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Fachtagung Schwimmbäder und Wellnesseinrichtungen9. bis 10. Februar 2011 in Würzburg

Die tragende

Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktion

in Schwimmbadluft und -wasser

Prof. Dr.-Ing. M. Schäper▪ Leiter der Materialprüfanstalt für Bauwesen, MPA Wiesbaden

Hochschule RheinMain▪ ö.b.u.v. Sachverständiger für Betontechnologie und Schäden an Gebäuden

Inhalt

Die THESEN zur Dauerhaftigkeit von Stahl-und Spannbeton im Hallen- und Freibad

Die Abfrage der Thesen an FALLBEISPIELEN

Die KONSEQUENZEN zur Erhaltung der Konstruktionen

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A THESEN betreffend Exposition Hallenbadluft+ in der Regel keine für Betonstahlkorrosion kritische

Luftfeuchte- aber tiefe Karbonatisierung- und gewisse Langzeit-Cl--Kontamination des Betons - und hohe Raumtemperatur

höchstes Risiko bei unvorhergesehenem STÖRWASSER

B THESEN betreffend Exposition Schwimmbadwasser+ keine Luft als Voraussetzung für Betonstahlkorrosion- gewisse Langzeit-Cl--Kontamination des Betons, die aber nur

an Luft + Nässe aktiv werden kannUndichtheiten wirken als STÖRWASSER für trockene Konstruktionsteile, gehe zurück auf A

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Die Thesen zur Dauerhaftigkeit von Stahl- und Spannbeton im Hallen- und Freibad

Erste Konsequenzen aus den Thesen:

▪ kein STÖRWASSER aus Undichtheit von Leitungen oder

von Kondensation: WARTUNG

▪ Beherrschung des Schwindens des Beckenbetons zur Vermeidung von Rissen und damit von STÖRWASSER für trockene Konstruktionsteile

▪ Keramische Beläge sind auf dies Schwinden einzustellen

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aus Czernin, W.: Zementchemie für Bauingenieure. Bauverlag GmbH, 3. Aufl., 1977

Schwindwerte von Beton (mit Z 35 F bzw. CEM 32,5 R) in ‰

DIN 1045 – 1988 DIN 1045/1 -

2001

EC 2 - 2012

t =

1.100d

(Bild 3)

10.000d

(Bild 3)

∞

(Tab 7)

Tragwerksplaner:

∞

∞ 1.100d ∞

Direkt üb. Wasser 0,003 0,009

sehr feucht 90 % 0,06 0,10 0,26

r.L. = 80 % 0,37 0,42

frei bewittert 0,18 0,25

r.L. = 70 % 0,25

Trocken, „innen“

r.L. = 50 %

0,30 0,37

0,37 0,64 0,72

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Fassung:Januar 2011

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Fassung:Januar 2011

Freibäder

Die Abfrage der Thesen an Fallbeispielen

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Freibad O in Wiesbaden Baujahr 1933, 1935 )1

MPA-Prüfzeugnisse P 169-174/V-89, P 227/V-89, P 228-2/VI-94, P 245/VII-94, P 341/X-94

Druck-festig-

keit

Karbo-natisierungs-

tiefe

Schädigung

[N/mm²] [mm]

Chloridgehalt Cl-z

[%] Bauteil

0 - 20 mm

20 - 40 mm

40 - 60 mm

60 - 80 mm

von innen 0 - 5 0,3 0,1 0,1 - tragende innere Kragarmbe-wegung korrosionsfrei

im Vertikalriss

0,5 - - -

in der Fläche 0,4 0,3 0,15 -

Korrosion bei Null-Betondeckung und Kiesnestern

Wand des Schwimmbeckens

h = 1,4 m bis 3,6 m

d = 12 cm bis 38 cm

von außen (hohe r. L.) Arbeitsfuge

zur Bodenplatte

C 30/37, vereinzelt

haufwerks-porös mit C 12/15

0 - 15

0,3 0,3 0,2 0,25 bei w > 0,4 mm starke Korrosionskerben

Rutsche 0 - 0,4 0,1 - 0,4 - - punktuelle Schäden freistehende

Stützen Umkleide 0,2 0,3 - 0,8 - - stark geschädigte Stützenfüße

talseitige Umlaufplatte, von unten frei bewittert

20 - 40

- - - - starke Bewehrungs-korrosion

in 1990 ABRISS

)1 bis 1975 „Kunststoffanstrich“ mit Wasserverlusten, 1975 Folie, ca. 1983 – 1993 erneute Wasserverluste, 1993 neue Folie

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Freibäder

Hallenschwimmbäder

Die Abfrage der Thesen an Fallbeispielen

Druckring vorgespannter Zugring

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Hallenbad Stadtwerke O Baujahr 1972

MPA-Prüfzeugnisse P 197/VII-2008, P 127/VIII-2008 und P 198/VII-2006

Druck-festig-

keit

Karbo-natisierungs-

tiefe Schädigung

[N/mm²] [mm]

Chloridgehalt Cl-z

[%]

Feuchte bei

Untersuchung Bauteil

0 - 25 mm

0 - 15 mm

15 - 30 mm

im Raumklima

im Raumklima bei zeitweiliger Nässe

Hallen-seite

47 20 - 40 - 0,3 - 0,7 0 - 0,1

20 0,1 - - Ortbeton

Außen-seite

10 - 40 - 0 - 0,1 0 - 0,1

67 5 - 15 0,1

Spannbeton-Zugring

Spritzbeton außen mit Spannstahl

5 - 10 )1 0 - 0,1 0

im Allg. trocken, aber an vielen Stellen vom Dach aus durchnässt

keine

in den Nassbereichen Betonaufbrüche über korrodierendem Betonstahl

Hallen-dach

Stahlbeton-Druckring in Dachspitze - 10 - 20 0,2 - 0,3 0 - 0,2 trocken nur bei Null-Betondeckung

-

Becken Stahlbeton-

Kinder-becken

Ortbeton -

0 (bei Durch-feuchtung) bis 40 (am Unterzug)

- 0,4 0,1 - 0,2 nass

beeinflusst von den Wasser-durchtritten

starke Betonstahl-korrosion

)1 ein 4 cm tiefer Netzriss ist an den Flächen 2 mm tief karbonatisiert

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zu schützender Spannstahl

vorh. Füllbeton

Trogplatte, Anzahl 30 Stück, Länge 19 m

Pos 02

chloriddicht, elastisch zu füllender Spaltb = 3 bis 8 mmh = 21 cm

Dachaufbau

Pos 01

chloriddichte Polymer-Zement-Beschichtung

3 bis 8 mm Spaltbreite

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Hallenbad Stadt N Baujahr 1972

MPA-Prüfzeugnisse P 110/II-03 2009 + 10 2009

Druck-festig-

keit

Karbo-natisierungs-

tiefe Bauteil

Stelle [N/mm²] [mm]

Chloridgehalt Cl-

z

[%]

Feuchte bei Untersuchung

Schädigung am Spann- bzw. Betonstahl

Aktion

1 10 - 30 mm 0,15

2 10 - 30 mm 0,17

3 10 - 30 mm 0,13

4 0 - 15 mm 0,28

Hallen-dach

Spannbeton-Trogträger

5 0 - 15 mm

sehr hoch 5 - 10

0,26

trocken (Aussinterungen

aus Bauzeit) keine

für weitere 5 Jahre CL--abgedichtet

A oben - 0,12 nass

unten 35

5 0,43 nass

starke Korrosion, massive Betonstahlkorrosion

sofort abgestützt

B oben - 1,01 etwas feucht

unten 37

15 0,15 trocken, alte Aussinterung

in Öffnungen oberflächiger Flugrost, keine Betonabplatzungen

C oben - - -

Spannbeton-Hohlplatten aus Bn450

unten 31

5 - 10 0,02 trocken

in Öffnungen oberflächiger Flugrost, keine Betonabplatzungen

oben - 0,04

Becken-umgang

Außenrand Stahlbeton-unterzug unten

- - 0,94

trocken, alte Aussinterungen

bei Null-Betondeckung Betonstahlkorrosion

(inzwischen abgestützt wegen Überlast)

)1 ein 4 cm tiefer Netzriss ist an den Flächen 2 mm tief karbonatisiert

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Freibäder

Hallenschwimmbäder

Aufdachen von keramischen Fliesen

Die Abfrage der Thesen an Fallbeispielen

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Mögliche Ursachen für das „Aufdachen“ von Fliesen im Verbund zu flexiblen mineralischen Dichtungsschlämmen:

• Schwinden des Untergrunds (auch Re- Quellen)

• Gefälleestrich als Verlegegrund wird bei nur einer Fehlstelle hinterläufig!

• flexible MDS bei Fliesenbelegung empfindlich bei nachträg-licher Hinterfeuchtung?

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Belegung des nackten Betons mit keramischen und anderen Belägen oder mit Beschichtungen

Belegung von Gefälleestrich mit keramischen Belägen

nackt mit flexibler

Dichtungsschlämme

Beton sollte frühestens nach 6 Monaten belegt werden

Beton kann auch nach 28 d belegt werden

Gefälleestrich sollte nach 28 d bzw. mit ≤ 2 CM % belegt werden

DGfdB

Nr. 25.04: Schwimm- und Badebecken aus Stahlbeton

2011 mit Abschn. 6.7 mit Abschn. 6.7 wenn • keine Austrocknung des Belags bei Nutzung • Feuchthalten des Betons

- -

2004 - mit Abschn. 5.2.6 Belegreife = 28 d

- -

Nr. 25.01 Stahlbetonbecken mit keramischen Auskleidungen – Schwinden und dessen Einfluss auf das Verbundverhalten

2002 -

mit Abschn. 2.1 mineralisch, wenn • keine Austrocknung vorher• keine Austrocknung bei Nutzung

- -

ZDB

Schwimmbadbau: Hinweise für Planung und Ausführung keramischer Beläge

2008 mit Abschn. 7.2

-

mit Abschn. 7.2 Wasserbelastung ist bis zur Durchtrocknung der Abdichtung auszuschließen

2005 mit Abschn. 7.2 mit Abschn. 7.2 wenn • keine Austrocknung vorher• keine Austrocknung bei Nutzung

mit Abschn. 7.2 Wasserbelastung ist bis zur Durchtrocknung der Abdichtung auszuschließen

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in Schwimmbadwasser:

+ keine Luft als Voraussetzung für Betonstahlkorrosion

- gewisse Langzeit-Cl--Kontamination des Betons, die an Luft + Nässe aktiv werden kann

- Undichtheiten wirken als STÖRWASSER für trockene Konstruktionsteile, siehe A

3 Schwindbeherrschende, rissarme Konstruktion mit sicheren Fugen und Anschlüssen

4 Risse oder undichte Fugen und Anschlüsse

sofort abdichten : WARTUNG5 keramische Beläge auf das Schwinden einstellen

Die Konsequenzen zur Erhaltung der Konstruktionen

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SOFORT

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