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Wasserundurchlässiger Beton - Richtiger Einbau und Qualitätskontrolle

Bei einer wasserdichten Betonkonstruktion (WU Beton), gilt es neben einem dichten Beton auch die Fugen und Rohrdurchführungen wasserdicht zu erstellen. Während es bei den Fugenabdichtungen und Abdichtungen für Rohrleitungen eine Vielzahl von Produkten auf dem Markt gibt, werden die Betoneigenschaften klar nach Norm geregelt.

Die Fachbauleiter der waprotec ag legen bei der Überwachung der Betonarbeiten zusammen mit dem Bauunternehmen das Augenmerk auf die Betoneigenschaften des gelieferten Frischbetons, die korrekte Verarbeitung vor allem beim Verdichten und die saubere Nachbehandlung des jungen Betons.

Ungerissener Beton mit einer Mindeststärke von 25cm ist grundlegend als dicht zu bezeichnen. Diese Dichtigkeit ist separat von den bauphysikalischen Anforderungen zu betrachten. Wasser kann trotzdem durch kapillaren Wassertransport (Kapillarporosität zw. Zuschlag und Zementstein, kapillare Saugwirkung) und Wasserdampfdiffusion (Druckdifferenz) eindringen. Eine Weisse Wanne ist somit als wasserdicht, nicht aber als dampfdicht zu betrachten. Da es sich bei Stahlbeton jedoch um eine gerissene Bauweise handelt, widerspricht sich die Verwendung von Beton als Baustoff mit der Anforderung an ein dichtes Bauwerk. Wie kann etwas Risse haben, wenn es gleichzeitig dicht sein soll?

Das Ziel bei der Verarbeitung ist es dabei die Risse möglichst klein zu halten und gezielt eine Vielzahl von kleinen Rissen mit Rissbreiten unter 0,15mm zu erzeugen.

Für eine wasserdichte Betonkonstruktion sind Risse daher sogar gewollt. Es wird versucht Risse zu verteilen und gezielt Risse zu erzeugen, um diese dann mit geeigneten Abdichtungsmassnahmen wie Abklebungen oder Arbeitsfugenbänder aufzunehmen.

Einfluss auf das Rissbild haben dabei mehrere Einflüsse:

  • Mindestbewehrung für die Rissbreitenbegrenzung
  • Betoneigenschaften
  • Konstruktion
  • Statische Einwirkungen (sind jedoch vom Ingenieur zu bemessen und werden hier nicht weiter behandelt)
  • Nachbehandlung

Bemessung

Die meisten Risse entstehen in den ersten 48h nach dem Einbringen des Frischbetons. Durch die Hydratationswärme dehnt sich der Beton aus, während der Verbund zwischen Beton und den Eisen noch nicht in der Lage ist diese Spannungen aufzunehmen. Bei der Festlegung des Bemessungslastfalls ist daher bereits die zu erwartenden Wärmeentwicklung während des Abbindeprozesses zu berücksichtigen.

  • III – Aufbau von Druckspannung, starke Relaxation wg. geringem E-Modul
  • IV – Abkühlung ? Abbau der Druckspannung
  • V – Spannungsfreier Zustand bei T0. Weitere Abkühlung führt zu Zugspannung

Bei Temperaturen von 10 – 15°C unter Betontemperatur bei T0 muss mit Rissbildung gerechnet werden. Dieser Fakt wird leider zu häufig nicht beachtet. Während der Rissbildung infolge der Hydratation fast von allen Baufachleuten Beachtung geschenkt wird, wird der Zugbeanspruchung in Folge von Temperatureinwirkungen während der Bauphase und im Endzustand keine Bedeutung zugemessen. Die Bemessung auf „abfliessende Hydratationswärme“ ermöglicht zwar deutliche geringe Armierungsgehalte als auf späten Zwang, aber die Bemessung auf „abfliessende Hydratationswärme“ setzt voraus, dass zu keinem Zeitpunkt während der Bauphase und Nutzung niedrigere Temperaturen auftreten als unmittelbar nach der Betonage. Dies entspricht jedoch nur in den seltensten Fällen der Realität.

Es gilt daher zwischen zwei unterschiedlichen Rissbildungen zu unterscheiden:

  •  Frühe Rissbildung „Zwang aus abfliessender Hydratationswärme“
  • Späte Rissbildung „Zugbeanspruchung infolge ΔT und Schwinden“
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