Bewertung der Bauwerksdruckfestigkeit nach DIN EN 13791

Prftechnik

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1 EinleitungIm Mai 2008 wurde mit der Herausgabe vonDIN EN 13791 Bewertung der Druckfestig-keit von Beton in Bauwerken oder in Bau-werksteilen [1] nach langen Diskussionenoffiziell die Mglichkeit geschaffen, die Pr-fung und Bewertung der Bauwerksdruckfes-tigkeit an die neue Normengeneration DIN

EN 206-1/DIN 1045-2 anzupassen. Die Dis-kussion umDIN EN 13791 war einerseits ge-prgt von dem Bestreben, fr das Bauen imBestand eine sichere Bewertung bestehenderBauwerke, andererseits eine zuverlssige Aus-sage fr die Bewertung bei Zweifeln an derFestigkeit gerade errichteter Bauwerke zu er-mglichen. Teile der europischen Fertigteil-

industrie hatten zudem ein sehr hohes Inter-esse an der raschen Herausgabe von DIN EN13791, um mithilfe dieser Norm eine gezielteKonformittskontrolle im Rahmen der Pro-duktion bestimmter Betonfertigteile durch-fhren zu knnen.

Die sehr unterschiedlichen Interessens-bereiche an EN 13791 fhrten im Endeffekt

Bewertung der Bauwerksdruckfestigkeitnach DIN EN 13791Ulrich Whnl, Osnabrck

Bei Umnutzungen von Bauwerken, nach Schden oder bei Zweifeln an der Bauwerksfestigkeit ist zur Bewertung der Druck-

festigkeit des Betons die im Mai 2008 erschienene DIN EN 13791 heranzuziehen, wenn eine Einordnung der Bauteilfestig-

keit in situ nach den aktuellen Regelwerken erfolgen soll. DIN EN 13791 beschreibt im Wesentlichen die Bewertung der

Bauwerksdruckfestigkeit mithilfe der Bohrkernentnahme. Alternativ werden indirekte Methoden benannt, die eine Kop-

pelung zerstrungsfreier Methoden mit der Bohrkernentnahme ermglichen. In einem nationalen Anhang wird die bisher

in Deutschland bliche Bewertung durch den Nachweis mit dem Rckprallhammer ohne ergnzende Bohrkernprfung ge-

regelt. Zustzlich erlaubt die Norm Mglichkeiten der Prfung mit weniger als drei Bohrkernen in eng begrenzten Prfbe-

reichen. Da fr die Bewertung der Bauwerksdruckfestigkeit der Sicherheitsaspekt eine groe Rolle spielt, sind die Sicher-

heitsbeiwerte zu den ermittelten Prfwerten hoch, sie knnen sich bei ungengender Planung der Bewertungsverfahren

u. U. unverhltnismig negativ auswirken. Der Beitrag gibt einen berblick ber mgliche Verfahren der Bewertung und

Risiken bei unsachgemer Anwendung der Norm.

Der Autor:Dr.-Ing. Ulrich Whnl studierte Bauingenieurwe-sen an der Staatlichen Technischen Universittfr Bauwesen Moskau (ehem. MISI) mit der Ver-tiefungsrichtung Baustofftechnologie und pro-movierte 1979 zur Rheologie des Betons bei derVakuumverdichtung. Nach mehrjhriger Lehr-ttigkeit an der Universitt E. Mondlane in Ma-puto, Moambique, war er von 1984 bis 1997fr die Baustoffentwicklung, -prfung und-berwachung sowie die Bearbeitung von Scha-densfllen in einem Transportbetonunterneh-men in Osnabrck zustndig. Seit 1997 ist UlrichWhnl selbststndig bundesweit als ffentlichbestellter und vereidigter Sachverstndiger inden Bereichen Beton und Mauerwerk ttig. ber25 Jahre wirkte er in verschiedenen europi-schen und deutschen Normungsgremien, u.a.bei der Erarbeitung von DIN 13791, fr die er dieArbeitsgruppe zum nationalen Anhang koordi-nierte.Bild 1: Bohrkernentnahme an der Laufbahn eines Klrwerkbeckens

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zu zeitraubenden Diskussionen, beispielswei-se um die Anzahl notwendiger Probekrper,die Prfbeiwerte oder den Bereich der Nut-zung bzw. des Ausschlusses bei der Konfor-mittskontrolle in der Betonherstellung. Ins-besondere bei der Verwendung von Ortbetonsollte verhindert werden, die Norm zur Be-wertung der Bauwerksdruckfestigkeit zu einerKonformittskontrolle zu missbrauchen. ImErgebnis stellt sich eine Norm dar, die zursinnvollen Bewertung der Bauwerksdruckfes-tigkeit eine sorgfltige Planung der Bewer-tungsgrundlagen, z.B. der Anzahl der zu ent-nehmenden Bohrkerne, erfordert. AlsGrundlage fr die Bewertung der Bauwerks-druckfestigkeit dient in DIN EN 13791 dieam Bohrkern bestimmte Druckfestigkeit, dieunter Umstnden mit indirekten Methoden beschrieben sind Rckprallhammerprfun-gen, Ultraschall- und Ausziehprfungen kombiniert werden knnen.

100 mm angestrebt, das Verhltnis Lnge zuDicke sollte 1 sein. Wird ein solcher Bohr-kern waagerecht entnommen, kann das dar-aus gewonnene Prfergebnis mit dem einerWrfelprfung nach Norm verglichen wer-den. Bei geringeren Bohrkerndurchmessernerhht sich die Schwankungsbreite der Pr-fergebnisse, u.a. aufgrund des verndertenGrenverhltnisses der Gesteinskrnung imPrfkrper zur Prfkrpergre. Die Prfer-gebnisse aus Bohrkernen mit einem Durch-messer von 50 mm werden deshalb zur Be-rechnung der Bauwerksdruckfestigkeit um10% reduziert.

Umfangreiche frhere Untersuchungen[2] haben ergeben, dass die Summe der Ein-flsse auf den Betoniervorgang und die Bau-werksbedingungen eine Reduzierung der An-forderungen an die Bauwerksdruckfestigkeitum 15% gegenber der Normdruckfestigkeitzulassen. Dies wird in Tabelle 1 von DIN EN13791 bercksichtigt, in der die charakteristi-sche Mindestdruckfestigkeit von Bauwerks-beton der jeweiligen Druckfestigkeitsklassenangegeben wird. Das darin definierte Verhlt-nis der Druckfestigkeit von Bauwerksbetonzur charakteristischen Druckfestigkeit ge-normter Probekrper gilt fr jedes Alter desBetons.

Eine schematische Darstellung der zu er-wartenden Druckfestigkeiten enthlt Bild 3.

3 Prinzip und Anwendbarkeit vonDIN EN 13791Die Druckfestigkeit wird grundstzlich an-hand von Bohrkernen bewertet, wobei es zu-stzlich Korrelationen zu indirekten imWesentlichen zerstrungsfreien Prfverfah-ren geben kann. Fr die indirekten Verfahrensind nach europischer Auffassung Bezugs-kurven zu erstellen; allerdings erlaubt der na-tionale Anhang die bisher in Deutschlandgern praktizierte Mglichkeit der Bewertungdes Bauwerksbetons durch die Rckprall-hammerprfung ohne Korrelation mit Bohr-kernen. Auch die bisher bliche Bezugsgera-de W wurde in den nationalen Anhang auf-genommen, um Beziehungen zwischen indi-rekten Prfmethoden und der Normdruckfe-stigkeit an Wrfelprfungen aufstellen zuknnen.

Die nach DIN EN 12504-1 [4] entnom-menen Bohrkerne dienen der Bewertung ei-

2 Verhltnis Norm- undBauwerksdruckfestigkeitDie Materialeigenschaft Druckfestigkeitdes Betons wird in der Planung und der Be-wertung der Tragfhigkeit von Bauwerkenund Bauteilen zunchst auf der Grundlagevon normativ festgelegten Bedingungen wiePrfkrpergre, Herstell- und Lagerungs-bedingungen usw. definiert. Daraus lsst sicheine Klassifizierung in Druckfestigkeitsklas-sen relativ einfach angeben. Bei der Prfungder Betondruckfestigkeit im Bauwerk kom-men erschwerende Bedingungen hinzu, dieErgebnisse werden von zahlreichen Faktorenbeeinflusst. So ist einerseits der Zuwachs derBetondruckfestigkeit im Laufe der Zeit durchAlterung und Nachbehandlung zu berck-sichtigen, andererseits knnen sich die Ein-baubedingungen oder die sptere Nutzung re-duzierend auf die Bauwerksdruckfestigkeitauswirken.

Weitere Einfluss-faktoren ergeben sichaus den bei derBohrkernentnahme(Bild 1) vorliegendenBetoncharakteristika,die im Wesentlichenin Tafel 1 zusam-mengefasst sind.Bild 2 zeigt einenSchnitt durch eineBetonwand, in derder Beton beim Ein-bau sedimentierte.Bei der Bohrkern-entnahme sind zwi-schen dem oberenund dem unterenBereich unterschied-liche Prfwerte zuerwarten.

Bohrkerngestaltund -mae wirkensich unter Umstn-den stark auf diePrfergebnisse aus.Wegen der gutenVergleichbarkeit mitder Normdruckfe-stigkeit wird zurEntnahme ein Bohr-kerndurchmesser von

Bild 2: Sgeschnitt durch eine Wand mit sedi-mentiertem Beton

Faktor Auswirkung

Feuchtegehalt der Bohrkerne Reduzierung des Prfergebnisses, wenn wassergetrnkte Bohr-kerne geprft werden, um ca. 8% bis 12%

Porositt/Rohdichte Reduzierung des Prfergebnisses mit steigender Porositt, je 1%Porenvolumen um etwa 5% bis 8%

PrfrichtungBei Prfrichtung des Bohrkerns in Betonierrichtung kann das Prf-ergebnis bis 8% hher sein als bei waagerechter Prfrichtung,abhngig von dem Sedimentationsverhalten des Frischbetons

Lunker/Fehlstellen Reduzierung des Prfergebnisses je nach Hufigkeit und Greder Fehlstellen

Entnahmeort der BohrkerneReduzierung des Prfergebnisses durch Entnahme der Kerne inoberen Wandbereichen oder unter Ansammlungen von Beweh-rung

Tafel 1: Materialbedingte Einflussfaktoren auf das Ergebnis der Bohrkernprfung

Bild 3: Schematische Darstellung der bei unterschiedlicher Herange-hensweise zu erwartenden Druckfestigkeiten [3]

Eine Frischbetoncharge Genormte Prfkrper

Normdruck-festigkeit Zylinder

Normdruck-festigkeit Wrfel

Geschtzte Bauwerks-druckfestigkeit

Bohrkerndruck-festigkeit (h/d = 1)

Bauwerk

(Zahlenangaben in N/mm2)

26 =^ 26

30 25

28 =^ 28



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nes jeweiligen Prfbereichs, der aus einemoder mehreren Bauwerksteilen (oder Fertig-teilen) bestehen kann. Fr diesen Prfbereichwird vorausgesetzt, dass der Beton aus dersel-ben Grundgesamtheit stammt. Letzteres istfr die Planung der Anzahl der zu bewerten-den Prfbereiche und somit der Anzahl dernotwendigen Bohrkerne bedeutsam.

DIN EN 13791 kommt prinzipiell fr dreiAnforderungsflle zur Anwendung:" Zur Bewertung unbekannter Bauwerke

oder Bauteile, die umgenutzt oder umge-baut werden sollen, oder an denen einSchaden eingetreten ist (z.B. Feuer, me-chanische oder chemische Einwirkungen).

" Bei Zweifeln an der Bauwerksdruckfe-stigkeit, z.B. nach negativen Ergebnissender Konformitts- oder Annahmeprfun-gen, bei mangelhafter Bauausfhrungoder wenn whrend der Errichtung desBauwerks die Druckfestigkeit des Bau-werksbetons bewertet werden muss.

" Zur Konformittsbewertung bei Fertig-teilen, wenn die Produktnorm dies vor-sieht.

Um fr die Bewertung unbekannter Bauwer-ke oder Bauteile eine mglichst hohe statisti-sche Zuverlssigkeit zu erlangen, wurde inDIN EN 13791 festgelegt, so viele Bohrker-ne zu entnehmen, wie zweckmigerweisemglich ist. Auf der Grundlage der auch frDIN EN 206-1 herangezogenen statistischenAusarbeitungen von Taerwe [5] wurde des-halb fr solche Prfungen eine Verfahrens-weise mit mindestens 15 Bohrkernen favori-siert, die als Ansatz A in DIN EN 13791 be-schrieben wird.

Nicht immer ist die Entnahme einer sohohen Anzahl von Bohrkernen sinnvoll. Des-halb kann in diesen Fllen Ansatz B ange-wandt werden, der die Bewertung anhand vondrei bis 14 Bohrkernen beschreibt. Die wegender geringeren Anzahl der Bohrkerne ebensogeringere statistische Zuverlssigkeit der Be-wertung muss dann allerdings mit einemhherenWert k hnlich einem Vorhaltema ausgeglichen werden.

Neben der Be-wertung der Druck-festigkeit des Betonsim Bauwerk anBohrkernen drfennach DIN EN13791 auch indirekteMethoden ange-wandt werden ent-weder einzeln (nurnach deutschem na-tionalen Anhang)oder kombiniert mitBohrkernergebnissenbzw. mit Ergeb-nissen anderer indi-rekter Prfungen.Als indirekte Prf-verfahren sind Rck-prallhammerprfun-gen sowie Ultra-schall- und Auszieh-prfungen angege-ben. Bei der Prfung

nach einem indirekten Verfahren wird nichtdie Druckfestigkeit, sondern eine anderephysikalische Messgre ermittelt. Daher istes notwendig, eine Beziehung zwischen denErgebnissen der indirekten Prfungen undder Druckfestigkeit von Bohrkernen anzu-wenden.

Die europische Herangehensweise an dieBewertung der Bauwerksdruckfestigkeit wirddurch den nationalen Anhang in Deutschlandmodifiziert. Einerseits wird hier die unsiche-re Methode der Bewertung durch die Rck-prallhammerprfung favorisiert, andererseitswird die Bewertung strittigen Betons mit ne-gativem Konformittsergebnis durch die vielstrengere Prfung mit drei bis 14 Bohrkernenfreigegeben. Die Folge davon ist, dass inZweifelsfllen und der Anwendung des An-satzes B Betone im Grenzbereich oft in nied-

rigere Druckfestigkeitsklassen eingeordnetwerden mssen bzw. ein Nachweis der erfor-derlichen Werte nicht gelingt. Das Prinzipder Normanwendung in Deutschland ist inDIN EN 13791 in dem Flussdiagramm mitinformativem Charakter dargestellt (Bild 4).Die generelle Vorgehensweise bei Zweifelnan der Bauwerksfestigkeit ist in Abschnitt 9von DIN EN 13791 beschrieben.

Um verwertbare Ergebnisse der Bohr-kernprfungen zu erzielen, ist es deshalb not-wendig, vor der Entnahme die Gegebenhei-ten zu prfen, um die anzuwendende Metho-de auszuwhlen. Neben den Anstzen A undB beschreibt Abschnitt 9 von DIN EN 13791eine bei Zweifeln an der Konformitt des Be-tons, z.B. bei zu geringen Ergebnissen derAnnahmeprfung, anzuwendende Bewer-tungsmethode, nach der entweder wenigstens15 Bohrkernergebnisse vorliegen oder derstrittige Bereich durch eine indirekte Metho-de groflchig geprft und dann anhand vonzwei Bohrkernen bewertet wird. Bei sehr klei-nen Chargen werden lediglich zwei Bohrker-ne geprft.

Fr die Betonfertigteilindustrie ergibt sichaus dem Wortlaut in DIN EN 13791, dassmithilfe von indirekten Prfmethoden auchdie Konformitt der Betonfertigteile bewertetwerden kann, wenn die entsprechende Pro-duktnorm dies erlaubt. So ist es z.B. beimEinsatz steifer Betone wegen mglichergroer Prfstreuungen sinnvoll, zur Konfor-mittskontrolle nicht Wrfel herzustellenund zu prfen, sondern an den FertigteilenKorrelationen zwischen indirekten Prfver-fahren und Bohrkernprfungen herzustellen,die dann laufend durch Anwendung der zer-strungsfreien Prfungen Aussagen zur Be-tonqualitt im Fertigteil ergeben. Im Gegen-satz dazu erlaubt DIN EN 13791 dies fr dieKonformittskontrolle von Transportbetonnicht.

Tafel 2: Beispielrechnung Bohrkernprfung nach Ansatz A

Bohrkern Druckfestigkeit [N/mm] Bewertung

1 44Mittelwert fm(n), is = 42 N/mm

Standardabweichung

s = 2,41 N/mm

fck, is = 42 1,48 2,41

= 38,5 N/mm

fis, niedrigst + 4 = 43 N/mm

Geschtzte Bauwerksdruck-

festigkeit fck, is = 38,5 N/mm

entsprechend C35/45

2 43

3 40

4 45

5 46

6 44

7 42

8 45

9 43

10 40

11 39

12 45

13 40

14 39

15 41

Bild 4: Prinzip der Normanwendung in Deutschland nach DIN EN 13791

Anwendung von DIN EN 13791

Konformitt von Bauteilen,nach jeweiliger Produkt-norm, z. B. Fertigteile

2 Bohrkerne mitoder ohne indirekteMethoden beibegrenzten Mengen

Bewertung von Tragwerken wegen Umbaus oder nach Schadenseintritt,nach negativen Ergebnissen der Konformitts- oder Annahmeprfungen,bei mangelhafter Bauausfhrung oder Zweifeln an der Bauwerksfestigkeit

Bohrkern-entnahme Kalibrierte indirekte Methoden

Kalibrierung indirekterMethoden nachAlternative 1 oderAlternative 2

Konformittsbewertung

Bestimmung der Bauwerksdruckfestigkeit

Kalibrierungindirekter Methodennach Alternative 1oder Alternative 2

Weitere Untersuchungnach der aufgestelltenBeziehung und Bewertung

15 oder mehr Bohr-kerne nach Ansatz A

3 bis 14 Bohrkernenach Ansatz B

Rckprall-hammer-prfung

KalibrierungindirekterMethoden(Bezugsgerade W)



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4 Bewertung anhand vonBohrkernprfungen4.1 Ansatz A (ab 15 Bohrkerne)Die geschtzte charakteristische Druckfestig-keit des Prfbereichs ist die niedrigere ausden beiden Werten

fck, is = fm(n), is 1,48 s

oder

fck, is = fis, niedrigst + 4

Dabei bedeuten:fck, is geschtzte charakteristische Druck-

festigkeit des Prfbereichsfm(n), is Mittelwert der Prfwertes Standardabweichung der Prfwerte

(mindestens 2 N/mm)fis, niedrigst kleinster Einzelwert der Prfergeb-

nisse

Als Beispiel fr die Abschtzung der Bau-werksdruckfestigkeit einer Sttzwand, derenBelastung durch einen oberhalb zu errichten-den Anbau gendert werden sollte, sind inTafel 2 die Prfwerte von 15 Bohrkernen an-gegeben.

4.2 Ansatz B (drei bis 14 Bohrkerne)Wenn drei bis 14 Bohrkerne an weniger um-fangreichen Bauwerken geprft werden, wirdAnsatz B angewandt. Dabei wird wegen dergeringeren statistischen Sicherheit durch we-niger Prfwerte nicht eine Standardabwei-chung zur Berechnung der charakteristischenDruckfestigkeit herangezogen, sondern eswird ein Korrekturwert k bercksichtigt. Diegeschtzte charakteristische Druckfestigkeitdes Prfbereichs ist dann die niedrigere ausden beiden Werten

fck, is = fm(n), is k

und

fck, is = fis, niedrigst + 4

Der Korrekturwert k ist abhngig von derAnzahl der Bohrkerne (Tafel 3).

4.3 Bewertung nach Abschnitt 9 von DINEN 13791Bei Zweifeln an der Bauwerksdruckfestigkeit also nach Nichtbestehen der Konformitts-kontrolle, der Annahmeprfungen des einge-bauten Betons oder bei mangelhafter Bauaus-fhrung wird in DIN EN 13791, Abschnitt9, die Mglichkeit eingerumt, Rckprall-hammerprfungen in Kombination mit zweiBohrkernen zu bewerten. Dies ist Ausdruck

der konsequenten Weiterfhrung von Ma-nahmen, die in DIN EN 206-1/DIN 1045-2,Abschnitt 8.4, bei Nichtkonformitt des Be-tons gefordert werden. Im Unterschied zurBewertung eines vllig unbekannten, lterenoder z.B. durch Brand geschdigten Bauteilsgeht man bei der Bewertung nach Abschnitt9 bei krzlich eingebautem Beton davon aus,dass eine Reihe von Daten aus der Betonher-stellung vorliegen, die eine relativ einfachePrfung und Bewertung des Bauteils ermg-lichen, ohne den ansonsten hohen k-Wert an-wenden zu mssen.

Ziel dieses Ansatzes ist die Bewertung derStandfestigkeit des Bauwerks. Dazu gibt esdrei Mglichkeiten:" Ist der Mangel nicht genau zu lokalisie-

ren, werden ber den Prfbereich verteiltmindestens 15 Bohrkerne gezogen, derenMittelwert der Druckfestigkeitsprfungwie nach Ansatz A bewertet wird. Damitwird die gleiche Zuverlssigkeit der Er-

gebnisse erreicht wie bei unbekanntenBauteilen.

" Lsst sich ungefhr feststellen, wo einnicht konformer Beton eingebaut oderein Mangel verursacht wurde, werden aneiner begrenzten Flche oder Betonmen-ge wenigstens 15 Rckprallhammerpr-fungen ausgefhrt. An dem Messbereichmit den niedrigsten Prfwerten werdenzwei Bohrkerne gezogen und auf Druck-festigkeit geprft, siehe Bild 5.

" Ist der zu prfende Bereich sehr klein,drfen an zwei Stellen Bohrkerne ent-nommen werden, deren Lage aus Erfah-rung gewhlt wird, siehe Bild 6.

Die beiden letztgenannten Mglichkeiten be-drfen der Vereinbarung zwischen den Ver-tragsparteien. Sie nutzen die bei der Errich-tung eines Bauwerks vorliegenden Kenntnis-se ber den verwendeten Beton aus, sodasseine Kommunikation zwischen den Beteilig-ten notwendig wird. Wegen der Eingrenzung

Tafel 3: k-Werte zur Berechnung bei drei bis14 Bohrkernen

Anzahl der Prfwerte n Korrekturwert k

10 bis 14 5

7 bis 9 6

3 bis 6 7

Bild 5: Eingrenzung der Bauwerksdruckfestigkeit durch Rckprallhammerprfungen und Bohr-kernentnahme an der Stelle der geringsten Prfwerte

Geringste Rckprallhammerwerte

fis, niedrigst ! 0,85 (fck 4)

Tafel 4: Mindestanforderungen an Prfergebnisse fm(n), is von n Bohrkernen

Druckfestigkeits-klasse DIN EN 206-1

Anforderung an fm(n), is bei der Anzahl n der Bohrkerne [N/mm]

3 bis 6 7 bis 9 10 bis 14 151)

Berechnung nach: fm(3), is = fck, is + 7 fm(7), is = fck, is + 6 fm(10), is = fck, is + 5 fm(15), is = fck, is + 3

C16/20 24 23 22 20

C20/25 28 27 26 24

C25/30 32,5 31,5 30,5 28,5

C30/37 38,5 37,5 36,5 34,5

C35/45 45 44 43 41

C40/50 49,5 48,5 47,5 45,5

1) Bei s = 2 N/mm und fck, is = fis, niedrigst + 4 grer fck, is = fm(n), is 1,48 s

Bei grerer Standardabweichung muss der Mittelwert entsprechend hher sein, vgl. Beispiel inTafel 2.



Prftechnik

beton [4/2009] 135

der Flchen findet das in DIN EN 206-1/DIN 1045-2 angegebene Einzelwertkrite-rium Anwendung. Entspricht der Mittelwertaus beiden Bohrkernen der Druckfestigkeit

fis, niedrigst 0,85 (fck 4),

so kann analog zur Konformittsbetrachtungin DIN EN 206-1/DIN 1045-2 von der Er-fllung der Druckfestigkeitsanforderungen andas Bauwerk ausgegangen werden.

Fr die Ergebnisse einer eingehendenPrfung mit dem Rckprallhammer nachAbschnitt 9 in [1] ist nicht immer deren ab-solute Hhe notwendig, sondern die Lokali-sierung des Bereichs der kleinsten Werte. DieBewertung selbst erfolgt anhand der Prf-ergebnisse der Bohrkerne.

Bei der Prfung von zwei Bohrkernen, frdie wegen der geringen Abmae des Bauteilskeine umfassende indirekte Prfung mglichist, sollten zwei unterschiedliche Bohrstellengewhlt werden. Der hinzugezogene Sach-verstndige muss ggf. entscheiden, ob dieBohrkerne durchaus auch hintereinander lie-gend aus einer Bohrstelle stammen drfen.

4.5 Schtzung derBauwerksdruckfestigkeitDie aus den Anstzen A oder B gewonnenegeschtzte Bauwerksdruckfestigkeit fck, is wirdmit der Anforderung aus Tabelle 1 in DINEN 13791 verglichen. Darin sind die Anfor-derungen an die jeweiligen Druckfestigkeits-klassen nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2angegeben. Diese errechnen sich aus derGleichung

fck, is = 0,85 fck, cube

In Tafel 4 sind die Anforderungen an die beiBohrkernprfungen zu erreichenden Mittel-werte fr die jeweilige Druckfestigkeitsklassenach DIN EN 206-1 unter Bercksichtigungder Anforderungen aus DIN EN 13791, Ta-

belle 1, dargestellt. Daraus wird deutlich, dassallein durch die Anzahl der ProbekrperAnforderungsdifferenzen von 4 N/mm jeDruckfestigkeitsklasse auftreten und dass dieMittelwerte bei geringerer Prfkrperanzahlhher liegen mssen als die charakteristischeFestigkeit der jeweiligen Druckfestigkeits-klasse. Fr die Bewertung mit mehr als 15Bohrkernen wurde der Idealfall einer niedri-gen Standardabweichung angenommen. Fallssich aus der Festigkeitsverteilung der Kerne

eine zu hohe Standardabweichung ergibt,kann u. U. eine getrennte Betrachtung derBauteile sinnvoll werden.

5 Indirekte Prfverfahren5.1 Prfung mit dem RckprallhammerFr die Prfung mit dem Rckprallhammersteht im nationalen Anhang Tabelle NA2 zurVerfgung, deren Werte auf frheren Erfah-rungen nach DIN 1048 beruhen und die aufdie Druckfestigkeitsklassen nach DIN EN

Bild 6: Auswahl von Bohrkernentnahmestel-len an eng begrenzten Flchen aus Erfahrung

fis, niedrigst ! 0,85 (fck 4)

Tafel 5: Beispielhaft ausgeflltes VDB-Formblatt zur Bewertung der Bauwerksdruckfestigkeit beiPrfung mit Rckprallhammer

AnlageGutachtenAngaben zum Bauteil:

Bauwerk/Baustelle:

Bauteil:

Druckfestigkeitsklasse (Soll): C25/30Alter des Bauteils:Prfgert:

berprfung am Prfamboss:

1zur Bewertung der Bauwerksdruckfestigkeit

CKM-Krankenhaus

Prfdatum:

Istwert: 79 Sollwert: 80 2

Sttzwand

ca. 1 Jahr07.11.2007Herstelldatum:

Schmidt-Hammer

12.11.2008

1110987654321Prfwerte:Messstelle 1, Schlagrichtungggf. Korrekturwert aus Schlagrichtg.ggf. korrigierter Prfwert:Prfwerte, geordnet nach der Gre:Median:Messstelle 2, Schlagrichtungggf. Korrekturwert aus Schlagrichtg.ggf. korrigierter Prfwert:Prfwerte, geordnet nach der Gre:Median:Messstelle 3, Schlagrichtungggf. Korrekturwert aus Schlagrichtg.ggf. korrigierter Prfwert:Prfwerte, geordnet nach der Gre:Median:Messstelle 4, Schlagrichtungggf. Korrekturwert aus Schlagrichtg.ggf. korrigierter Prfwert:Prfwerte, geordnet nach der Gre:Median:Messstelle 5, Schlagrichtungggf. Korrekturwert aus Schlagrichtg.ggf. korrigierter Prfwert:Prfwerte, geordnet nach der Gre:Median:Messstelle 6, Schlagrichtungggf. Korrekturwert aus Schlagrichtg.ggf. korrigierter Prfwert:Prfwerte, geordnet nach der Gre:Median:Messstelle 7, Schlagrichtungggf. Korrekturwert aus Schlagrichtg.ggf. korrigierter Prfwert:Prfwerte, geordnet nach der Gre:Median:Messstelle 8, Schlagrichtungggf. Korrekturwert aus Schlagrichtg.ggf. korrigierter Prfwert:Prfwerte, geordnet nach der Gre:Median:Messstelle 9, Schlagrichtungggf. Korrekturwert aus Schlagrichtg.ggf. korrigierter Prfwert:Prfwerte, geordnet nach der Gre:Median:Bemerkungen:

Mediane bei 9 Messpunkten:Median der 9 Messpunkte:Mediane bei 11 Messpunkten:Median der 11 Messpunkte:Druckfestigkeitsklasse:

Datum: Ort: Unterschrift:

C30/37

42 39 39 40 37 41 39 41 4140

38 37 39 35 36 42 37 40 35

35 35 36 37 37 38 39 40 42

42 40 39 35 30 42 42 43 41

30 35 39 40 41 42 42 42 43

37 39 39 38 40 38 39 40 41

37 38 38 39 39 39 40 40 41

45 38 42 40 43 39 39 46 41

38 39 39 40 41 42 43 45 46

41 44 36 39 36 42 44 41 38

36 36 38 39 41 41 42 44 44

44 45 39 42 42 42 43 46 41

39 41 42 42 42 43 44 45 46

38 42 38 45 45 44 39 38 37

37 38 38 38 39 42 44 45 45

45 45 37 35 36 39 39 43 41

35 36 37 39 39 41 43 45 45

40 41 36 35 39 40 43 41 41

35 36 39 40 40 41 41 41 43

42

39

39

40

37

9 11

9 11

9 11

9 11

9 11

41

39

41

41

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9 11

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9 11

12. 11. 2008 Osnabrck Mller



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206-1 umgerechnet wurden. Rckprallham-merprfungen ohne Bezug zu Bohrkernenweisen eine geringere Zuverlssigkeit auf. Soknnen z.B. Prfwerte im Grenzbereich einegeringe Einstufung des Betons ergeben. Diein DIN EN 12504-2 [6] erluterten Ein-schrnkungen der Anwendbarkeit sind zu be-achten. So wird dort angemerkt, dass das Ver-fahren fr den Nachweis der Gleichmigkeitvon Ortbeton verwendet werden kann, es je-doch nicht als Alternative zur Bohrkernpr-fung gilt.

Bei der Anwendung des Rckprallham-mers ist auerdem zu beachten, dass der Zu-stand der Betonrandzone und damit dieHhe der Prfwerte stark vom Hydratati-onszustand der verwendeten Zemente ab-hngt. Langsam erhrtende Betone ergebenin der Regel im jungen Alter von wenigenWochen weit niedrigere Prfwerte als schnellerhrtende. Stark carbonatisierte Betonrand-zonen lterer Betone sind hrter als nicht car-bonatisierter Beton, weshalb dafr die An-wendung des Rckprallhammers nicht geeig-net ist.

Die Prfung der Rckprallzahl erfolgtnach DIN EN 12504-2. Gegenber derfrheren Prfvorschrift DIN 1048-2 werdendie Ablesewerte nicht zu einem Mittelwert,sondern zum Median (Zentralwert) zusam-mengefasst. Bei einer Stichprobe ist der Me-dian definiert als jener Messwert, bei dem je-weils die eine Hlfte der Messungen kleineroder gleich und die andere Hlfte grer odergleich diesem Wert ist. Er ist der Wert, beidem die Summe der absoluten Abweichun-gen von ihm minimal ist. Dies hat den Vor-teil, gegen Ausreier von vorneherein resi-stent zu sein, d.h., sie aussortieren zu knnen.Zur einfachen Berechnung des Medians wur-den neun Ablesungen als Mindestanzahl fest-gelegt. Durch die ungerade Zahl wird einfachder mittlere der Werte ausgewhlt, nachdemdiese der Gre nach geordnet worden sind.

Bei einer geraden Anzahl von Messungengibt es allein kein mittleres Element, sondern

zwei. Hier kann in einfacher Weise aus denbeiden in der Mitte liegenden Werten einMedian der Stichprobe durch Mittelwertbil-dung errechnet werden.

Tafel 5 gibt ein beispielhaft ausgeflltesFormblatt wieder, das im Zuge der Anpas-sung der Formbltter an die neue Normenge-neration DIN EN 206-1/DIN 1045-2 in derVDB-Arbeitsgruppe Formbltter berar-beitet wurde.

5.2 Direkter Vergleich mit Bohrkernen(Wahlmglichkeit 1)Fr die Bewertung der Druckfestigkeit vonBauwerksbeton stehen zwei alternative Ver-fahren zur Verfgung. Beim direkten Ver-gleich der indirekten Prfungen mit Bohrker-nen (Wahlmglichkeit 1) werden Verfahrenbeschrieben, die auf einer allgemeinenGrundlage fr die Bewertung der Druckfe-stigkeit von Bauwerksbeton anwendbar sind,wenn fr den zu untersuchenden Beton einespezielle Beziehung zwischen der Druckfes-tigkeit des Bauwerksbetons und dem nach

diesem indirekten Verfahren erhaltenen Er-gebnis aufgestellt wird. Auf der Grundlagevieler indirekter Prfungen und Bohrkern-prfungen wird bei weiteren indirekten Pr-fungen durch eine Regression der Wertepaareauf die Prfergebnisse an Bohrkernen ge-schlossen. Dieses Verfahren bietet sich fr dieKonformittskontrolle an Fertigteilen an. Frdie Bewertung der Bauwerksdruckfestigkeitist die Anzahl der ntigen Wertepaare sehrhoch. Es werden mindestens 18 Prfergeb-nispaare aus Bohrkernprfungen und indirek-ten Prfungen bentigt, um die Beziehungzwischen der Druckfestigkeit und dem mitdem indirekten Verfahren erzielten Prf-ergebnis zu bestimmen.

5.3 Kalibrierung an Bohrkernen(Wahlmglichkeit 2)Mit der Wahlmglichkeit 2 aus DIN EN13791 ist es wegen der geringeren Anzahl anWertepaaren (mindestens neun) relativ ein-fach, zur Bewertung der Druckfestigkeit vonBauwerksbeton in einem eingeschrnktenDruckfestigkeitsbereich eine Beziehung, d. h.eine Bezugskurve, aufzustellen:

An mindestens neun Messstellen wird einindirektes Prfverfahren (hier als BeispielRckprallhammerprfungen) eingesetzt, vondenselben Messstellen werden Bohrkerne ge-zogen und auf Druckfestigkeit geprft. Ausder Differenz der Messergebnisse werden derMittelwert und die Standardabweichung be-rechnet, woraus sich eine Verschiebung der inder Norm [1] vorgegebenen Kurve ergibt. Dieneu aufgestellte Kurve dient nun als Grund-lage fr die Umrechnung (Abschtzung) derBauwerksdruckfestigkeit anhand weitererPrfungen mit dem Rckprallhammer. Tafel6 enthlt eine Beispielauswertung einer Kali-brierung.

Der zur Berechnung der Verschiebungverwendete Faktor k1 ist von der Anzahl derWertepaare abhngig und aus Tabelle 3 inDIN EN 13791 zu entnehmen (k1 = 1,62 frzehn Wertepaare). Nach Erhalt der in Tafel 5gegebenen Werte kann die in DIN EN13791, Bild 2, enthaltene Bezugskurve um

Lfd. Nr. Rckprallwert R[Skalenteile]

Druckfestigkeitaus RfR

[N/mm]

Druckfestigkeitaus Bohrkern

fis[N/mm]

Differenzf = fis fR[N/mm]

1 37 30 40 10

2 44 43 51 8

3 27 12 30 18

4 30 16 36 20

5 49 46 51 5

6 41 37 50 13

7 28 15 34 19

8 27 14 30 16

9 39 33 45 12

10 25 9 28 19

Mittelwert fm(10) 14

Standardabweichung s 5,2

Betrag der Verschiebung f = fm(10) k1 s 5,6

Tafel 6: Beispielrechnung zur Aufstellung einer Bezugskurve durch Rckprallhammerprfungen

Bild 7: Kombination der Bohrkernentnahme mit indirekten Methoden nach Mglichkeit 2, Ver-schiebung der Bezugsgeraden

10

1

0

10

20

30

40

50

60

20 25 30 35 40 45 50 55

Rckprallwert R [Skalenteile]

Druckfestigke

itfis[N/m

m2 ]



Prftechnik

den Betrag f verschoben werden oder eskann eine numerische Berechnung erfolgen.

Bild 7 zeigt die Verschiebung der Bezugs-geraden anhand der Werte aus Tafel 5.

5.4 Bezugsgerade WDie Bezugsgerade W wurde aus DIN 1048-4[7] in den nationalen Anhang von DIN EN13791 bernommen. Dazu wird eine Relationzwischen Rckprallhammerwerten und imLabor hergestellten Probewrfeln des zu pr-fenden Betons aufgestellt. Das Verfahren istnur anwendbar, wenn z.B. im Rahmen einesgreren Bauvorhabens aus den betreffendenBetonen Wrfel hergestellt und gleichzeitigRckprallhammerprfungen durchgefhrtwerden knnen. Fr die Bewertung bestehen-der Bauwerke ist es nicht geeignet.

6 SchlussbetrachtungDIN EN 13791 bildet die Grundlage fr dieBewertung von Bauwerksbeton nach der neu-en DIN-1045-Generation. Sie bietet eineReihe von Mglichkeiten zur Bewertung derBauwerksdruckfestigkeit von Beton, einer-seits bei der Untersuchung lterer oder ge-schdigter Betonbauteile zu Zwecken desUmbaus oder der Sanierung, andererseits beiNichterreichen der Konformitt des Betonsoder bei mangelhafter Bauausfhrung. Ge-genber frheren Verfahrensweisen ist einesorgfltigere Planung der durchzufhrendenNachweise erforderlich, da nicht selten alleindie unberlegte Wahl der Probekrperanzahleine Herabstufung des Bauwerksbetons ineine niedrigere Druckfestigkeitsklasse zurFolge hat.

Literatur[1] DIN EN 13791 Bewertung der Druckfestigkeit von

Beton in Bauwerken oder in Bauwerksteilen; Aus-gabe: 2008-05

[2] Concrete core testing for strength Report of a Con-crete Society Working Party. The Concrete Society,1987

[3] prEN 13791, draft September 2001[4] DIN EN 12504-1 Prfung von Beton in Bauwerken

Teil 1: Bohrkernproben Herstellung, Untersu-chung und Prfung von Druck; Ausgabe 2000-09

[5] Taerwe, L.: A general basis fort he selection of com-pliance criteria. IABSE Proceedings P-102/86,S. 113127

[6] DIN EN 12504-2 Prfung von Beton in Bauwerken Teil 2: Zerstrungsfreie Prfung Bestimmung derRckprallzahl; Ausgabe: 2001-12

[7] DIN 1048-4 Prfverfahren fr Beton Teil 4:Bestimmung der Druckfestigkeit von Festbeton inBauwerken und Bauteilen; Anwendung von Bezugs-geraden und Auswertung mit besonderen Verfahren;Ausgabe: 1991-06



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Bewertung der Bauwerksdruckfestigkeit nach DIN EN 13791