prof. dr.-ing. klaus müller, buxtehude besondere aspekte bei der planung und ausführung wasser...

Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

Besondere Aspekte bei der Planung und Ausführung Wasser undurchlässiger Stahlbetonbauwerke im Untergrund, Weiße Wanne

1. Zur Definition des Fachbegriffs Weiße Wanne undStand der Regelwerke

2. Zu häufigen Mängeln/Schäden an Weißen Wannen und die Ursachen2.1 Trennrisse im jungen Betonalter2.2 Wasser führende Trennrisse im späten Betonalter.

3. Folgerungen aus den Mängeln/Schäden

3.1 für die Objektplanung3.2 für die Tragwerksplanung3.3 für die Bauausführung

4. Offene Probleme der Planung


a) b)

„Schwarze Wanne“ „Weiße Wanne“, nach Lohmeyer


Weiße Wanne:

Ein mit Bezug auf die jeweils geschuldete Verwendungs-und/oder Beschaffenheitsvereinbarung genügend Wasser undurchlässiges Bauwerk oder Bauteil aus Stahlbeton

für Tunnel (Innen- Außenschalen),Tröge, Docks, Schleusen, Schlitz-und Bohrpfahlwände usw.

für Untergeschosse mit der Nutzung als:Garagen, Lagerräume für unterschiedlichste Lagergüter mit Bezug auf den Feuchteschutz, Technikräume, Wohn- und Büroräume usw.

zu Regelwerken:Es gibt in Deutschland zur Zeit kein einheitliches Regelwerk. Eine entsprechende Richtlinie des DAfStb ist seit „ Jahren in Arbeit“.

Auszug: ZTV-(Kunstbauten), -(Tunnel), -(Wasserbauten) usw.DBV-Merkblätter, DS 804,853 (Bahn AG), DAfStb Heft 400


Trennrisse und Zwangskräfte in Wändeninfolge Hydratationswärme nach Falkner

Temperatur und Spannungsverlauf imjungen Beton bei behinderterVerformung nach Springenschmidt


Einflüsse auf die Trennrissbildung aus abfliessender Hydratationswärme

Unter Berücksichtigung des Zwangsgrades und der Relaxation muss bei abschnittsweise hergestellten Betonbauteilen mit Trennrissen gerechnet werden bei

T = Tmax,neu - Tc,alt > 15 – 20 K

Leistungsbereich TragwerksplanungMit der Menge der Bewehrung lässt sich lediglich die Rissbreite beeinflussen nicht jedoch die Rissentstehung.

Leistungsbereich BauausführungTmax ist maßgebend abhängig von: der Zementmenge und –art,

der Frischbetontemperatur,der Lufttemperatur,der Bauteildicke,der Schalungsart ( Stahl oder Holz ).

Die Relaxation ist maßgebend abhängig von der Nachbehandlung.


Zeitliche Entwicklung von Zugfestigkeit und Zwangspannung im Beton (qualitativ) nach Sommer


Wasser führende Trennrisse in einer Sohlplatte infolge Hydratationswärme


Wasser führende Trennrisse in der Sohlplatte einer Tiefgarage infolge von Zwangsbeanspruchungen aus Klima, ΔT Sommer-Winter


OBJEKTPLANUNG

Beispiel für Kriterien der Beschaffenheitsvereinbarung mit Bezug auf die Dichtigkeit nach DBV-Merkblatt, ZTV-TUNNEL

Dichtigkeits-klasse

Feuchtigkeitsmerkmal Definition (Auszug)

1 vollständig trocken Keine Feuchtstelle an den Innenseiten feststellbar.

2 weitgehend trocken Vereinzelt schwache Durchfeuchtung. Ein aufgelegtes Löschpapier darf sich nicht infolge Feuchtigkeitsaufnahme verfärben.

3 kapillar durchfeuchtet Ein aufgelegtes Löschpapier verfärbt sich infolge der Feuchtigkeitsaufnahme, kein Tropfwasser.

Tabelle 1: Dichtigkeitsklassen


Klasse Kurzbezeichnung Zusatzmaßnahmen Anwendungsbeispiele

As

Sonder-

klasse

vollständig

trocken

(Dk 1)

Klimatisierung des Raumes unbedingt erforderlich.

Lager für besonders feuchtigkeitsempfindliche Güter.

A1 weitgehend trocken

(Dk 2)

Klimatisierung möglich.

Verkehrsbauwerke, Aufenthaltsräume, Lager, Hauskeller, Haustechnikräume.

A2 leicht feucht

(Dk 3)

In Sonderfällen Klimatisierung.

Garagen, Haustechnikräume, Verkehrsbauwerke.

Dk = Dichtigkeitsklasse nach DBV-Merkblatt

OBJEKTPLANUNG

Beispiel für eine Beschaffenheits- und/oder Verwendungs-vereinbarung nach der ÖBV-Richtlinie (Auszug)


OBJEKTPLANUNG

Beispiele für eine Beschaffenheits- und/oder Verwendungsvereinbarung nach der ÖBV-Richtlinie (Auszug)

Klasse Kurzbezeichnung Zusatzmaßnahmen Anwendungsbeispiele

A3 feucht, ablaufendes Wasser

Entwässerungsmaß-nahmen

Garagen (mit Zusatzmaßnahmen, z.B. Entwässerungsrinnen) etc.

A4 nass, ablaufendes Wasser

Entwässerungsmaß-nahmen

Außenschale der zweischaligen Bauweise.


TRAGWERKSPLANUNG

Nachweise für Zwangsbeanspruchungen aus Hydratationswärme (möglichst B 25)

I. II. III.

Rechnerische Nachweise für beschränkte Trenn-rissbreiten in Verbindung mit einer möglichen Selbstheilung der Risse(Dichtigkeitsklasse 2,3)

z.B.

wzul (mm) I (hw/d)

< 0,20 < 10

< 0,15 < 15

< 0,10 < 25

Rechnerische Nachweise zur Vermeidung von Trennrissen(Dichtigkeitsklasse 1)

cr = Zwangspannung

T = Temperaturdehnzahl

Ec = Elastizitätsmodul

= Relaxationsfaktor

= Behinderungsgrad

fct = Zugfestigkeit

Konstruktive Maßnahmen zur Vermeidung von Trennrissen:

(Dichtigkeitsklassen 1 – 3)

z.B.:Anordnen von genügend kleinen Betonier-abschnitten in Sohlen in Kombination mitV-förmigen Arbeitsfugen und Anordnen von Sollrissfugen in Wänden.

cr = T T Ec <

fctwcal < wzul


BAUAUSFÜHRUNG

4. U.U. nachträgliches Abdichten durch Füllen (Verpressen) von Trennrissen nach Prüfen der Dichtigkeit.

2. Wahl einer Betonrezeptur (wu-Beton) unter Berücksichtigung der Größe der Betonierabschnitte und des Fugenkonzeptes, der jeweiligen Betondicken, der Jahreszeit und Frischbetontemperaturen, der Schalungsart,

um T (Tc, neu – Tc, alt) möglichst gering zu halten.

T ist maßgeblich zu beeinflussen durch: Zementart (u.U. NW-Zement), Zementmenge < 300 – 320 kg/m³.

1. Prüfen der geschuldeten Dichtigkeitsklasse

3. Entwicklung eines Programms für die Nachbehandlung: Schutz gegen zu schnelles Abkühlen, um Relaxation des jungen Betons zu ermöglichen.


OFFENE PROBLEME

Feuchtetransport in WU-Bauteilen

Bei Bauteildicken > 20 cm findet kein Wassertransport von außen statt, Voraussetzung w/z < 0,55 („Baufeuchte beachten“)

Wassertransport im Bereich von Biegerissen noch nicht erforscht.

Wasseraufnahme und –abgabe in Betonprobekörpern nach Springenschmid/Beddoe


Aufgeständerter Fußbodennach Cziesielski

Schwimmender Estrich mit Dampfsperre nach Lohmeyer

Zum Fußbodenaufbau bei Weißen Wannen

prof. dr.-ing. klaus müller, buxtehude besondere aspekte bei der planung und ausführung wasser...

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