Besondere Aspekte bei der Planung und Ausführung Wasser undurchlässiger Stahlbetonbauwerke im Untergrund, Weiße Wanne Zur Definition des Fachbegriffs Weiße.

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1 Besondere Aspekte bei der Planung und Ausführung Wasser undurchlässiger Stahlbetonbauwerke im Untergrund, Weiße Wanne Zur Definition des Fachbegriffs Weiße Wanne und Stand der Regelwerke Zu häufigen Mängeln/Schäden an Weißen Wannen und die Ursachen 2.1 Trennrisse im jungen Betonalter 2.2 Wasser führende Trennrisse im späten Betonalter. Folgerungen aus den Mängeln/Schäden 3.1 für die Objektplanung 3.2 für die Tragwerksplanung 3.3 für die Bauausführung Offene Probleme der Planung Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

2 „Schwarze Wanne“ „Weiße Wanne“, nach Lohmeyer
b) „Schwarze Wanne“ „Weiße Wanne“, nach Lohmeyer Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

3 Auszug: ZTV-(Kunstbauten), -(Tunnel), -(Wasserbauten) usw.
Weiße Wanne: Ein mit Bezug auf die jeweils geschuldete Verwendungs- und/oder Beschaffenheitsvereinbarung genügend Wasser undurchlässiges Bauwerk oder Bauteil aus Stahlbeton für Tunnel (Innen- Außenschalen),Tröge, Docks, Schleusen, Schlitz-und Bohrpfahlwände usw. für Untergeschosse mit der Nutzung als: Garagen, Lagerräume für unterschiedlichste Lagergüter mit Bezug auf den Feuchteschutz, Technikräume, Wohn- und Büroräume usw. zu Regelwerken: Es gibt in Deutschland zur Zeit kein einheitliches Regelwerk. Eine entsprechende Richtlinie des DAfStb ist seit „ Jahren in Arbeit“. Auszug: ZTV-(Kunstbauten), -(Tunnel), -(Wasserbauten) usw. DBV-Merkblätter, DS 804,853 (Bahn AG), DAfStb Heft 400 Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

4 Trennrisse und Zwangskräfte in Wänden infolge Hydratationswärme nach Falkner
Temperatur und Spannungsverlauf im jungen Beton bei behinderter Verformung nach Springenschmidt Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

5 Einflüsse auf die Trennrissbildung aus abfliessender Hydratationswärme
Unter Berücksichtigung des Zwangsgrades und der Relaxation muss bei abschnittsweise hergestellten Betonbauteilen mit Trennrissen gerechnet werden bei T = Tmax,neu - Tc,alt > 15 – 20 K Leistungsbereich Bauausführung Tmax ist maßgebend abhängig von: der Zementmenge und –art, der Frischbetontemperatur, der Lufttemperatur, der Bauteildicke, der Schalungsart ( Stahl oder Holz ). Die Relaxation ist maßgebend abhängig von der Nachbehandlung. Leistungsbereich Tragwerksplanung Mit der Menge der Bewehrung lässt sich lediglich die Rissbreite beeinflussen nicht jedoch die Rissentstehung. Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

6 Zeitliche Entwicklung von Zugfestigkeit und Zwangspannung im Beton (qualitativ) nach Sommer
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7 Wasser führende Trennrisse in einer Sohlplatte infolge Hydratationswärme
Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

8 Wasser führende Trennrisse in der Sohlplatte einer Tiefgarage infolge von Zwangsbeanspruchungen aus Klima, ΔT Sommer-Winter Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

9 Feuchtigkeitsmerkmal
OBJEKTPLANUNG Beispiel für Kriterien der Beschaffenheitsvereinbarung mit Bezug auf die Dichtigkeit nach DBV-Merkblatt, ZTV-TUNNEL Dichtigkeits-klasse Feuchtigkeitsmerkmal Definition (Auszug) 1 vollständig trocken Keine Feuchtstelle an den Innenseiten feststellbar. 2 weitgehend trocken Vereinzelt schwache Durchfeuchtung. Ein aufgelegtes Löschpapier darf sich nicht infolge Feuchtigkeitsaufnahme verfärben. 3 kapillar durchfeuchtet Ein aufgelegtes Löschpapier verfärbt sich infolge der Feuchtigkeitsaufnahme, kein Tropfwasser. Tabelle 1: Dichtigkeitsklassen Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

10 OBJEKTPLANUNG Beispiel für eine Beschaffenheits- und/oder Verwendungs-vereinbarung nach der ÖBV-Richtlinie (Auszug) Klasse Kurzbezeichnung Zusatzmaßnahmen Anwendungsbeispiele As Sonder- klasse vollständig trocken (Dk 1) Klimatisierung des Raumes unbedingt erforderlich. Lager für besonders feuchtigkeitsempfindliche Güter. A1 weitgehend trocken (Dk 2) Klimatisierung möglich. Verkehrsbauwerke, Aufenthaltsräume, Lager, Hauskeller, Haustechnikräume. A2 leicht feucht (Dk 3) In Sonderfällen Klimatisierung. Garagen, Haustechnikräume, Verkehrsbauwerke. Dk = Dichtigkeitsklasse nach DBV-Merkblatt Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

11 OBJEKTPLANUNG Beispiele für eine Beschaffenheits- und/oder Verwendungsvereinbarung nach der ÖBV-Richtlinie (Auszug) Klasse Kurzbezeichnung Zusatzmaßnahmen Anwendungsbeispiele A3 feucht, ablaufendes Wasser Entwässerungsmaß-nahmen Garagen (mit Zusatzmaßnahmen, z.B. Entwässerungsrinnen) etc. A4 nass, ablaufendes Wasser Außenschale der zweischaligen Bauweise. Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

12 TRAGWERKSPLANUNG Nachweise für Zwangsbeanspruchungen aus Hydratationswärme (möglichst B 25)
II. III. Rechnerische Nachweise für beschränkte Trenn-rissbreiten in Verbindung mit einer möglichen Selbstheilung der Risse (Dichtigkeitsklasse 2,3) z.B. wzul (mm) I (hw/d)   < 0,20 < 10 < 0,15 < 15 < 0,10 < 25 Rechnerische Nachweise zur Vermeidung von Trennrissen (Dichtigkeitsklasse 1) cr = Zwangspannung T = Temperaturdehnzahl Ec = Elastizitätsmodul  = Relaxationsfaktor  = Behinderungsgrad fct = Zugfestigkeit Konstruktive Maßnahmen zur Vermeidung von Trennrissen: (Dichtigkeitsklassen 1 – 3) z.B.: Anordnen von genügend kleinen Betonier-abschnitten in Sohlen in Kombination mit V-förmigen Arbeitsfugen und Anordnen von Sollrissfugen in Wänden. cr = T  T  Ec     < fct wcal < wzul Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

13 BAUAUSFÜHRUNG Prüfen der geschuldeten Dichtigkeitsklasse
Wahl einer Betonrezeptur (wu-Beton) unter Berücksichtigung  der Größe der Betonierabschnitte und des Fugenkonzeptes,  der jeweiligen Betondicken,  der Jahreszeit und Frischbetontemperaturen,  der Schalungsart, um T (Tc, neu – Tc, alt) möglichst gering zu halten. T ist maßgeblich zu beeinflussen durch:  Zementart (u.U. NW-Zement),  Zementmenge < 300 – 320 kg/m³. Entwicklung eines Programms für die Nachbehandlung: Schutz gegen zu schnelles Abkühlen, um Relaxation des jungen Betons zu ermöglichen. U.U. nachträgliches Abdichten durch Füllen (Verpressen) von Trennrissen nach Prüfen der Dichtigkeit. Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

14 OFFENE PROBLEME Feuchtetransport in WU-Bauteilen
Bei Bauteildicken > 20 cm findet kein Wassertransport von außen statt, Voraussetzung w/z < 0,55 („Baufeuchte beachten“)  Wassertransport im Bereich von Biegerissen noch nicht erforscht. Wasseraufnahme und –abgabe in Betonprobekörpern nach Springenschmid/Beddoe Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude

15 Zum Fußbodenaufbau bei Weißen Wannen
Aufgeständerter Fußboden nach Cziesielski Schwimmender Estrich mit Dampfsperre nach Lohmeyer Prof. Dr.-Ing. Klaus Müller, Buxtehude