Regelungen und Empfehlungen für wasserundurchlässige (WU-)Bauwerke aus Beton

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Regelungen und Empfehlungen für wasserundurchlässige (WU-)Bauwerke aus Beton

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    Regelungen und Empfehlungen fr wasserundurchlssige (WU-)Bauwerke aus BetonVon Thomas Freimann, Nrnberg

    1 Allgemeines

    Bauwerke, die unterhalb der Gelnde-oberkante erstellt werden, mssen gegen auen anstehende Boden-feuchtigkeit, Sickerwsser oder ge-gen drckendes Grundwasser abge-dichtet werden.

    Man unterscheidet starre und haut-frmige Abdichtungen. Hautfr-mige, auf der wasserzugewandten Seite aufgebrachte Abdichtun-gen sind nach DIN 18195 [1] ge-normt und entkoppeln tragende und abdichtende Funktion des Bau-werks. Der Anwendungsbereich der DIN 18195 beinhaltet jedoch kei-ne wasserundurchlssigen Bauwerke. DIN 18195 Bauwerksabdichtungen ist daher fr WU-Bauwerke aus Be-ton nicht anzuwenden!

    Als wasserundurchlssige (WU-) Kon-struktionen bezeichnet man Bau-werke aus Beton, die ohne zustzli-

    che uere hautfrmige Abdichtung erstellt werden und allein aufgrund des Baustoffs und besonderer kon-struktiver Manahmen wie Fugenab-dichtung und Rissbreitenbegrenzung einen Wasserdurchtritt in flssiger Form verhindern (Bild 1). Eine Dif-fusion von Wasserdampf wird nicht unterbunden. WU-Bauwerke aus Be-ton gehren zu der Gruppe der star-ren Abdichtungen und verbinden die tragende und abdichtende Funktion in einer Schicht miteinander. Vorteil dieser Bauweise ist die einfache, ein-schichtige Konstruktion der Wand, die gegenber mechanischen Angrif-fen von auen unempfindlich ist. Die Herstellung ist witterungsunabhn-gig. Eventuelle Undichtigkeiten las-sen sich leicht rumlich eingrenzen.

    Nachteilig ist ein hherer Planungs-aufwand der Baukonstruktion, auf den nachfolgend eingegangen wird. Raum- bzw. Dehnfugen zwischen Gebudeteilen oder an bestehende

    Gebude angrenzend erfordern meist aufwendige Fugenkonstruktionen.

    2 Begriffe

    Weie WannenWasserundurchlssig geplante Bau-werke in Form einer geschlossenen Wanne, bei der Abdichtung und Tragwirkung vom Baustoff Beton bernommen werden. Die Planung beinhaltet Aussagen zur Rissvertei-lung bzw. einen Nachweis zur Be-grenzung der Rissbreite sowie eine detaillierte Vorgabe der Fugen-sicherungsmanahmen. Sinnvoll ist eine Optimierung in konstruktiver, betontechnischer und ausfhrungs-technischer Hinsicht, um Eigen- und Zwangspannungen im Bauwerk ge-ring zu halten. Die in der Regel hel-len Betonoberflchen haben zu der Namensgebung gefhrt.

    Schwarze WannenBauwerke mit hautfrmiger, frher hufig schwarzer, meist bituminser oder kunststoffhaltiger Abdichtung, die als Bahnen bzw. als Anstrich oder gespachtelt aufgetragen werden. Die Ausfhrung ist in DIN 18195 genormt. Braune WannenBauwerke mit spezieller auen auf-getragener Bentonitabdichtung. Bentonit ist ein brunliches Ton-mineral mit hohem Quellvermgen und damit abdichtender Wirkung. Diese Form der Abdichtung ist im Wohnungsbau selten zu finden, sie stammt aus dem Spezialtiefbau.

    3 Regelwerke

    Bis vor kurzem gab es in Deutsch-land kein einheitliches Regelwerk fr den Bau wasserundurchlssiger Bau-werke aus Beton, obwohl (oder viel-leicht weil) Weie Wannen seit Jahr-zehnten erfolgreich gebaut werden.

    Bild 1: Wasserun-durchlssige Bau-werke aus Beton ohne zustzliche hautfrmige Ab-dichtung. Bauwei-sen aus Ortbeton, Elementwnden (Halbfertigteile) mit Kernbeton oder Vollfertigteilen. Arbeits- und Soll-rissfugen mit Fu-genabdichtungen.

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    Auf der Grundlage allgemeiner Regelwerke fr den Betonbau wie DIN 1045 / DIN EN 206-1 [2] gibt es Merkbltter mit empfehlendem Charakter vom Deutschen Beton- und Bautechnik-Verein und von der ehemaligen Bauberatung Ze-ment (Tafel 1). Daneben musste sich der Planer auf verschiedene Ver-ffentlichungen in der Fachlitera-tur sttzen. Im Mai 2004 ist vom Deutschen Ausschuss fr Stahlbe-ton (DAfStb) die Richtlinie Wasser-undurchlssige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie) [3] verffentlicht worden, die erstmalig Anforderun-

    gen an Planung und Ausfhrung stellt (Tafel 2). Bauphysikalische Besonderheiten und weitere nut-zungsbedingte Anforderungen sind allerdings weiterhin vom Planer ge-sondert zu bercksichtigen und nicht Bestandteil der WU-Richtlinie.

    Nach der WU-Richtlinie knnen was-serundurchlssige Wnde aus Ortbe-ton, Elementwnden (Gittertrger-Halbfertigteile, Dreifachwnde) oder Vollfertigteilen hergestellt werden.

    Die Regelungen der Richtlinie stel-len eine Ergnzung zum Nach-

    weis der Gebrauchstauglichkeit nach DIN 1045-1 dar. Bei der Planung ei-nes WU-Bauwerks sollte sie daher im Bauvertag vertraglich vereinbart sein.

    Ergnzend zur WU-Richtlinie wird ein Erluterungsband erscheinen, der weitergehende Informationen zur Auslegung einzelner Anforde-rungen enthlt.

    Als magebliche Begriffe sind fest-gelegt:

    WasserundurchlssigkeitIm Sinne der Richtlinie ist Wasserun-durchlssigkeit erreicht, wenn die An-forderungen an die Begrenzung des Wasserdurchtritts durch den Beton, durch Fugen, Arbeitsfugen und Soll-rissquerschnitte, durch Einbauteile (Durchdringungen) und Risse erfllt werden. Hier wird eine ganzheitliche Betrachtung des Bauwerks angestrebt und im Weiteren auf die Planungs-verantwortung fr die genannten einzelnen Elemente hingewiesen.

    BeanspruchungsklasseDie Beanspruchungsklasse wird vom Anwender (Planer) festgelegt und bercksichtigt die Art der Beauf-schlagung des Bauwerks oder Bau-teils mit Feuchte oder Wasser. Zur Festlegung der Beanspruchungsklas-se ist u.a. die Kenntnis des Bemes-sungswasserstands erforderlich.

    4 Lastfall Wasser / Feuchtetransport

    Lastfall WasserWU-Konstruktionen verhindern den Durchtritt von Wasser in fls-siger Form. Die Kenntnis ber den auen anstehenden Lastfall Was-ser ist deshalb von groer Bedeu-tung. Die Bandbreite der Beanspru-chung reicht von Bodenfeuchte ber Sicker- und Schichtenwasser (stau-end oder nicht stauend) bis hin zu

    Tafel 1: Regelwerke und Empfehlungen fr den Bau von wasserundurchlssigen Bauwerken aus Beton

    DIN 1045 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton (07/2001) Teil 1: Bemessung und Konstruktion Teil 2: Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1 Teil 3: Bauausfhrung Teil 4: Ergnzende Regeln fr die Herstellung und die Konformitt von Fertigteilen DIN-Fachbericht 100: Beton. Zusammenstellung von DIN EN 206-1 und DIN 1045-2(1. Auflage 2001)

    DIN EN 206-1 Beton Festlegung, Eigenschaften, Herstellung, Konformitt (07/2001)

    Richtlinie Wasserundurchlssige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie) (November 2003), Deutscher Ausschuss fr Stahlbeton

    Merkbltter Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V. (DBV), Berlin Wasserundurchlssige Baukrper aus Beton (06/1996) Fugendichtungen im Hochbau (1996) Fugenausbildung fr ausgewhlte Baukrper aus Beton (04/2001) Verpresste Injektionsschluche fr Arbeitsfugen (06/1996) Abstandhalter (06/1996) Betonierbarkeit von Bauteilen aus Beton und Stahlbeton (11/1996) Sachstandsbericht Quellfhige Fugeneinlagen fr Arbeitsfugen (02/1999)

    Zementmerkbltter: Schriftenreihe der Bauberatung Zement, Verlag Bau+Technik VBT, Dsseldorf H10 Wasserundurchlssige Bauwerke (08/2002) B22 Arbeitsfugen (01/2002)

    DIN 7865 Elastomer-Fugenbnder zur Abdichtung von Fugen in Beton, Teile 1 und 2 (2/1982)DIN 18541 Fugenbnder aus thermoplastischen Kunststoffen zur Abdichtung von Fugen in Beton, Teile 1 und 2 (11/1992)E DIN 18197 Abdichten von Fugen in Beton mit Fugenbndern (7/2000)

    Lohmeyer, G.: Weie Wannen einfach und sicher. Verlag Bau+Technik, Dsseldorf 2004

    Hohmann, R.: Fugenabdichtungen bei wasserundurchlssigen Bauwerken aus Beton.Frauenhofer IRB Verlag, Stuttgart 2004

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    nicht drckendem und drckendem Wasser. Der Bemessungswasserstand, also der hchstmgliche Wasser-stand durch Grund-, Schichten- oder Hochwasser whrend der Nutzungs-phase, muss dem Planer bekannt sein. Die Weie Wanne sollte bis mindestens 30 cm ber den Bemes-sungswasserstand gefhrt werden.

    Aus der Hhe der Druckwasserbelas-tung wird in Abhngigkeit von der Wand- oder Sohlplattendicke die maximale Rissbreite bestimmt, die unter Bercksichtigung der Selbst-heilung der Risse rechnerisch ange-nommen werden darf. Die Art der Wasserbeanspruchung wird in eine Beanspruchungsklasse eingestuft.

    Neben dem hydrostatischen Wasser-druck muss ein eventueller chemi-scher Angriff des Wassers berck-sichtigt werden. Ergibt die Wasser-analyse nach DIN 4030-2 einen Angriffsgrad XA2 aufgrund eines pH-Werts < 5,5 oder aufgrund von Kalk lsender Kohlensure, drfen die in der WU-Richtlinie aufgefhrten Re-chenwerte fr die Trennrissbreiten nicht in Ansatz gebracht werden!

    FeuchtetransportFeuchtetransport und Diffusion in-nerhalb eines ungestrten Bauteil-querschnitts aus wasserundurch-lssigem Beton kann nach neueren Untersuchungen [4] wie im Bild 2 zusammengefasst werden. Die ka-pillare Wasseraufnahme auf der wasserzugewandten Seite erfolgt unabhngig vom hydrostatischen Wasserdruck maximal bis in eine Tie-fe von etwa 7 cm. Auf der luftzuge-wandten Seite trocknet das Bauteil langsam aus. Dieser Diffusionsbereich beschreibt die Zone, in der das ber-schusswasser des Betons an die In-nenluft abgegeben wird (Entweichen der Baufeuchte). Die Austrocknungs-tiefe im Diffusionsbereich liegt maxi-mal bei etwa 8 cm, weil der Diffusi-onswiderstand mit der Tiefe im Beton zunimmt. Zudem wirkt die bei raum-seitiger Nutzung durch Personen ab-gegebene Feuchtemenge der Aus-trocknung durch Diffusion entgegen. Solange sich Kapillarbereich und Dif-fusionsbereich nicht berschneiden (z.B. Bauteildicken > 20 cm), findet im Kernbereich offensichtlich kein Feuchtetransport statt. Das bedeutet, dass sich die raumseitige Feuchteab-gabe bei ausreichender Dicke nahe-zu unabhngig von den Randbedin-gungen und der Feuchtesituation auf der Auenseite verhlt. Bei Bauwer-ken mit hochwertiger Nutzung ver-langsamt sich die Diffusion im Aus-trocknungsbereich im Laufe der Zeit und erreicht einen Gleichgewichts-zustand, da das Temperaturgefl-

    1 Anwendungsbereich2 Verweisungen3 Begriffe4 Aufgaben der Planung5 Festlegungen 5.1 Wasserundurchlssigkeit 5.2 Beanspruchungsklassen 5.3 Nutzungsklassen6 Anforderungen 6.1 Beton 6.2 Bauteildicke 6.3 Fugen und Durchdringungen7 Entwurf8 Berechnung und Bemessung 8.1 Einwirkungen 8.2 Lagerungsbedingungen 8.3 Zwang 8.4 Vorspannung 8.5 Nachweise

    9 Bewehrungs- und Konstruktionsregeln 9.1 Bewehrungsfhrung 9.2 Fugenausbildung, Sollrissquer-

    schnitte10 Fugenabdichtungen 10.1 Anwendungsregeln 10.2 Unbeschichtete Fugenbleche11 Ausfhrung 11.1 Allgemeines 11.2 Zustzliche Manahmen12 Dichten von Rissen und Instandset-

    zung von Fehlstellen 12.1 Allgemeines 12.2 Wasserseitige Dichtungsma-

    nahmen 12.3 Fllen von Rissen, undichten

    Fugen und undichtem Beton- gefge

    12.4 Instandsetzung von Fehlstellen

    Tafel 2: Inhalt der DAfStb-Richtlinie: Wasserundurchlssige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie)

    Bild 2: Arbeitsmodell fr Feuchtebedingungen im Betonquerschnitt bei einseitiger Wasserbeaufschlagung in Anlehnung an [4]

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    le von innen (ca. 20 C) nach auen (ca. 8 C) der Wasserdampfabgabe nach innen entgegenwirkt.

    5 Elemente einer WU-Planung

    Eine wasserundurchlssige Beton-konstruktion erfordert mehr als nur den Baustoff wasserundurchlssiger Beton oder Beton mit hohem Was-sereindringwiderstand, um funkti-onsfhig zu sein. Die in der Planung zu bercksichtigenden einzelnen Elemente sind (Bilder 3 a, b): Baustoff Beton mit hohem Wasserein-

    dringwiderstand (neue Bezeich-nung nach DIN 1045-2) (frher: wasserundurchlssiger Beton oder WU-Beton)

    Zwangspannungen im Bauwerk; Aussagen zur Rissbreite, Bewehrungsfhrung; Nachweis zur Begrenzung der Rissbreite,

    Ziel: Optimierung der Konstrukti-on hinsichtlich Zwang

    Fugenplanung Auswahl und Anordnung von

    Fugenabdichtungen

    Bauausfhrung Betonierbarkeit, Verdichtung,

    Nachbehandlung

    Bauphysik Wrmedmmung, Lftung, Nut-

    zungsanforderungen

    Insbesondere die Anforderungen aus der Nutzung sind im Vorwege mit dem Auftraggeber zu klren und vertraglich festzulegen. In der WU-Richtlinie werden Nutzungsklassen genannt, die vertraglich zu verein-baren sind. Die Besonderheiten der diffusionsoffenen Konstruktion muss dem Nutzer im Hinblick auf Nut-zungsnderungen deutlich gemacht werden, um sptere Feuchteschden auszuschlieen.

    6 Konstruktionsschritte

    Durch die kraftschlssige Verbin-dung der zu unterschiedlichen Zeit-punkten betonierten Sohlplatte und Wnde werden die Verformun-gen der Bauteile behindert. Auch die Reibung auf der Unterseite von Sohlplatten sowie die Gebudegeo-metrie behindern Verformungen, die sich im Beton z.B. aufgrund von Temperaturnderungen oder Trock-nungsschwinden (Verkrzen durch Austrocknung) einstellen wollen. Dadurch entstehen Zwangspannun-gen, die die Zugfestigkeit des Be-tons berschreiten knnen. An die-sen Stellen reit der Beton. Bei einer wasserundurchlssigen Betonkons-

    truktion mssen diese Risse mit Hil-fe von Bewehrung auf eine vorher bestimmte maximale Rissbreite be-grenzt werden. Alternativ kann auch versucht werden, die Entstehung der Zwangspannungen durch eine gns-tige zwangarme Konstruktion zu vermindern. Zusammengefasst sind drei Wege mglich, eine Weie Wan-ne zu konstruieren:

    Bauweise mit vermindertem Zwang (keine unkontrollierte Trennrissbildung). Durch gnstige Konstruktion oder enge Scheinfu-genabstnde nur geringe Zwang-spannungen im Bauwerk. Wenig Bewehrung; ggf. viele Fugen

    Bauweise mit beschrnkter Riss-bildung. (Voller Zwang Trenn-rissbildung mit Rissbreitenbegren-zung). Nachweis zur Begrenzung der Rissbreite; hhere Beweh-rungsgehalte; wenig Fugen

    Bauweise mit zugelassenen Trenn-rissen und nachtrglich vorgese-henen Dichtungsmanahmen.

    Wenig Bewehrung; kaum Fugen; entstehende Risse werden plan-mig verpresst. (Zugnglichkeit der Bauteile muss sichergestellt sein.)

    Unabhngig von den nachfolgend speziell fr WU-Bauwerke durchzu-

    Bilder 3a und 3b: Planungsanforderungen an wasserundurchlssige Bauwerke aus Beton

    a) b)

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    fhrenden Planungsschritten ms-sen allgemeine Festlegungen nach DIN 1045 / DIN EN 206-1 getroffen werden. Dazu gehrt z.B. die Auswahl der Expositionsklassen, die wiederum Mindestdruckfestigkeitsklassen und die Mae fr die Betondeckungen nach sich zieht. Die Anforderungen an den Beton knnen durchaus hher sein als diejenigen aus den Vorgaben an eine WU-Konstruktion.

    Folgende Konstruktionsschritte sind bei der Planung von WU-Bauwerken durchzufhren (Bild 4):

    6.1 Ermittlung des Bemessungs-wasserstands und der Bean-spruchungsklasse

    Neben der Hhe des Wasserdrucks bzw. der Art des auftretenden Was-sers ist auch ein eventueller chemi-scher Angriff durch das Grundwasser zu bercksichtigen. Bei der Festle-gung der Beanspruchungsklasse (Ta-fel 3) geht das Ergebnis des Boden-gutachtens entscheidend mit ein. Der Bemessungswasserstand ist defi-niert als ...der hchste innerhalb der planmigen Nutzungsdauer zu er-wartende Wasserstand (Grundwasser, Schichtenwasser, Hochwasser) unter Bercksichtigung langjhriger Beo-bachtungen und zuknftiger Gege-

    benheiten: der hchste planmige Wasserstand.

    Dies zeigt, dass der Bemessungswas-serstand vom Planer mit einer be-sonderen Sorgfalt ermittelt werden muss. Rckfragen in der Bau-Nach-barschaft oder Schrfungen vor Ort allein reichen nicht aus. Als erste Planungsgrundlage knnen Grund-wasserstnde bzw. Grundwasser-ganglinien bei den rtlichen Stadt-entwsserungsmtern angefordert bzw. Grundwasserflurstandskarten eingesehen werden und hieraus die hchsten gemessenen Grundwasser-stnde (HGW) festgestellt werden.

    Je nach rtlicher Aufzeichnung von auergewhnlichen Niederschlags-ereignissen werden Zuschlge zum HGW (kurzzeitige Grundwasseran-stiege) abgeschtzt und ein Bemes-sungswasserstand ermittelt. In der Nhe von berschwemmungsgebie-ten gestaltet sich die Abschtzung eines maximalen Hochwasserpegels (z.B. HW100: hundertjhriges Hoch-wasser) als sehr schwierig. Hier sollte eine Abstimmung mit den Wasser-wirtschaftsmtern oder Baugrund-instituten vorgenommen werden. Ebenso ist vom Planer bzw. Boden-gutachter in Erfahrung zu bringen, ob sich der Bauwerksstandort in ei-

    nem durch Grundwasserfrderung bedingten Absenkungsbereich befin-det (z.B. Braunkohletagebau). ber lange Zeitrume zu erwartende ge-plante Aufspiegelungen sind im Sin-ne der WU-Richtlinie als zuknftige Gegebenheiten zu bercksichtigen. Der Grundwasserstand, der sich ohne Grundwasserfrderung in extremen Nassperioden einstellen wrde, ist der zu bercksichtigende hchste Bemessungsgrundwasserstand.

    Fr die in Tafel 3 genannten wenig durchlssigen Bodenschichten, die zu einem Aufstau von Sickerwasser fhren knnen, sind in der Richtli-nie keine Durchlssigkeitsbeiwerte kf vorgegeben. Zur Information sind in Tafel 4 die Durchlssigkeitsbereiche von Bden nach DIN 18130 mit den zugehrigen Bodenarten dargestellt.

    6.2 Festlegung der Nutzungsklasse

    Vom Planer ist in Abstimmung mit dem Bauherrn bzw. in Abhngigkeit von der Funktion und der angestreb-ten Nutzung eine Nutzungsklas-se A oder B festzulegen (Bild 5). Als hherwertige Anforderung drfen z.B. in der Nutzungsklasse A keine Feuchtstellen auf der Bauteilober-flche innen als Folge eines Wasser-durchtritts auftreten. Feuchtstellen im Sinne der Richtlinie sind feuchte-bedingte Dunkelfrbungen oder auch die Bildung von Wasserperlen.

    Zur Unterbindung von Tauwasser auf den Innenflchen mssen zustzliche raumklimatische Manahmen (Lf-tung, auen liegende Wrmedm-mung, Heizung) getroffen werden. Bei Vereinbarung der Nutzungsklas-se A muss der Planer den Bauherrn hierauf gesondert hinweisen.

    Bei der Nutzungsklasse B sind Feucht-stellen auf der Bauteiloberflche zu-lssig. Im Gegensatz zur Nutzungs-klasse A wird somit eine nur begrenz-

    Bild 4: Vorgehens-weise bei der Planung von was-serundurch-lssigen Bauwerken aus Beton

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    Beanspruchungsklasse 1 Beanspruchungsklasse 2

    drckendes Wasserq Grundwasser, Schichtenwasser, Hochwasser oder anderes

    Wasser, dass einen hydrostatischen Druck ausbt (auch zeitlich begrenzt)

    nicht stauendes Sickerwasserq Wasser, das bei sehr stark durchlssigen Bden

    (kf 10-4 m/s) ohne Aufstau absickern kannq Wasser, das bei wenig durchlssigen Bden durch dauer-

    haft funktionierende Drnung nach DIN 4095 abgefhrt wird.

    nicht drckendes Wasserq Wasser in tropfbarer flssiger Form mit geringem hydrosta-

    tischen Druck (Wassersule 10 cm)

    Bodenfeuchteq kapillar im Boden gebundenes Wasser

    zeitweise aufstauendes Sickerwasserq Wasser, das sich auf wenig durchlssigen Bodenschichten

    ohne Drnung aufstauen kann. Bauwerkssohle liegt min-destens 30 cm ber Bemessungswasserstand

    Tafel 3: Zuordnung der Beanspruchungsklassen

    kf [m/s] Bereich Bodenart

    unter 10-8

    10-8 bis 10-6

    ber 10-6 bis 10-4

    ber 10-4 bis 10-2

    ber 10-2

    sehr schwach durchlssig

    schwach durchlssig

    durchlssig

    stark durchlssig

    sehr stark durchlssig

    toniger Schluff

    Fein- bis Mittelschluff

    Mittel- bis Grobschluff

    Sand

    Kies

    Tafel 4: Durchlssigkeitsbereiche von Bden nach DIN 18130 mit den zugehrigen Bodenarten

    Nutzungsklasse A: Standard fr Wohnungsbau Lagerrume mit hochwertiger Nutzung Nutzungsklasse B: Einzelgaragen, Tiefgaragen Installations- und Versorgungsschchte und -kanle Lagerrume mit geringen Anforderungen

    Bild 5: Nut-zungsklassen nach der WU-Richtlinie

    te Wasserundurchlssigkeit gefordert. Feuchtstellen drfen im Bereich von Trennrissen, Sollrissquerschnitten, Fu-gen und Arbeitsfugen auftreten.

    Die Nutzungsklasse A stellt die Variante fr hochwertig genutzte Bauwerke dar. Daher sind neben den Anforderungen an die Was-serundurchlssigkeit i.d.R. auch raumklimatische Anforderungen aus der Energieeinsparverordnung zu beachten. Mit einer auen liegen-den Wrmedmmung wird gleichzei-tig einem mglichen Tauwasseranfall auf der Innenseite entgegengewirkt.

    6.3 Bestimmung der Mindestbau-teildicken

    In der WU-Richtlinie werden Min-destbauteildicken empfohlen (Bild 6). Bei drckendem Wasser sollte eine Ortbetonwand oder eine Element-wand mindestens 24 cm dick sein (nur fr Beton mit 16 mm Grtkorn und mit besonderen Anforderungen an die Betonzusammensetzung; siehe Abschnitt 7). Bei Wnden aus Voll-fertigteilen kann die Dicke auf 20 cm herabgesetzt werden. Bodenplatten sollten mit mindestens 25 cm Dicke ausgefhrt werden.

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    Die Wanddicken und die Beweh-rungsanordnungen mssen einen risikofreien Betoneinbau und eine ausreichende Verdichtung bei innen liegenden Fugenabdichtungen er-lauben. In Abhngigkeit vom Grt-korn im Beton werden darber hi-naus Mindestbreiten bW,i zwischen den Bewehrungslagen gefordert, um einen einwandfreien Betoneinbau zu ermglichen. Nur fr Beanspru-chungsklasse 1 und bei innen liegen-den Fugenabdichtungen gilt:

    8 mm Grtkorn: bW,i 12 cm 16 mm Grtkorn: bW,i 14 cm 32 mm Grtkorn: bW,i 18 cm

    Fr einen Beton mit einem Grt-korn von 32 mm ergibt sich bei Be-anspruchungsklasse 1 bei blicher Betondeckung und je nach Beweh-rungsdurchmesser damit eine Min-destdicke etwa zwischen 27 cm und 30 cm (Bild 7).

    6.4 Druckgeflle i berechnen und rechnerische Rissbreite wk festlegen

    Das Druckgeflle i wird als Quotient der Wasserdruckhhe zur Bauteildi-

    cke an der betrachteten Stelle (po-tenzieller Ort der Rissbildung) ermit-telt. Anhand des Druckgeflles wird die maximale rechnerische Rissbrei-te in der WU-Richtlinie vorgegeben (Bilder 8a und 8b), die unter der Voraussetzung der Selbstheilung einen Wasserdurchtritt unterbindet. (Als Selbstheilung eines Risses wird die zeitliche Abnahme des Wasser-durchtritts bezeichnet.) An dieser Stelle muss darauf hingewiesen wer-den, dass sich die rechnerisch ange-nommenen Rissbreiten aufgrund von Streuungen bei Materialeigenschaf-ten und Ausfhrung sowie Vereinfa-chungen bei der Rissberechnung von den tatschlich auftretenden Rissen unterscheiden knnen [5].

    Grundlage der rechnerischen Riss-breiten ist die Annahme einer po-tenziellen Selbstheilung im Riss, wenn das Druckgeflle und damit die Strmungsgeschwindigkeit im Riss nicht zu gro wird. Der Prozess der Selbstheilung im Beton und da-raus abgeleitete Empfehlungen fr Rissbreiten wurden in [6] ausfhrlich beschrieben und bilden die Grund-lage fr die Rissbreiten in der WU-Richtlinie. Verantwortlich fr die Selbstheilung von Rissen ist als we-

    sentliche Einflussgre die Neubil-dung von Calciumcarbonat an den Rissflanken. Die Calcitkristalle errei-chen dabei annhernd Gren, die der Rissbreite entsprechen. Von nur geringem Einfluss ist das Quellen so-wie eine Nachhydratation des Ze-mentsteins. Durch Feinststoffe im Wasser kann die Leckrate schneller abnehmen, da sie ein mechanisches Zusetzen des Risses bewirken kn-nen. Als Zeitraum fr die Selbsthei-lung von statischen Rissen werden in [6] etwa 20 Tage angegeben (Bild 9). Der grte Rckgang der Leckraten auf etwa 1 % bis 20 % der anfng-lichen Leckrate findet in den ersten 3 bis 5 Tagen statt. Dynamische Ris-se dagegen erfordern je nach Riss-bewegung einen lngeren Zeitraum der Selbstheilung, der bis zu 25 Wo-chen betragen kann (Bild 10). Die Selbstheilung ist nahezu unabhn-gig von der Zementart. Vorsicht ist beim Vorhandensein von surehal-tigen Wssern geboten, da dann die Calciumcarbonat-Neubildung er-heblich beeintrchtigt wird. Die WU-Richtlinie begrenzt daher z.B. den Gehalt an CO2 auf 40 mg/l und den pH-Wert auf 5,5. Ebenfalls drfen nur dynamische Risse bis ma-ximal w 10 % auftreten.

    Bild 6: Empfohlene Mindestbauteildicken fr wasserun-durchlssige Betonbauwerke

    Bild 7: Bauteildicken aufgrund der Mindestanforderungen an das lichte Ma bwi zwischen den Bewehrungslagen

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    6.5 Konstruktion hinsichtlich Zwangbeanspruchung opti-mieren

    Risse entstehen im Festbeton, wenn durch behinderte Dehnungen die Zugspannungen im Bauteil die Zug-festigkeit des Betons berschreiten. Dies kann durch uere Lasten wie Eigengewicht oder Verkehrslasten oder durch lastunabhngige behin-derte Verformungen geschehen. Last-unabhngige Verformungen kn-nen sowohl zu Eigenspannungen als auch zu Zwangspannungen fhren. Ursachen lastunabhngiger Bean-spruchungen knnen sein:

    thermisch Abflieen der Hydratations-

    wrme

    Bild 8a: Bestimmung des Druckgeflles Bild 8b: Maximale Trennrissbreite

    Bild 10: Prozess der Selbstheilung auf der Auenseite eines Wasserbehlters etwa 2 Wochen nach der Probefllung (Druckgeflle i = 25; Risse mit w < 0,15 mm waren anfnglich Wasser fhrend)

    Bild 9: Grenzen von rechnerischen Rissbreiten in Anlehnung an DIN 1045-1 (Bild 9a) und bei Ausnutzung der Selbstheilung in Rissen (Bild 9b)

    b)a)

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    Temperaturnderungen Frost hygrisch Schwinden (Trocknungsschwin-

    den) (Feuchte) Schrumpfen (chemisches +

    autogenes Schwinden) Quellen chemisch Treibreaktionen (z.B. Alkalireak-

    tion; Ettringitbildung) Bewehrungskorrosion

    Das Ziel jeder WU-Planung soll-te eine geometrisch einfache, mg-lichst zwangarme Bauwerkskons-truktion in Verbindung mit einer risikoarmen, kontrollierbaren Aus-fhrung sein. Neben einer Optimie-

    rung der Betonzusammensetzung und der Ausfhrung (Nachbehand-lung) kann bereits das Bauwerk selbst zwangarm konstruiert werden. Vorteilhaft ist eine ebene, reibungs-arme Sohlplatte mit gleichmiger Dicke (Bild 11). Querschnittsnde-rungen, Versprnge oder Vouten be-gnstigen dagegen eine Rissbildung (Bild 12). Durch die Anordnung von Trenn- oder Gleitschichten knnen rechnerische Reibungsbeiwerte zwi-schen Sohle und Baugrund verrin-gert werden (Tafel 5).

    Als Alternative zu Lagerungsbedin-gungen mit geringer Verformungsbe-hinderung knnen auch Sollrissfugen (Scheinfugen) angeordnet wer-

    den. Diese mssen den Querschnitt um mindestens 1/3 der Bauteildicke schwchen. Grere Bewehrungs-mengen sollten ber Sollrissfugen vermieden werden, damit die geplan-ten Risse ohne Begrenzung entstehen knnen. Sollrissfugen mssen mit ei-ner Fugenabdichtung versehen wer-den. Bewegungsfugen (Raumfugen) sind nach Mglichkeit zu vermeiden, da hierfr sehr aufwendige Fugenab-dichtungen notwendig werden.

    Weitere konstruktive Manahmen zur Verringerung der Rissgefahr in WU-Bauteilen sind:

    Begrenzung der Bauteilabmes-sungen

    Begrenzung und wechselseiti-ge Anordnung von Betonierab-schnitten

    Je kleiner einzelne Betonierabschnit-te sind, desto geringer ist die Verfor-mungsbehinderung fr den Lastfall Abflieen der Hydratationswrme (Bild 13). In geschosshohen Wnden treten bei Behinderung der Lngs-verformungen durch die bereits er-kaltete Sohlplatte (bzw. das Funda-ment) vereinfacht etwa im Abstand der zweifachen Wandhhe Risse auf,

    Untergrund Gleitschicht 1. Verschiebung

    Mineralgemisch (Kies) keine 1,4 2,1

    Sandbett keine 0,9 1,1

    Unterbeton 2 Lagen PE-Folie 0,6 1,0

    Unterbeton PTFE (Teflon)-beschichtete Folie 0,2 0,5

    UnterbetonBitumen 5 bis 8 mm dickSorten 30/45, 50/70 oder 70/100

    0 (bei T > 0C)

    Tafel 5: Rechenwerte von Reibungsbeiwerten bei unterschiedlichen Trennschich-ten (in Anlehnung an die DAfStb-Richtlinie Betonbau beim Umgang mit wasser-gefhrdenden Stoffen, Entwurf 2004)

    Bild 11: Entstehung von ZwangspannungenBild 12: Entstehung von Zwangspan-nungen durch Sohlenvertiefung

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    Geregelte Fugenabdichtungen unbeschichtete Fugenbleche

    (innen liegend) Fugenbnder (innen/auen lie-

    gend; fr Raumfugen ausschlie-lich)

    Nicht geregelte Fugenabdichtungen Injektionsschluche / Verpress-

    schluche (innen) Quellprofile (innen liegend) Dichtrohre (innen liegend) Bentonitfolien (auen liegend) beschichte Fugenbleche (innen

    liegend) streifenfrmige auen liegende

    Dichtungen (auen) Kombinationen (z.B. Fugenblech

    + Quellprofil)

    Zuknftig wird von jedem nicht ge-regelten Fugenabdichtungssystem ein Verwendbarkeitsnachweis in Form eines allgemeinen bauaufsicht-lichen Prfzeugnisses (ABP) verlangt, in dem die Anwendungsbereiche festgelegt und durch eine amtliche Prfung nachgewiesen sind.

    Eine Liste mit geprften nicht ge-regelten Fugenabdichtungssys-temen mit Angabe des Verwen-dungsbereichs (Wasserdruck) ist im Internet unter www.abp-fugenabdichtungen.de zu finden.

    Zusammenfassende Angaben zur Planung und zum Einbau von Fu-genabdichtungssystemen enthlt [8].

    6.7 Einbauteile, Durchdringungen

    Alle Durchdringungen durch was-serundurchlssige Bauwerke mssen sorgfltig geplant und abgedichtet werden. Dies betrifft nicht nur Rohr-durchfhrungen oder Leitungska-nle, sondern auch Ankerhlsen aus dem Verspannen der Schalung. Die richtige Auswahl von wassersperren-den Schalungsankern und geeigne-ten Abstandhaltern (z.B. aus Faserze-

    Bild 13: Eigenspannungen ber den Querschnitt bzw. Zwangspannungen in Lngsachse der Wand durch Abflieen der Hydratationswrme (ungleichmige Wrmeverteilung ber den Bauteilquerschnitt und Behinderung der Lngsverfor-mung durch Sohlplatte)

    die entweder durch die Festlegung von Betonierabschnitten (Sollrissfu-gen) gezielt gefhrt werden knnen oder durch Bewehrung verteilt und in der Breite begrenzt werden ms-sen. Da bei kurzen Betonierabschnit-ten jedoch der Aufwand durch die grere Anzahl planmiger Fugen-dichtungen zunimmt, ist das Fest-legen baupraktisch sinnvoller Beto-nierabschnitte in Kombination mit noch vertretbaren Bewehrungsge-halten nicht zuletzt eine wirtschaft-liche Abwgung.

    6.6 Fugenaufteilung und Abdich-tungssystem festlegen

    Hierunter fallen Arbeitsfugen an Be-tonierabschnitten, geplante Schein-fugen zur Zwangverminderung und Raumfugen (Bewegungsfugen) zwi-schen Gebudeabschnitten. Die Art des Fugenabdichtungssystems ist auf das Druckgeflle abzustimmen. Be-wegungsfugen sollten nur wenn un-bedingt notwendig (z.B. Setzungs-unterschiede, Gebudetrennfugen)

    eingeplant werden, da die ordnungs-geme Ausfhrung sehr aufwendig ist. Auswahl und Festlegung des Ab-dichtungssystems sowie die Ausbil-dung der Knotenpunkte fallen ein-deutig in den Verantwortungsbereich des Planers!

    Das Fugenabdichtungssystem muss als geschlossenes System an den Stopunkten zwischen horizonta-len und vertikalen Fugen miteinan-der verbunden sein. Fugenabdich-tungssysteme knnen sein (Bild 14): Fugenbleche, Fugenbnder, Injekti-onsschluche, Dichtrohre, Bentonit-folien, Quellprofile, Kompressions-dichtungen, streifenfrmige, auen liegende Dichtungen oder Kombina-tionen aus diesen wie z.B. beschich-tete Fugenbleche.

    Die Verwendung von Fugenbndern ist in DIN 18197 geregelt. Fr unbe-schichtete Fugenbleche nennt die WU-Richtlinie besondere Verwen-dungsregeln, die in Bild 15 darge-stellt sind.

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    ment) fr die Bewehrung gehrt zur vollstndigen Planungsleistung (sie-he Abschnitt 9). Grundstzlich soll-ten alle Rohrdurchfhrungen die Wnde oder Sohlplatte rechtwinklig auf mglichst kurzem Weg durch-stoen. Zwischen den Bewehrungs-lagen eingebaute parallel verlau-fende Rohrleitungen wirken durch die Querschnittsverminderung wie eine nicht abgedichtete Scheinfuge und fhren meist zu Undichtigkei-ten. Fr Rohrdurchfhrungen bietet die Industrie beispielsweise Faserze-menteinstze oder Dichtmanschet-ten an. Nachtrglich eingebaute

    Rohre knnen z.B. mit einer EPDM-Schraubdichtung wirksam abgedich-tet werden (Bild 16).

    6.8 Bauphysikalische Anforderun-gen aus der Nutzung

    Bei hochwertiger, wohnraumarti-ger Nutzung muss eine wasserbe-stndige auen liegende Perime-ter-Wrmedmmung vorgesehen werden. Sofern Wand- und Fubo-deninnenflchen nutzungsbedingt z.B. durch Fubodenaufbauten, PVC-Belge oder dergleichen diffusions-dicht verschlossen werden, muss un-ter diesen Flchen eine Abdichtung angeordnet werden. Die verhinderte Dampfdiffusion kann sonst im Lau-fe der Zeit zu Feuchteansammlun-gen fhren, da das Gleichgewicht im Austrocknungsbereich gestrt wird. Alternativ knnen vorgefertigte auf-gestnderte Fubodensysteme Ab-hilfe schaffen und eine Luftzirkulati-on ermglichen.

    7 Anforderungen an den Beton

    Als besondere Betoneigenschaft nach DIN 1045 und DIN EN 206-1 ist ein

    Beton mit hohem Wassereindring-widerstand zu vereinbaren. Die er-forderliche Dichtigkeit wird bei bli-chen Bauteildicken bis zu 40 cm ber einen maximalen quivalenten Was-serzementwert (w/z)eq 0,60 sicher-gestellt. Dies entspricht bei Nor-malbeton einer Mindestdruckfestig-keitsklasse C25/30 mit einem Min-destzementgehalt von 280 kg/m3. Aus der statischen Berechnung her-aus kann eine hhere Festigkeitsklas-se notwendig werden. Die Dauerhaf-tigkeit der Betonrandzone wird ber die vom Planer festzulegenden Ex-positionsklassen und somit durch die dafr geforderte Betonzusammen-setzung sichergestellt. Ein Beispiel fr die Festlegung zeigt Bild 17. Ge-gebenenfalls werden durch Auswahl besonderer Expositionsklassen wie z.B. XA2 (miger chemischer An-griff) hhere Anforderungen an die Betonzusammensetzung erforder-lich. In Abhngigkeit von den Exposi-tionsklassen wird die Betondeckung festgelegt. Die Einbaukonsistenz des Betons sollte der Konsistenzklasse F3 oder weicher entsprechen.

    Bei Ausnutzung der Mindestwanddi-cken nach der WU-Richtlinie und bei Beanspruchungsklasse 1 ist ein Be-

    Bild 14: Systeme von Fugenabdichtungen mit zugehrigen Regelungen

    Bild 15: Anforderungen an unbeschichtete Fugenbleche nach WU-Richtlinie

    Bild 16: Ausfhrung einer Rohrdurch-dringung mit einer EPDM-Schraub-dichtung gegen Faserzementeinsatz

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    ton mit einem (w/z)eq 0,55 (ent-spricht C30/37) zu verwenden. Fr Wnde ist in diesem Fall ein Beton

    mit einem maximalen Grtkorn von 16 mm vorzusehen. Eine Zusammen-stellung aller Anforderungen an den Beton sowie an die Grtkorn-Be-grenzung bei innen liegenden Fu-genabdichtungen zeigt Bild 18.

    Um Zwangspannungen innerhalb des Bauwerks und somit die Rissge-fahr mglichst gering zu halten, sind ggf. weitere Vorgaben an die Be-tonzusammensetzung sinnvoll. Last-unabhngige Verformungen durch Hydratationswrme und Trocknungs-schwinden lassen sich durch geeig-nete Betone vermindern. Mgliche Manahmen sind:

    Verwendung von Zement mit niedriger Hydratationswrme-

    entwicklung (NW-Zemente) oder von Zement mit normaler An-fangsfestigkeit, z.B. CEM 32,5 N (vorzugsweise CEM III-Zemente)

    niedrige Frischbetontemperatur (bzw. Begrenzung der Frischbe-tontemperatur im Sommer)

    Begrenzung des Zementleimvo-lumens auf VZL 290 l/m3 (in An-lehnung an die DAfStb-Richtli-nie Betonbau beim Umgang mit wassergefhrdenden Stoffen)

    8 Nachweise

    Die erforderlichen Nachweise rich-ten sich nach den gewhlten Ent-wurfsgrundstzen fr die Nutzungs-klassen (Bild 19). Der Nachweis der

    Bild 17: Beispiel fr die Festlegung von Expositionsklassen fr eine Weie Wanne

    Bild 18: Anforderungen an die Betonzusammensetzung fr wasserundurchlssige Betonbauwerke nach der WU-Richtlinie

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    Wasserundurchlssigkeit ist ein zustzlicher Gebrauchstauglich-keitsnachweis. Fr den Nachweis zur Begrenzung der Rissbreite gilt DIN 1045-1, Abschnitt 11.2. Dabei ist stets von der hufigsten Einwir-kungskombination auszugehen.

    Neben den in der WU-Richtlinie geforderten Nachweisen sind zur Sicherstellung der Tragfhigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Dauer-haftigkeit die fr bliche tragende Stahlbetonbauwerke geltenden Anforderungen zu erfllen wie

    Nachweise in den Grenzzu-stnden der Tragfhigkeit und Gebrauchtauglichkeit nach DIN 1045-1

    Festlegung von Expositionsklas-sen nach DIN 1045-2 mit der zu-stzlichen Anforderung Beton mit hohem Wassereindringwider-stand (weitere Hinweise siehe Kapitel 7)

    Bei zwangbeanspruchten Bauwerken ist stets eine Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite bei Erst-rissbildung anzuordnen, wenn keine genauere Berechnung gefhrt wird. Fr Stahlbetonbauwerke ohne Vor-spannung gilt:

    Der dabei verwendete Beiwert k zur Bercksichtigung von nicht linear verteilten Betonzugspannungen (s. DIN 1045-1 Abschnitt 11.2.2, Absatz 5) ist nach Vorgabe aus der WU-Richtlinie stets k = 1.

    Die Nachweise zur Begrenzung der Rissbreiten mssen in dem je-weiligen Entstehungszeitraum der Zwangschnittgren gefhrt wer-den. Dies kann einen Nachweis zu unterschiedlichen Zeitpunkten, z.B. Erhrtungsphase und Nutzungspha-se, erforderlich machen.

    Fr Ortbetonbauteile und Element-wnde mit abgedichteten Sollriss-querschnitten gilt der Nachweis der Trennrissfreiheit als erbracht, wenn die Sollriss- oder Fugenabstnde so gewhlt werden, dass Risse infol-ge Lasten und Zwang in den dazwi-schen liegenden Bereichen vermie-den werden.

    Eine Rissbreitenbegrenzung kann auch durch eine Kombination aus Stabstahl- und Stahlfaserbeweh-rung (Berechnung nach dem DBV-Merkblatt Stahlfaserbeton) er-reicht werden. Dies ermglicht eine Abminderung der Stabstahlbeweh-rung und kann den Einbau des Be-tons ggf. erleichtern. Durch Stahl-

    fasern knnen die Mikrorissbildung (die etwa ab Erreichen der 0,8fachen Betonzugfestigkeit entsteht) und die Nachrisseigenschaften gnstig be-einflusst werden.

    Beim Einsatz von Elementwnden wird eine bestimmte Rauigkeit der Schaleninnenflchen gefordert, um einen guten Verbund zum auf der Baustelle eingebrachten Kernbeton zu erreichen. Die mittlere Rautie-fe muss Rt 0,9 mm betragen und vom Elementwandhersteller nach-gewiesen werden. Die Rautiefe ist an drei Stellen nach DIN EN 1766 (Sandflchenverfahren) zu prfen und zu mitteln. Die Prfung ist an gesondert hergestellten mindestens 1 m2 groen Platten einmal im Mo-nat whrend der Produktion durch-zufhren.

    Da Elementwnde auch im Hochbau verwendet werden und dort eine ge-ringere Rauigkeit aufweisen dr-fen, sollte der Planer bereits im Leis-tungsverzeichnis einen Hinweis mit aufnehmen, dass die eingesetzten Elementwnde den Anforderungen der WU-Richtlinie des DAfStb ent-sprechen mssen.

    9 Bauausfhrung

    Zu den Manahmen whrend der Bauausfhrung gehren neben dem Einbau der Bewehrung die berwa-chung des regelkonformen Beton-einbaus sowie die Nachbehandlung des Betons.

    BetondeckungDie Betondeckungen richten sich nach den Expositionsklassen, die fr das Bauteil festgelegt worden sind. Wenn keine besonderen Beeintrch-tigungen durch Chlorid (z.B. Tausal-ze) gegeben sind, wird in aller Regel die Expositionsklasse XC2 mage-bend fr die Betondeckung sein

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    Stababstnde bei kreuzweiser An-ordnung der Bewehrungsstbe: s Grtkorn + 1 cm

    Betonierffnungen in der Beweh-rung Schttrohr bzw. Pum-penschlauch + 4 cm

    Schttrohr 10 ... 18 cm Pumpenschlauch 8 ... 15 cm Abstand von Betonierffnungen

    ca. 2,50 m (bei enger Bewehrung ca. 1,50 m)

    Abstand der Rttellcken (-gassen) in cm = Innen-rttler in mm

    z.B.: Rttler mit 50 mm : ca. 50 cm

    Breite der Rttellcke/-gasse b = 6 ... 10 cm, vorzugsweise 10 cm (Bild 21)

    Bewehrung in der geplanten H-henlage unverschieblich einbauen

    Betondeckung nach den Vorga-ben des Bewehrungsplans durch ausreichende Anzahl stabiler Ab-standhalter mit der Eignung was-serundurchlssig sicherstellen

    Abstandhalter und Schalungsanker drfen die Wasserundurchlssigkeit des Bauwerks nicht beeintrchtigen. Geeignete Abstandhalter knnen z.B. nach dem DBV-Merkblatt Abstand-halter als wasserundurchlssig ge-kennzeichnet sein (Bilder 22 und 23). Spezielle Schalungsanker z.B. mit aufgeschweiter Wasser-sperrplatte oder als mehrteiliger An-kerstab mit Wassersperre (Bild 24) sind vor allem bei Druckwasserbe-anspruchung zur Sicherstellung der Wasserundurchlssigkeit erforderlich.

    Arbeits- und BetonierfugenArbeits- und Betonierfugen sind vor dem nchsten Betonierabschnitt von Verunreinigungen, losem Beton und Zementschlempe zu reinigen und ausreichend vorzunssen. Zum Zeit-

    Bild 19: Nachweisfhrung der Rissbegrenzung bei wasserundurchlssigen Bau-werken nach WU-Richtlinie

    (Bild 20). Fr Stabdurchmesser bis 20 mm ist damit ein Verlegema von cV = 3,5 cm bei einem Vorhaltema von c = 1,5 cm einzuhalten. Beide Mae mssen auf dem Bewehrungs-plan eingetragen werden.

    Einbau der BewehrungDie Bewehrungsfhrung muss ein einwandfreies Einbauen und Ver-dichten des Betons ermglichen. Bei dichter Bewehrung sind Rttellcken und Einfllffnungen einzuplanen.

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    punkt des Anbetonierens muss die Oberflche des lteren Betons matt-feucht sein. Es darf kein sichtbarer Wasserfilm auf der Flche haften, der den Verbund beeintrchtigen knnte. Beim Betoneinbau im Winter sollten die Arbeitsfugen und der neue Beto-nierabschnitt bis zum Erreichen der Gefrierbestndigkeit (> 5 N/mm2) vor dem Gefrieren geschtzt werden.

    ElementwndeBei der Montage von Elementwn-den ist besonders darauf zu achten, dass die Anschlussfuge SohleWand frei von Verunreinigungen ist und die Fertigteilschalen keine Risse auf-weisen. Die Wnde mssen mindes-tens 30 mm aufgestndert werden. Vor dem Betonieren sind die Innen-seiten ausreichend lange vorzuns-sen. Die Oberflchentemperatur der Fertigteile muss ber 0 C liegen.

    Einbau des BetonsDie freie Fallhhe des Betons darf 1 m nicht berschreiten, um Entmi-schungen am Wandfupunkt sicher vorzubeugen. Bei berschreitung der Fallhhe ist ein Fallpolster aus Be-ton mit 8 mm Grtkorn mindestens 30 cm hoch (bzw. Hhe = Bauteildi-cke) vorzusehen.

    Die einzelnen Schttlagen sind auf maximal 50 cm zu begrenzen und

    mit dem Innenrttler zu vernadeln. Die oberste Betonierlage in Wnden ist grundstzlich nachzuverdichten.

    NachbehandlungUnmittelbar nach Fertigstellung der Betonoberflchen (Sohlplat-ten) bzw. nach dem Entschalen der Wnde muss die Betonoberfl-che vor zu schneller Austrocknung durch geeignete Nachbehandlungs-manahmen (z.B. Folienabdeckung) geschtzt werden. Eine Nachbe-handlung ist unabhngig von der re-lativen Luftfeuchte stets vorzuneh-men. Die Nachbehandlungsdauer ist nach DIN 1045-3 festzulegen. Nach-behandlungsmanahmen sind so zu whlen, dass Eigen- und Zwang-spannungen infolge Hydratations-wrme mglichst gering bleiben.

    Vor allem bei dickeren Bauteilen ist daher darauf zu achten, dass der Temperaturgradient zwischen Kern und Randzone gerade zum Zeit-punkt des Ausschalens (i.d.R. nach berschreitung des Temperaturma-ximums im Kern) nicht zu hoch wird (vgl. Bild 13). Grundstzlich ist der Temperaturgradient bei Verwendung von CEM III-Zementen zu diesem Zeitpunkt gnstiger als bei CEM I- und CEM II-Zementen. Eine Schal-haut aus Holz dmpft den Wrme-abfluss in der Randzone wirksam, so

    dass eine Verlngerung der Einschal-dauer bis zu einem annhernden Temperaturausgleich im Bauteilin-nern eine gnstige Nachbehand-lungsmanahme darstellt. In be-sonderen Fllen empfiehlt sich eine Kontrolle der Temperaturunter-schiede zwischen Kern und Rand, um gegebenenfalls mit einer wr-medmmenden Auflage (z.B. Luft-polsterfolie) reagieren zu knnen. Als Nherungswert sollte der Tempe-raturunterschied aufgrund der Riss-gefahr durch Eigenspannungen 15 K

    Bild 20: Betondeckung nach DIN 1045-1 Bild 21: Breite und Abstand von Rttelffnungen

    Bild 22: Geeignete Abstandhalter (z.B. bei Sohlplattenbewehrung)

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    bis 18 K nicht berschreiten. Bei Bo-denplatten kann bis zum Erreichen des Temperaturmaximums (Ausdeh-nungsphase; ca. 8 h bis 16 h) die Be-tonoberflche durchaus mit einem dnnen Wasserfilm gekhlt werden. Gerade an heien Sommertagen wird dadurch einem zustzlichen Wrmestau unter einer Folienabde-ckung entgegengewirkt und Wr-me aus dem Bauteil abgefhrt [9]. Nach berschreiten des Tempera-turmaximums muss die Platte dann aber vor zu schneller Abkhlung ge-schtzt und eine Vergleichmigung der Temperaturen sowie ein langsa-mer Abkhlprozess angestrebt wer-den. Dadurch knnen entstehende Zugspannungen zu einem Teil durch Relaxation wieder abgebaut werden. Gnstig ist bei starker Sonnenein-strahlung ein Verlegen des Betonier-zeitpunkts in den Nachmittag hin-ein, um ein zustzliches Aufheizen der Oberflche zu vermeiden.

    berwachung auf der BaustelleWasserundurchlssige Bauwerke mit Druckwasserbeanspruchung sind nach DIN 1045-3 [2] grundstzlich in die berwachungsklasse 2 einzu-ordnen (Bild 25). Eine Ausnahme be-steht, wenn der Baukrper maximal nur zeitweise aufstauendem Sicker-wasser ausgesetzt ist und wenn in der Projektbeschreibung nichts an-deres festgelegt ist. In diesem Fall

    darf die berwachungsklasse 1 ange-wendet werden. Damit gilt die Aus-nahmeregelung auch fr die Lastfl-le nicht stauendes Sickerwasser und Bodenfeuchtigkeit. Erfolgt eine Ein-stufung in die Expositionsklasse XA (chemischer Angriff) oder XS (Meer-wasser) oder wird aus statischen Grnden ein C30/37 eingesetzt, muss ohne Ausnahme nach berwa-chungsklasse 2 berwacht werden.

    Im Rahmen der berwachungsklas-se 2 erfolgt die berwachung des Betoneinbaus durch das Bauunter-nehmen meist in Zusammenarbeit mit einer stndigen Betonprfstel-le. Zustzlich ist eine berwa-chung durch eine dafr anerkannte berwachungsstelle (Fremdber-

    wachung) erforderlich. Eine Zu-sammenstellung der berwachungs-ttigkeiten zeigt Tafel 6.

    Die Prfung der Wassereindringtie-fe wird weder in DIN 1045-2 noch in der WU-Richtlinie gefordert. Falls eine Wassereindringprfung ge-wnscht wird, mssen Prfverfahren, Prfhufigkeiten und Konformitts-kriterien zwischen den Vertragspart-nern vereinbart werden. Der Prfab-lauf der Wassereindringtiefe ist neu in DIN EN 12390 Teil 8 geregelt. Kon-formittskriterien zur Beurteilung der Ergebnisse sind dort nicht ent-halten, sondern mssen festgelegt werden (z.B. 5 cm Wassereindring-tiefe als Mittelwert aus 3 Probekr-pern je vorgegebenem Bauabschnitt).

    Bild 23: Auswahl geeigneter Abstandhalter Bild 24: Schalungsanker fr wasserundurchlssige Bauwerke

    Bild 25: ber-wachungsklas-sen fr was-serundurchls-sige Bauwerke aus Beton

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    Als Probekrper sind nicht nur die frher verwendeten Wasserplatten (20 cm x 20 cm x 12 cm), sondern auch Wrfel mit einer Kantenlnge von 15 cm verwendbar.

    10 Hufige Fehler / Fehlerbeseitigung

    Einige der typischen Fehler, die zu Feuchteschden fhren knnen, sind nachfolgend aufgefhrt.

    Bauphysik nicht beachtet a) Auf der Innenseite der Wn-

    de kann es bei fehlender Wrme-dmmung und hoher Luftfeuch-tigkeit zu einer Tauwasserbildung kommen (Bierglaseffekt). An den vom Erdreich gekhlten Wnden findet eine Kondensation statt.

    Vermeidung: Lftungsverhalten anpassen.

    b) Wird die Diffusion der Sohle oder Wand auf der luftzugewandten Seite behindert bzw. ganz unter-drckt, knnen im Laufe der Zeit Feuchtstellen unterhalb der ab-schlieenden Schicht (z.B. dich-ter Bodenbelag) auftreten. Dies ist kein Durchfeuchtungsscha-den, sondern auf gendertes Nut-zungsverhalten zurckzufhren. Der Gleichgewichtszustand im Diffusionsbereich verndert sich unter einer dicht abschlieenden Schicht hin zu einem hheren Feuchtigkeitsgehalt, was letzt-endlich zu erkennbarer Feuch-tigkeit unter der abschlieenden Schicht fhren kann.

    Vermeidung: Diffusionsoffene Bel-ge bzw. Aufbauten verwenden oder Flche abdichten.

    BautrocknungsphaseDer berschusswasseranteil (Was-seranteil, der nicht zur Reaktion be-ntigt wird) bei der Herstellung des Betons muss ber einen lnge-

    ren Zeitraum verdunsten knnen. Zumindest in den ersten Monaten kommt es daher zu hheren Ver-dunstungsraten auf den luftzuge-wandten Oberflchen. Bei fehlender Lftung oder kalten Wandinnenfl-chen knnen ebenfalls durch Kon-densation Feuchtstellen entstehen. Vermeidung: Lftungsverhalten an-passen.

    VerdichtungsmngelUnzureichende Verdichtung (z.B. durch zu hohe Schttlagen, sehr dicht liegende Bewehrung) wh-rend des Betonierens hinterlsst un-kontrollierte, groe Poren im Beton-gefge. Diese Zonen sind i.d.R. nicht mehr wasserundurchlssig, so dass bei Druckwasser Feuchtstellen ent-stehen oder sogar flieendes Wasser durchtreten kann. Insbesondere der bergang zwischen Sohlplatte und Fubereich der Wnde ist durch Ent-mischungen des Betons oder fehlen-de Verdichtung gefhrdet.Beseitigung: z.B. Verpressen durch Injektion. Das Fllen von Rissen oder undichtem Betongefge erfolgt nach der DAfStb-Richtlinie Schutz und Instandsetzung von Betonbau-teilen, Teil 2 [10].

    Verpressmaterialien: PUR-Polyure-thanharz (dehnfhig); EP-Epoxidharz (kraftschlssig); Zementleim (ZL) oder Zementsuspension (ZS) (kraft-schlssig).

    FugenundichtigkeitenDurch fehlerhaften Einbau der Fu-genabdichtungen oder falsche ber-gangslsungen in den Kreuzungs-punkten von Fugen entstehen auch bei ordnungsgemem Betoneinbau undichte Stellen. Beseitigung: Verpressen durch In-jektion.

    Unkontrollierte, Wasser fhrende RisseDie Spannweite des Wasseran-falls von Wasser fhrenden Rissen reicht vom Feuchtwerden der Riss-ufer (Dunkelfrbung) ber Tropfen-bildung bis hin zu starkem Wasser-durchtritt. Bei den ersten beiden Erscheinungen (niedrige Fliege-schwindigkeit, geringe Wassermen-ge) besteht die Chance, dass sich der Riss durch die so genannte Selbst-heilung (vereinfacht: im Wesentli-chen Neubildung von Calciumcarbo-nat) nach etwa 1 bis 3 Wochen von innen heraus abdichtet.

    Beton nach Eigenschaften

    K 1 K 2

    Lieferschein jedes Lieferfahrzeug

    Konsistenzmessung im Zweifel beim ersten Einbringen bei Herstellung von Pro-

    bekrpern fr fck in Zweifelsfllen

    Gleichmigkeit Stichprobe jedes Fahrzeug

    Druckfestigkeit im Zweifel 3 Proben je 300 moder je 3 Betoniertage

    Luftgehalt(nur bei LP-Beton)

    zu Beginn jedes Betonierabschnitts

    Techn. Einrichtung Verdichtungsgerte, Messgerte berprfen

    Tafel 6: berwachungsttigkeiten auf der Baustelle

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    Beseitigung bei starkem Wasser-durchtritt: Verpressen durch Injek-tion mit schnell reagierenden Ver-fllmaterialien, die auch unter Was-serdruck eingebaut werden knnen.

    Feuchtstellen an Ankerhlsen und DurchdringungenBei falscher Auswahl von Ankerhl-sen und nachlssiger Ausfhrung von Durchdringungen knnen Un-dichtigkeiten entstehen. Die Stellen sind leicht erkennbar, aber nur sehr schwer abzudichten. Hufig dringt Wasser an Nahtstellen zwischen Kunststoff und Beton hindurch, da zwischen diesen beiden Baustof-fen keine wasserdichte Verbindung mglich ist. Beseitigung: Vorsichtiges Verpressen (fhrt nicht immer zum Erfolg) oder Abdichtung von auen.

    Aufsteigende FeuchtigkeitWenn zwischen Betonsohle und nachtrglich gemauerten Innenwn-den keine Folie zum Schutz gegen kapillar aufsteigende Feuchtigkeit eingebaut wird, knnen Feuchtstel-len im Fubereich von Innenwnden auftreten. Beseitigung: z.B. Abdichtung durch Trnken des Mauerwerks.

    11 Literatur

    [1] DIN 18195: Bauwerksabdich-tungen (August 2000).

    [2] DIN 1045-1: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spann-beton; Teil 1: Bemessung und Konstruktion (Juli 2001).

    DIN EN 206-1: Tragwerke aus

    Beton, Stahlbeton und Spann-beton; Beton Festlegung, Ei-genschaften, Herstellung und Konformitt (Juli 2001).

    DIN 1045-2: Tragwerke aus

    Beton, Stahlbeton und Spann-beton; Beton - Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformitt; Anwen-dungsregeln zu DIN EN 206-1 (Juli 2001).

    DIN 1045-3: Tragwerke aus

    Beton, Stahlbeton und Spann-beton; Teil 3: Bauausfhrung (Juli 2001).

    [3] Richtlinie Wasserundurchls-sige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie) (November 2003). Deutscher Ausschuss fr Stahl-beton (DAfStb).

    [4] Beddoe, R.; Springenschmid, R.: Feuchtetransport durch Bautei-le aus Beton. Beton- und Stahl-betonbau 94 (1999) H. 4, S. 158 - 166.

    [5] Timm, G.: Wasserundurchlssige Bauwerke aus Beton von der Planung bis zur Ausfhrung, Beton- und Stahlbetonbau 99 (2004) H. 7, S. 514 - 519.

    [6] Edvardsen, C. K.: Wasserdurch-lssigkeit und Selbstheilung von Trennrissen in Beton. Deut-scher Ausschuss fr Stahlbe-ton, H. 455, (1996), Beuth Ver-lag GmbH Berlin Wien Zrich.

    [7] Onken, P.; Rostasy, F.: Wirksame Betonzugfestigkeit im Bauwerk bei frh einsetzendem Tem-peraturzwang. Deutscher Aus-schuss fr Stahlbeton, Heft 449, (1995), Beuth Verlag GmbH Berlin Wien Zrich.

    [8] Hohmann, R.: Fugenausbil-dung und -abdichtung bei was-serundurchlssigen Bauwerken aus Beton. Beton-Informatio-nen 45 (2005) H. 3/4, S. 73 - 87.

    [9] Springenschmid, R.: Zum Ein-flu der Temperatur whrend der Nachbehandlung auf Ris-se in Bodenplatten und Weien Wannen. Beton- und Stahlbe-tonbau 98 (2003) H.11, S. 654 - 660.

    [10] Richtlinie Schutz und Instand-setzung von Betonbauteilen (Mai 2001). Deutscher Aus-schuss fr Stahlbeton (DAfStb).