untersuchten Radarprüfsysteme,aufgenommen am Referenztestkörper über einen Zeitraum von 336 Tagen

zuverlässige Detektionstiefen a90/95 in cm für das Radarprüfsystem

Betonalter A1 B1 C1 A2 B2 A3 B3 C2

7 Tage 23,2 18,6 18,2 17,4 15,7 8,1 6,1 14,5

13 Tage 27,0 19,3 20,4 18,6 17,1 10,1 7,0 15,1

28 Tage 30,0 21,9 22,2 20,3 17,2 13,2 9,3 17,3

42 Tage 31,5 24,6 27,4 20,5 17,8 13,8 10,1 19,1

57 Tage 31,9 25,6 29,3 24,0 18,2 14,1 10,2 19,9

113 Tage 35,9 31,8 31,0 27,2 21,8 15,7 12,1 20,5

203 Tage 34,6 32,1 31,9 29,8 23,2 16,0 12,0 20,8

286 Tage 36,5 31,8 32,8 31,5 23,5 16,6 11,5 22,0

336 Tage 41,4 34,1 32,5 30,3 22,8 17,2 12,3 22,5

Bild 4 Ergebnisse der POD(a)-Analyse für den Systemvergleich der hochfrequenten Radarprüfsysteme A3, B3 und C2 (fm~2,0 GHz) aufgezeichnet amTestkörper mit einem Reflektordurchmesser von 28 mm in einem Betonalter von 203 Tagen; oben: Radargramme der Reflektortiefen 6 cm bis18 cm; unten: POD(a)-Kurven mit einem Vertrauensbereich von 95%



sodass nun ein objektives Gütekriteriumgeschaffen wurde. Zusätzlich ist es mög-lich, anhand der zuverlässigen Detekti-onstiefe a90/95 den Einfluss von geänder-ten Randbedingungen wie z.B. des Re-flektordurchmessers auf die Detektionmetallischer Reflektoren zu quantifizie-ren.

Es ist zu beachten, dass eine POD(a)-Kurve die Zuverlässigkeit eines ZfP-Systems immer nur in seinem Anwen-dungsfeld bewertet, sodass die Gültigkeitder Aussage auf den Umgebungskontextdes ZfP-Systems beschränkt ist.

Literatur

[1] Taffe, A.: Zur Validierung quantitativerzerstörungsfreier Prüfverfahren imStahlbetonbau am Beispiel derLaufzeitmessung, Schriftenreihe desDeutschen Ausschusses für Stahlbeton,Beuth Verlag Berlin, Heft 574(Dissertation RWTH Aachen, 2008)

[2] Erhard, A.: Aufgaben und Abgrenzungder Zerstörungsfreien Prüfung In:DGZfP; DGZfP-Jahrestagung 2007,Fürth, 14.-16. Mai 2007, Berichtsband104-CD, ISBN 978-3-931381-98-1

[3] Müller, C.; Ewert, U.; Scharmach, M.;Völker, J. und L. Schaefer: DasBasisanliegen von Zuverlässigkeitsun-tersuchungen und eine Momentauf-nahme im internationalen GeschehenIn: DGZfP; DGZfP-Jahrestagung 2002,Weimar, 06.-08. Mai 2002, Berichts-band 80-CD, ISBN 3-931381-39-0

[4] Berens, A. P.: NDE ReliabilityAnalysis, Reprinted from METALSHANDBOOK® Volume 17, 9thEdition: Nondestructive Evaluationand Quality Control, University ofDayton Research Institute, ASMInternational 1989

[5] MIL-HDBK-1823A, Department ofDefence Handbook, NondestructiveEvaluation System ReliabilityAssessment, 7. April 2009

[6] Feistkorn, S.: Gütebewertung qualitati-ver Prüfaufgaben in der zerstörungs-freien Prüfung im Bauwesen amBeispiel des Impulsradarverfahrens,Schriftenreihe des DeutschenAusschusses für Stahlbeton, BeuthVerlag Berlin, Heft 603 (DissertationTU-Berlin, 2011)

Dr.-Ing. Sascha [email protected]

unterhalb der Radarantenne und somitan der Oberfläche des untersuchtenBauteils ist dieser Effekt dann nichtmehr maßgebend, da ein großer Reflek-tordurchmesser direkt unter der Radar-antenne wie eine „Metallplatte“ wirktund darum stärker als ein kleiner Reflek-tordurchmesser reflektiert.

5 Zusammenfassung

In der vorgestellten Dissertation wurdeauf Grundlage der POD(a)-Analyse eineMethodik entwickelt, um die Güte quali-tativer Prüfaufgaben in der zerstörungs-freien Prüfung im Bauwesen objektiv zubewerten. Dazu ist die POD(a)-Analysenach Berens [4] erstmals auf die zerstö-rungsfreie Prüfung im Bauwesen amBeispiel des Impulsradars übertragenworden. Mithilfe der faktoriellen Ver-suchsplanung wurden Testkörper konzi-piert, an denen mit acht unterschied-lichen Radarprüfsystemen die entspre-chenden Messdaten aufgezeichnetwurden, aus denen anschließend mithilfeder POD(a)-Analyse der Kennwert derzuverlässigen Detektionstiefe a90/95 be-rechnet wurde. Der Wert a90/95 beinhal-tet hierbei die zuverlässige Detektions-tiefe, in der ein metallischer Reflektormit einer Wahrscheinlichkeit von 90%(a90/95) in 95 (a90/95) von 100 Fällen mitdem Impulsradar objektiv geortet wird.

Anhand dieses Kennwerts a90/95 wurdenunterschiedliche Radarprüfsysteme cha-rakterisiert und miteinander verglichen,

Säulenpaaren, die den acht verwendetenRadarprüfsystemen entsprechen, darge-stellt. Ein Säulenpaar vergleicht hierbeiein Radarprüfsystem mittels der zuverläs-sigen Detektionstiefe a90/95 hinsichtlicheines Reflektordurchmessers von 12 mmund 28 mm zu drei unterschiedlichenZeitpunkten. Beispielsweise stellt daslinke Säulenpaar das RadarprüfsystemA1 dar, wobei die linke Säule die ermit-telten Detektionstiefen a90/95 des Reflek-tordurchmessers von 12 mm (A1 D12)und die rechte Säule die Detektions-tiefen a90/95 des Reflektordurchmessersvon 28 mm (A1 D28) repräsentiert.

Die objektive POD(a)-Analyse kommt zudem Ergebnis, dass ein metallischerReflektor mit einem Durchmesser von12 mm in größeren Tiefen detektiertwird als ein metallischer Reflektor miteinem Durchmesser von 28 mm. Sobeträgt bei Radarprüfsystem A1 der Un-terschied der zuverlässigen Detektions-tiefe a90/95 nach 203 Tagen ca. 3 cm, beiden Radarprüfsystemen B1 und C1 sogarca. 5–6 cm. Eine Begründung für diesesErgebnis könnte in der Stromverdrän-gung elektrischer Leiter hin zu ihrerOberfläche (Skin-Effekt) liegen. Auf-grund dieses Skin-Effekts verteilt sichder durch die Radarantenne induzierteLeitungsstrom bei einem Reflektordurch-messer von 28 mm auf eine größereOberfläche als bei einem Reflektordurch-messer von 12 mm und wird darumungerichteter zum Empfänger an derBauteiloberfläche abgestrahlt. Dicht

Bild 5 Vergleich von zuverlässigen Detektionstiefen a90/95 zur Bewertung des Einflusses desStabdurchmessers; aufgezeichnet am Referenztestkörperpaar 1 (D12) und am Testkörper-paar 4 (D28) in einem Betonalter von 28 Tagen, 113 Tagen und 203 Tagen



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Bochum 4. Symposium: Beschichten von Beton TAW Technische Akademie24. bis 25. Oktober Überblick – Anwendung von verschiedenen Beschichtungen Wuppertal

in verschiedenen Bereichen – Leistungsfähigkeit von Be- Tel.: 0202-7495-319schichtungen – typische Fehler – aktuelle Entwicklungen – [email protected] in Theorie und Praxis – neuartige Werkstoffe und www.taw.deBauweisen

Bochum 8. Symposium: Verstärken von Brücken- und Hochbauten TAW Technische Akademie14. bis 15. November Aufzeigen drohender Mängel und Schäden – neueste Wuppertal

Entwicklungen – objektspezifisch zielführende Verstärkungs- Tel.: 0202-7495-319verfahren und Empfehlungen – Methoden – Ablauf – aktuelle [email protected] in Theorie und Praxis – Ausführungsbeispiele – www.taw.deneuartige Werkstoffe und Bauweisen – aktueller Stand derZulassungen DIBt

Arbeiten in …Polen

„Der Stellenwert des Ingenieurs

in Polen ist herausragend“Fünf Fragen an Matthias Scholz, SSF Ingenieure AG

1. Wie sehen die Chancen für Bauingenieure in Polen derzeit aus?

Die Auswirkungen der internationalen Finanzkrise haben auch die polnische

Bauwirtschaft in den letzten Jahren erfasst, doch sind neue Projekte im

Industrie- und Hochbau geplant. Diese dürften auch deutschen Ingenieuren in

Polen Chancen eröffnen.

Ebenso stehen Investitionen in die polnische Infrastruktur an, die sich bis

2015 mit ca. 10 Mrd. € pro Jahr nicht als zu groß darstellen. In der Vergangen-

heit hat die EU einen Großteil der Infrastrukturprojekte finanziert, diese

Projekte wurden aber bereits 2007 begonnen und sind bis 2013 mit ihrem

Operationellen Programm (OP) „Infrastruktur und Umwelt“ abgeschlossen.

Innerhalb des OP entfällt auf den Straßenbau in Polen der Hauptteil der

Investition in die Verkehrsinfrastruktur, während dem Ausbau des Schienen-

netzes bisher nur wenig Beachtung geschenkt wurde. So sind lediglich

4 Mrd. € für die Erneuerung von 1.000 km Gleisen und den Einstieg in das

Hochgeschwindigkeitsnetz bis 2012 vorgesehen. Chancen liegen tatsächlich

im Ausbau des Hochgeschwindigkeitsnetzes; Machbarkeitsstudien dazu

wurden bereits erstellt.

Auch die Baumaßnahmen zur Fußball-EM 2012 haben die Konjunktur

angeheizt, sind aber für die folgenden Jahre ohne Bedeutung. Im Bereich

Infrastruktur eröffnen sich grundsätzlich für deutsche Ingenieure Koopera-

tionschancen.

2. Wie stellt sich für Sie das hohe Ansehen des Bauingenieurs

in Polen dar?

Grundsätzlich werden alle staatlichen Aufträge über das Amt für Öffentliche

Ausschreibungen vergeben. Große Vorhaben ab 5 Mio. € müssen vorher im

EU-Amtsblatt erscheinen.

Dabei geht die öffentliche Hand immer davon aus, dass der Ingenieur in der

Planung die alleinige Verantwortung für das gesamte Projekt und die

Realisierung des Auftrags trägt, der Ingenieur übernimmt die sogenannte

Autorenschaft im Projekt.

Der Ingenieur in Polen ist für Planung, Durchführung, Qualitätskontrolle oder

Bauaufsicht verantwortlich, dafür muss er die berufliche Qualifikation

nachweisen und ferner die notwendigen, bei der Realisierung des Auftrages

relevanten Tätigkeiten beschreiben.

Der Ingenieur und das eingesetzte Personal müssen über die erforder-

lichen polnischen Genehmigungen zur Ausübung der betreffenden

Tätigkeiten verfügen. Für das Schlüsselpersonal ist eine polnische

Baulizenz erforderlich.

Der hohe Stellenwert des Ingenieurs zeigt sich in seiner durchgän-

gigen und alleinigen Beteiligung in allen Planungsphasen. In der

überwiegenden Anzahl der Fälle wird nicht nur die Ausschrei-

bungsunterlage, die Grundlage der Baugenehmigung sondern auch

die Ausführungsplanung durch den vom Kunden beauftragten

Ingenieur erstellt.

Der Ingenieur beschreibt den Auftragsgegenstand anhand der

Projektdokumentation (Genehmigungsplanung und Ausfüh-

rungsplanung) und der technischen Spezifikation der

Ausführung und Abnahme der Bauarbeiten. Bei Design&Built

Projekten beschreibt der Ingenieur die Leistungen anhand eines

Funktions- und Nutzungsprogramms, das das Bauvorhaben sowie die

WISSENSWERTES ZUM BAU-

ARBEITSMARKT IM ÜBERBLICK

Der Ingenieur in Polen muss zusätzlich

eine Prüfung zur Zulassung als Planer oder

Bauüberwacher ablegen. Die Zulassung

ist beschränkt auf sein Spezialgebiet und

wird von den jeweiligen polnischen

Bundesländern, den sogenannten

wojewodschafts, über die polnischen

Ingenieurekammern erteilt. In der Regel

sind folgende Unterlagen erforderlich:

– Beglaubigte und übersetzte Abschrift

des Diplom-Zeugnisses

– Nachweis über die Zulassung als

Beratender Ingenieur in Deutschland.

Die Erfahrung des Ingenieurs wird in

Form von beglaubigten Referenzlisten

nachgewiesen. Für den Antrag ist die

Ausfertigung in polnischer Sprache

unbedingt notwendig, alle Formulare

sind auf Polnisch. In bestimmten Fällen

findet eine Überprüfung der Eignung

durch ein Interview statt. Das

beschriebene Vorgehen bezieht sich auf

die temporäre Zulassung für Ingenieur-

Leistungen in einem bestimmten

Projekt: hier ist die Teilnahme durch das

EU-Wettbewerbsrecht gewährleistet.

Will ein Ingenieur dauerhaft eine

Zulassung anerkannt bekommen oder

sich in Polen niederlassen, so muss er

polnisch sprechen und eine Prüfung

ablegen. Es gibt einen gewissen

Überschuss an arbeitssuchenden

Ingenieuren. Viele polnische Ingenieure

sind zu den Boom-Zeiten ins

europäische Ausland ausgewandert

und kehren nun gut ausgebildet nach

Polen zurück. Die Unis in Polen haben

ein hohes Ausbildungsniveau und viele

Absolventen suchen Anstellungen.

Gute Chancen bieten Technologien, die

in Polen kurz vor der Einführung stehen:

Energieeffizienz, Umweltschutz und

moderne Verkehrstechnologien sowie

große Investitionsprojekte in

Infrastruktur und privatem Sektor.

Matthias Scholz – NiederlassungsleiterAusland, Prokurist der SSF Ingenieure AG

AUF EIN WORT

„Inz·ynierze, jakie jest Pana zdanie?“ – „Herr Ingenieur, bitte sagen Sie uns Ihre Meinung.“

Arbeiten in Polen ist für deutsche Ingenieure von Anfang an schwer (trudno!). Nicht nur die Sprache,

sondern die unterschiedliche Mentalität der Ingenieure und deren gesellschaftliche

Stellung schaffen Verständigungsprobleme. Der polnische Ingenieur sieht sich

als Leitfigur, der deutsche ist meist nur die Rolle des Dienstleisters gewohnt.

Ganz anders in Polen, hier ist der „Herr Ingenieur“ der Wissensträger,

Entscheider, Gutachter, Planer, Ausführende und Überwacher in einer Person.

Der Bauherr vertraut seinem Planer und überträgt die volle Verantwortung.

Entscheidungen werden in Polen vom Ingenieur getroffen und unter

Planungskollegen diskutiert, zumeist aber nicht vom Bauherren beeinflusst.

Diese sogenannte Autorenschaft des polnischen Ingenieurs sichert sein Werk

über alle Planungsphasen. Will man in Polen Erfolg haben, muss man die

Sprache verstehen und akzeptieren, dass Entscheidungen des Ingenieurs

nur schwer zu widerrufen sind. Das erschwert vor allem Sondervorschlä-

ge und Alternativen zu bereits genehmigten Amtsvorschlägen. Dennoch

bestehen gute Chancen für Kooperationen. Diese sollten aber am besten

in der Phase der Machbarkeitsstudien oder Genehmigungen begonnen

werden.

entsprechenden Anforderungen erfasst. Oftmals sind hier Spezifikationen

hinsichtlich der Auftragsbedingungen nicht hinreichend aussagekräftig, so

dass der Ingenieur im Nachgang wieder im Projekt eingebunden werden

sollte, um entsprechende Aufklärung zu leisten.

Bauunternehmen erhalten den Zuschlag zumeist auf Pauschalverträge, die

kein Leistungsverzeichnis, sondern eine Zusammenfassung des „scopeof-

work“ (inkl. technische Spezifikationen) beinhalten.

3. Was konnten Sie für Ihre Arbeit hierzulande aus der in Polen lernen?

Der Stellenwert des Ingenieurs in Polen ist durch seine Beteiligung an allen

Planungsphasen herausragend. Denn er begleitet ein Projekt von Anfang bis

Ende, erstellt alle notwendigen Unterlagen und ist Berater des Bauherren.

Dadurch erlangen polnische Ingenieure einen weit höheren gesellschaftlichen

Stellenwert als in Deutschland. Gleichzeitig ist die Anforderung an den

Ingenieur hinsichtlich der Genehmigungen der Ausübung der betreffenden

Tätigkeiten deutlich höher als in Deutschland. Die für das Schlüsselpersonal

erforderliche polnische Baulizenz muss jeweils erneut eingeholt und die

Eignung nachgewiesen werden.

4. Welche Rolle spielen etwaige Abkommen mit polnischen

Ingenieurkammern?

Die Chancen für deutsche Ingenieure, an der Vergabe öffentlicher Aufträge in

Polen teilzunehmen, haben sich mit neuen Vorschriften Anfang 2010

verbessert. Nun können sich deutsche Ingenieure auch an den Ausschreibun-

gen beteiligen, indem sie die vorhandenen Kammermitgliedschaft in

deutschen Ingenieurkammern in Polen anerkennen lassen: Im Zuge des

Anerkennungsverfahrens muss vor allem die aktuelle Tätigkeit und Erfahrung

als geeignet für das jeweilige Projekt nachgewiesen werden.

5. Welche Rolle spielen Sprache und Mentalität?

Grundsätzlich müssen sämtliche Dokumente beim Einreichen von Projekte in

Polnisch verfasst sein. Der Aufwand für die Übersetzung ist enorm und bei der

zeitlichen Planung zu berücksichtigen, da kaum technische Übersetzer zur

Verfügung stehen. Auch sind einige Fachausdrücke und Baumethoden noch

nicht einheitlich eingeführt und es gibt keine exakte Übersetzung dafür. Somit

sind Diskussionen, ja sogar Streitgespräche und Verständnisschwierigkeiten

für den deutschen Ingenieur an der Tagesordnung. Während er seine Leistung

gerne im Dialog mit allen Partnern der Planung erbringt, sind die polnischen

Ingenieure eher Einzelgänger, die ihr Produkt zu verteidigen wissen. Hitzige

Diskussionen mit den verschiedensten Fachdisziplinen sind die Folge einer

komplexen Planung mit vielen Gewerken.

Arbeiten in …Polen

INTERESSANTE LINKS:

– www.uzp.gov.pl/ – Polnisches Amt für

Öffentliche Aufträge

– http://ec.europa.eu/youreurope/

business/profiting-from-eu-market/

benefiting-from-publiccontracts/

poland/index_en.htm – Informationen

der Europäischen Kommission

(polnisch/englisch)

– www.vergaberecht-polen.de

(Informationen der RA-Kanzlei Braun

Paschke)

– GTAI-Artikel vom 29.9.2010: Heiko

Steinacher, In Polen sind öffentliche

Ausschreibungen auch für kleinere

Unternehmen zugänglich, Umfang der

einzureichenden Unterlagen durch

Gesetz definiert/Preis meist

entscheidendes Kriterium, abrufbar

unter

http://www.gtai.de/MKT201009288005

– Deutsch-Polnische Industrie- und

Handelskammer/ AHK Polen, RA

Thomas Urbanczyk, LL.M., Stellv.

Hauptgeschäftsführer, Bereich Recht

und Steuern, Tel.: 0048-22-5310519,

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Leitung und ModerationProf. Dr.-Ing. Rainer Hohmann,FH Dortmund

Termin18. – 19. September 2012

OrtSüd-West-Park Hotel, Nürnberg

Haben Sie noch Fragen? Dann freuen wir uns auf Ihren Anruf oder IhreE-Mail. Ihr Ansprechpartner für TAW-Symposien ist:

Dipl. rer. soc. Bernhard Stark0202 7495 -319 � [email protected]

Mehr Information über diese Veranstaltung finden Sie auf unserer Hompagewww.taw.de unter Kongresse / Fachtagungen

WE I TER DURCH B I LDUNGTAW-Weiterbildungszentren finden Sie in:

Wuppertal � Altdorf b. Nürnberg � Berlin � Bochum � Cottbus � Wildau b. BerlinTechnische Akademie Wuppertal � Hubertusallee 18 � 42117 Wuppertal

Abdichtung von wasserundurchlässigen Bauwerken ausBeton im Ingenieur Wasser-, und Tiefbau

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Seminare und Symposien der Technischen Akademie Wuppertal e. V.

22.-23.5.2012 Behälter und Becken aus Spann- und Stahlbeton Bochum

12.-13.6.2012 Brückenausrüstung Bochum

6.7.2012 Baustellensteuerung mit Wochenplänen Altdorf b. Nürnberg

25.-26.7.2012 Instandhaltung von Betonbauteilen Altdorf b. Nürnberg

13.8.2012 LEED® Green Associate (GA) Altdorf b. Nürnberg

18.9.2012 Nachtragsforderungen im Bauwesen Wuppertal

18.-19.9.2012 Abdichtung von wasserundurchlässigen Bauwerken aus Betonim Ingenieur-, Wasser- und Tiefbau Nürnberg

24.10.2012 Nachträgliche Bauwerksabdichtung Wuppertal

24.-25.10.2012 Beschichten von Beton Bochum

14.-15.11.2012 Verstärken von Brücken- und Hochbauten Bochum

Symposium

Symposium

Sympposium

Symposium

Sympossium

Mehr über unsere Veranstaltungen finden Sie unter:www. taw.deSie können sich aber auch direkt an uns wenden. Wir freuen uns auf Ihren Anruf oder Ihre E-Mail.

Ihr Ansprechpartner für Seminare: Dr.-Ing. Stefan Mähler0202 7495 -207 � [email protected]

Ihr Ansprechpartner für Symposien: Dipl. rer. soc. Bernhard Stark0202 7495 -319 � [email protected]

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Die Zeitschrift „Beton- und Stahlbetonbau“ veröffentlicht Beiträgeüber Forschungsvorhaben und -ergebnisse sowie über Entwurf, Be-rechnung, Bemessung und Ausführung von Beton-, Stahlbeton- undSpannbetonkonstruktionen im gesamten Bauwesen.

Mit der Annahme eines Manuskripts erwirbt der Verlag Ernst &Sohn das ausschließliche Verlagsrecht. Grundsätzlich werden nurArbeiten zur Veröffentlichung angenommen, deren Inhalt wederim In- noch im Ausland zuvor erschienen ist. Das Veröffent-lichungsrecht für die zur Verfügung gestellten Bilder undZeichnungen ist vom Verfasser einzuholen. Der Verfasser verpflichtetsich, seinen Aufsatz nicht ohne ausdrückliche Genehmigung desVerlages Ernst & Sohn nachdrucken zu lassen. Für das Verhältniszwischen Verfasser und Redaktion oder Verlag und für die Abfassungvon Aufsätzen sind die „Hinweise für Autoren“ maßgebend. Diesekönnen beim Verlag angefordert oder im Internet unter www.ernst-und-sohn.de/zeitschriften abgerufen werden.

Die in der Zeitschrift veröffentlichten Beiträge sind urheberrechtlichgeschützt. Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremdeSprachen, vorbehalten. Kein Teil dieser Zeitschrift darf ohne schrift-liche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form reproduziertwerden. Warenbezeichnungen, Handelsnamen oder Gebrauchs-namen, die in der Zeitschrift veröffentlicht werden, sind nicht als freiim Sinne der Markenschutz- und Warenzeichen-Gesetze zu be-trachten, auch wenn sie nicht eigens als geschützte Bezeichnungengekennzeichnet sind.

Manuskripte sind an die Redaktion zu senden.

Auf Wunsch können von einzelnen Beiträgen Sonderdruckehergestellt werden. Anfragen sind an den Verlag zu richten.

Aktuelle BezugspreiseDie Zeitschrift „Beton- und Stahlbetonbau“ erscheint mit 12Ausgaben pro Jahr. Neben „Beton- und Stahlbetonbau print“ steht„Beton- und Stahlbetonbau online“ im PDF-Format über den Online-Dienst Wiley OnlineLibrary im Abonnement zur Verfügung.

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Redaktion:Prof. Dipl.-Ing. DDr. Konrad BergmeisterDipl.-Ing. Kerstin GlückUniversität für BodenkulturWien,Institut für Konstruktiven IngenieurbauPeter-Jordan-Straße 82, A-1190WienTel.: 0043-1/47654-5253, Fax: 0043-1/47654-5292E-Mail: [email protected]

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Dr.-Ing. Karl MorgenWTM ENGINEERS GmbHBeratende Ingenieure im BauwesenBallindamm 17, D-20095 HamburgTel.: 040/35009-0, Fax: 040/35009-100E-Mail: [email protected]

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Satz: TypoDesign Hecker GmbH, Leimen

Druck: ColorDruck GmbH, Leimen

Gedruckt auf säurefreiem Papier.

© 2012 Ernst & Sohn Verlag fürArchitektur und technischeWissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin.

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Beilagenhinweis:Diese Ausgabe enthält folgende Beilagen:Bosch GmbH – Power Tools, 70567 Stuttgart


RubrikenVorschau

TermineThemen Heft 6/2012

A. Hummeltenberg, M. CurbachEntwurf und Aufbau eines zweiaxialenSplit-Hopkinson-BarsEs werden der Entwurf und derAufbaueines zweiaxialen Split-Hopkinson-Barsund erste experimentelle Ergebnisse vor-gestellt. Mit dem ist es möglich, Probendefiniert einaxial und mit Verzerrungs-raten von 50 bis 150 1/s zu belasten. Mitdem zweiaxialen Versuchsstand soll dasMaterialverhalten von Betonen unterzweiaxialen dynamischen Belastungszu-ständen untersucht werden. Daher mussdie zu entwickelnde Versuchsanlagehinsichtlich der zu untersuchendenBetone, hinsichtlich der zu untersuchen-den Verzerrungsraten bzw. Belastungs-geschwindigkeiten sowie hinsichtlicheiner synchronen zweiaxialen Belastungkonzipiert werden.

H. Sadegh-Azar, H.-G. Hartmann,P. WörndleSicherheitsreserven und Konservativi-täten in der normgerechten Erdbeben-auslegung von StahlbetonbauwerkenDie Erdbebenauslegung von Bauwerkenin Deutschland erfolgt deterministischfür ein in der jeweils geltenden Erd-bebennorm definiertes Bemessungserd-beben. Hier stellt sich die Frage, was beieinem denkbaren auslegungsüberschrei-tenden Erdbeben oder bei größeren

Nachbeben passieren kann. Ziel diesesBeitrags ist es, einige der in der Erdbe-benauslegung von Stahlbetonbauwerkenvorhandenen Auslegungsreserven zuidentifizieren und anhand von einemtypischen steifen und einem flexiblenStahlbetongebäude zu quantifizieren. Eswerden imWesentlichen die Einflüsseder Erdbebenenergie, der Boden-Bau-werkWechselwirkung, der Rissbildungund des nichtlinearen Materialverhal-tens bei Erdbeben hierbei untersucht.

S. Huismann, M. Korzen, A. RoggeEntwicklung und Anwendung einesallgemeinen Rechenverfahrens fürStahlbetonstützen aus hochfestemBeton unter BrandbeanspruchungIn grundlegenden Untersuchungen ander BAMwurden exemplarisch füreinen HFB die thermomechanischenMaterialkennwerte bestimmt, um dasVerhalten von Stahlbetonstützen ausHFB unter Brandbeanspruchung zusimulieren. Die Validierung des Modellserfolgte mittels großmaßstäblicherBrandversuche an belasteten Stahl-betonstützen. Es konnte gezeigt werden,dass die Festigkeit als charakteristischerParameter des Materialmodells zwin-gend auf der Basis instationärer Ver-suche bestimmt werden muss. Mit Mate-rialbeziehungen für HFB wird das Trag-

verhalten der untersuchten Stützen da-gegen deutlich überschätzt.

T. Proske, S. Hainer, M. Jakob,H. Garrecht, C.-A. GraubnerStahlbetonbauteile aus klima- undressourcenschonendem ÖkobetonDer Beitrag präsentiert Forschungsarbei-ten zu klima- und ressourcenschonen-den Ökobetonen mit reduziertem Ze-mentklinkergehalt. Es wird gezeigt, dasszur Herstellung von Betonen mit mittle-rer Festigkeitsklasse derZementgehaltauf unter 150 kg/m³ verringert werdenkann. Da die Mischungszusammenset-zungen der entwickelten Ökobetone dienormativ vorgegebenen Mindestzement-gehalte unterschreiten sowie die maxi-malenWasserzementwerte überschrei-ten, wurden Untersuchungen zur Leis-tungsfähigkeit der Ökobetone durchge-führt. Weiterhin wurde die Eignung derBetone für die industrielle Fertigungüberprüft. Abschließend wurde mit denKooperationspartnern aus der Betonfer-tigteil- und Transportbetonindustrie diebaupraktische Anwendbarkeit und dieSichtbetoneigenschaften an großforma-tigen Bauteilen sowie das Tragverhaltenvon Bauteilen aus Ökobeton analysiert.

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Heft 2/2012Untersuchungen zum Einfluss der Klebstoffart auf denkapillaren Wassertransport in Holz parallel zur Faserrichtung

Untersuchungen zum Einfluss der Klebstoffartauf den Diffusionswiderstand von Holzverklebungen

Messung der Nachhallzeiten in großen und/oder leeren Räumen

Betriebserfahrungen mit Thermoaktiven Bauteilsystemen

BerichteIst optimale Kraft-Wärme-Kopplung gleich optimaleWärmebereitstellung?

Gebäudetypologien europäischer Länder – Schema für dieenergetische Bewertung nationaler Gebäudebestände

Heft 6/2012Centre Catholique de Formation et de Production à Léo-gâne(CCFPL) – République d’Haïti – Errichtung eines Ausbildungs-zentrums einschließlich Produktionsstätte in einem vomErdbeben zerstörten Land

Ingenieurtätigkeiten im Ausland – Planung einesSilokomplexes in Kuwait-City

China – Warum eigentlich?

Untersuchungen zur Festigkeit von Robinienholz

Analytischer Ansatz zur Erfassung von Tragfähigkeits-steigerungen infolge von Schubverstärkungen in Bauteilenaus Brettschichtholz und Brettsperrholz

Konstruktive und brandschutztechnische Untersuchungen zumEinsatz von Rippendecken in Holz-Beton-Verbundbauweise

Bericht zum 22. Brückenbausymposium und zurPreisverleihung des Brückenbaupreises 2012

Heft 3/2012Aktivitäten zur zukünftigen Bemessung vonMauerwerksbauten – Was bewegt die Mauerwerksindustrie?

Eurocode 6 Teil 3 – Grundlagen und Anwendungsbedingungendes vereinfachten Berechnungsverfahrens

Eurocode 6 Teil 3 – Anwendung des vereinfachtenBerechnungsverfahrens

Hintergrund für die vereinfachten Regelnbei Mauerwerksgebäuden im Erdbebenfall

EC 6 – Ausführung von Mauerwerk nach Teil 2 und 1 – wasändert sich?

Anwendung der Regeln zum Überbindemaß in der Baupraxis

Dokumentation von Produkten und Systemen in derMauerwerksbau-Praxis

Heft 6/2012Polnisches Nationalstadion in Warschau

Olympiastadion Kiew

Die Krone von Vancouver – Erneuerung des BC Place Stadions

Anspruchsvoller Kristall – Shenzhen UniversiadeSportzentrum

Bauen mit Buddha – Ein Erfahrungsbericht aus Indien

Formfindung: Die Interaktion von Kraft und Geometrie

Windkanaltests zur Ermittlung der Windlasten aufStadiendächer

BerichtStadien – Komfort – Energie

Heft 3/2012Innerstädtischer Tunnelbau – Schwerpunkt Italien

U-Bahnlinie 5 in Mailand – Planung und Ausführung

eines Tunnels oberhalb einer Eisenbahnverbindung

Charakterisierung des Turiner Baugrunds durch eine

Kombination von Baugrunduntersuchungen und numerischen

Modellen

Eisenbahnverknüpfung Turin – Seismische Messungen

zur Nachweisprüfung von Düsenstrahlkörpern

Süderweiterung der U-Bahnlinie 1 in Turin – Modelle

und Setzungsmessungen während des Vortriebs

Bahnhof Bologna – Schlitzwände und Bodenverbesserungs-

verfahren

Beurteilung der Einwirkungen auf historische Bauwerke

infolge Tunnelbaus am Beispiel einer neuen U-Bahnlinie

in Rom

U-Bahnlinie 1 in Neapel – Planungsaufgaben und zugehörige

geotechnische Untersuchungen

...immer die richtige Lösung

BETOMAX® hat mit BridgeXpress© das Konzept verfahrbarer, hängender Arbeits-und Schalgerüste nach DIN EN 12811 bzgl. Handhabung, Sicherheit und Arbeitsfort-schritt entscheidend optimiert und bietet maximalen Anwendernutzen.

Eine einzelne Fahrschiene (BX-MonoRail©) wird auf der Unterseite der Brückenfahr-bahn über bewegliche Rollenlager fixiert. In Abhängigkeit der gewählten Betonier-abschnitte wird eine variable Anzahl von Gondeln eingehängt und miteinandergekoppelt (BX-MultiMount©). So baut sich BridgeXpress© modular auf und ist dankder BX-FlexiRolls©-Technologie schnell und einfach zu verfahren. Durch parallelge-schaltete Hydraulikzylinder (BX-HydroLift©) wird die Schalung in kürzester Zeit inBetonierposition gebracht, bzw. nachdem Abbinden des Betons gelöst.Aufbaulängen bis ca. 60 m sindpraktikabel und realisierbar.

Die Vorteile• Schnellere Taktraten• Kostensenkung• Sichere Handhabung• Konsistente Qualität• Universelle Einsetzbarkeit• Unerreichte Vielseitigkeit

Das GK-2000-Konzept bietet einmodulares, umfassendes Programmvon Gesimskonsolen für alle gängigenKappenabmessungen. Der variableAufbau der Konsole macht sie zu einerperfekten Schalhilfe für den Aufbauder Kappenschalung an Ingenieurbau-werken – z. B. Brücken und Stütz-wänden – und zu einem Arbeits- undSchutzgerüst für Sanierungsarbeitenim Kappenbereich, aber auch anDeckenrändern und Wänden ausStahlbeton.

Kunststoff- und Metallwarenfabrik GmbH & Co. KGDyckhofstraße 1 · 41460 Neuss · Tel. 02131 2797-0 · Fax 02131 [email protected] · www.betomax.de

Die oben dargestellten Systeme zeigen einen Ausschnittdes BETOMAX® Brückenbautechnik-Programms.Für weitere Informationen zum Gesamtprogramm fordernSie unseren detaillierten Technologie-Prospekt an.

Montagewagen MTWBETOMAX®-Montagewagen sindverfahrbare Arbeitsbühnen, die imBrückenrandbereich oder im Bereichder Mittelgesimse zum Einsatzkommen. Die verschiedenen Bühnen-plattformen schaffen ideale Voraus-setzungen für Sichtungs-, Sanierungs-und Montagearbeiten unterhalb derBrücke, ohne den Verkehrsfluss zubehindern.

BridgeXpress© – Die Kappenbahn der neuen Generation

Gesimskonsole GK-2000

Innovativ aus ErfahrungBrückenbautechnik von BETOMAX®

beton- und stahlbetonbau 5/2012

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