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Www.tba.bl.ch Verkehr und Gewässer sollen fliessen Qualitätssicherung: Beton Planeranlass 2. November 2015 Referent: Dr. Ulrich Püschner Mitarbeiter Fachbereich.

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1 Verkehr und Gewässer sollen fliessen Qualitätssicherung: Beton Planeranlass 2. November 2015 Referent: Dr. Ulrich Püschner Mitarbeiter Fachbereich Infra-Management

2 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie QS Kunstbauten gesetzliche/kantonale Vorgaben fachgerechte Planung fachgerechte Umsetzung vollständige Dokumentation Qualität 2 dauerhafte Kunstbauten Erhaltung: Kontrollen & Massnahmen

3 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Verantwortlichkeiten - Ausgangslage Qualität = Bau allgemeinBezogen auf BetonVerantwortungMaterialtechnologie BL Kantonale / gesetzliche Vorgaben CH & BL-§, Verträge, RRB, BUDE, … PHI, Normen, WAV, TPs etc.Politik und kantonale PL (kt.PL) Hält, basierend auf kantonalem Team- Wissen, WAVs etc. aktuell Fachgerechte Planung Ausschreibung (Normen, PHI, TPs, WAV, NPK…) normkonforme Ausschreibung von Beton Planer (Ingenieure) (Kontrolle durch kt.PL und kt.Fach-PL) Kontrolliert Devis, Kontrollpläne und ggf. Pläne aller kantonalen Projekte auf materialtechnologische Fragen Fachgerechte Umsetzung AusführungBestellung des richtigen Betons von zertifiziertem Werk Richtiger Einbau des Betons Genügend lange Nachbehandlung BL (Ingenieure) UN (Baumeister) (Kontrolle durch: ggf. OBL, kt.PL, kt.FPL) Hütet Zertifikate und Rezepturen der zugelassenen Beton-Werke Prüft Ergebnisse unterstützt kt.PLs bei Fragen Komplette Dokumenta-tion Bereinigte Pläne, Baudoku, Rezepturen Zusammenstellung der Prüfergebnisse, Ablegen der Rezepturen Planer, BL kt.FPL (Rezepturen) Liefert Rezepturen an die DAWs (direkt (Vertraulichkeit) ErhaltungRegelmässige Kontrollen und Massnahmen Massnahmen auf Betonrezepturen, Hydrophobierungsmitteln abgestimmt Kt.PL unterstützt durch kt.FPL und Externe Ingenieure Kantonales Erhaltungsmanagement, hütet BWK und KMW, berät kt. PL/Kreise Legende: CH & BL-§schweizerisches oder kantonales RechtPHIProjekt Handbuch f. Ingenieure kt.PLKantonale Projektleiterkt.FPLKantonale Fach-Projektleiter

4 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Grundlagen zur Dauerhaftigkeit von Betonbauten Strassengesetz Leistungsauftrag von Strassen Leitsatz: Verkehr und Gewässer sollen fliessen - sicher und nachhaltig PHI - Version 2.0 April 2010 –ProjektierungsHandbuch für Ingenieure (Quatro-Kantonal) (AG, BL, BS, SO) o Projektphasen o Nutzungsvereinbarung Nutzungsdauer : Sie wird definiert als Zeitspanne der Nutzung, während der die Tragsicherheit und Gebrauchstauglichkeit bei betrieblichem und eventuellem baulichen Unterhalt, ohne Erneuerung, gewährleistet ist. Sie wird Objektspezifisch festgelegt 2015 waren das für Kunstbauten: Tragkonstruktion 100 Jahre; Brüstungen 50 Jahre; Abdichtung 40 Jahre; Fahrbahnübergänge 40 Jahre; Korrosionsschutz von Stahlteilen 20 Jahre Anhang A3 SIA 262 «Betonbau» -Betonsorten -Minimale Bauteilabmessungen etc.

5 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Grundlagen: Kantonaler Leistungsauftrag 5

6 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Grundlagen

7 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie 7 TBA Vorgaben bzgl. der Dauerhaftigkeit Gesetzliches / Grundlagen

8 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie 8 Planung -Wünsche & Ideen Externer (Politik & Bevölkerung) -Kantonale Planung (TBA: V, K1, K2, K3, W) -Weisungen und Ausführungsvorschriften (WAV) -Typenpläne (T-XXX) -Kantonale Lebensdauer bis 100 Jahre

9 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Bedeutung allgemein Bezogen auf Beton VerantwortungMaterialtechnologie Kanton BL Ausschrei- bung basierend auf den aktuellen Normen, PHI, TPs, WAV, NPK norm- konforme Ausschrei- bung von Beton Planer (Ingenieure) stellen bereit (Kontrolle durch kt.PL & kt.Fach- PL) Kontrolliert Devis, Kontrollpläne, ggf. Pläne auf materialtechno- logische Fragen 9 I) Fachgerechte Planung

10 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Kantonale Grundlagen PHI: Projektierungshandbuch für Ingenieure – Neubau und Erhaltung von Kunstbauten Version 2.0 Besonders wichtig: Anhang A3 SIA 262 «Betonbau»

11 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie 11 PHI - Bestandteil des Ingenieurvertrags für Beton siehe: Anhang A3 I) Fachplanung durch Ingenieure & Planer

12 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Einwirkungen auf Beton (Expositionsklassen i.w.S.) a)Statik b)Verschleiss c)Korrosion durch Karbonatisierung d)Korrosion durch Chloride e)Angriff durch Frost &Taumittel f)äusserer chemischer Angriff (Sulfat) g)innerer chemischer Angriff (AAR) h)Schwinden und vieles andere mehr i)Kombinationen von a)- h) 12 Zement beeinflusst durch Zement

13 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Betondecke Fundament Stützmauer aus PHI bzw. T Korrosion durch Chloride Frostangriff mit und ohne Taumittel Korrosion durch Karbonatisierung beständig gegen AAR normkonforme Ausschreibung von Beton

14 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Kantonale Grundlagen WAV’s WAV 332 Betonbau - Version 4 1. Sept –Weisungen und AusführungsVorschriften –300er Reihe Ausführungsvorschr. f. Bauarbeiten Typenpläne T-XXX PflH ÜEK - Version 3 / 30. Juni 2010 –PflichtenHeft Überwachung und Erhaltung von Kunstbauten

15 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Ausführung durch Regelung im Werkvertrag Die Dauerhaftigkeit wird in verschiedenen Punkten des Werkvertrags direkt oder indirekt geregelt: Art. 2 : Bestandteile des Werkvertrags und deren Rangordnung –z.B. Kantonales Recht vor SIA-Normen Art. 10 : Besondere Vereinbarungen –Garantiefristen (Rügefristen)  5 Jahre für Belagsarbeiten, Abdichtungen, Korrosionsschutz, Spezialfälle  3 Jahre für alle übrigen Bauarbeiten und Leistungen 15 Unternehmer …Besonderen Bestimmungen Kap. 963 folgende: –963 Kontrollen und Qualitätsprüfungen Für die Dauerhaftigkeit von Belang: – Rückverfolgbarkeit der Materialien und Baustoffe – Beton und folgende Nutzungsdauer 100 Jahre Garantie 5 Jahre Differenz 95 Jahre

16 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Im TBA Download bzw. durch kt.PL bereitgestellt Stand WAV-107: Werkvertrag WAV 105-1: Ausschreibungsunterlagen WAV-105-2: Besondere Bestimmungen TBA BL Siehe Kap. 963 folgende: –963 Kontrollen und Qualitätsprüfungen Für die Dauerhaftigkeit von Belang: – Rückverfolgbarkeit der Materialien und Baustoffe – Beton und folgende Kantonale Grundlagen

17 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Bau allgemein Bezogen auf Beton VerantwortungMaterialtechnologie Kanton BL Aus- führ- ung -Zertifizierte Werke -richtiger Beton -richtiger Einbau -Genügend lange Nach- behandlung BL & UN (Kontrolle durch: ggf. OBL, kt.PL, kt.FPL) Hütet Zertifikate und Rezepturen der Betonwerke Prüft Ergebnisse, unterstützt kt.PL bei Fragen 17 II) Fachgerechte Umsetzung & Betontechnologie i.w.S.

18 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie 18 Inhalt von Beton -Zement (wird immer feiner und gemischter) -Gesteinskörnung (oft recycelt) -Wasser (Trinkwasser) -Zusatzmittel (verändern sich ständig, Luftporen) -Zusatzstoffe (Pigmente, Flugasche, Müllverm. & CO2 Reduktion) -Baustahl -Leerrohre und andere Einlagen

19 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie IIa) Betontechnologie -Zement -Gesteinskörnung -Wasser -Zusatzmittel (LP) -Zusatzstoffe (Farbe) -Baustahl -Leerrohre u.a. 19 Inhaltsstoffe von Beton

20 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Zement im Wandel der Zeit 20

21 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Normen SIA 118 Allgemeine Bedingungen für Bauarbeiten SIA 118/262 Allgemeine Bedingungen für Betonbau (2004) (neue in Vernehmlassung) SN EN Beton - Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität. SN EN (SIA ) SN EN NE 2013 Beton - Teil 1: Festlegung, Eigensch., Herstellu. u. Konformität - Nationale Elemente NE zur Norm SN EN 206-1:2000 (SIA /NE ) SIA Betonbau SIA 262/ Betonbau - Ergänzende Festlegungen SIA SN EN Beton - Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität Unzählige Prüfnormen SIA 269/ Erhaltung von Tragwerken - Betonbau SIA Abdichtungen und Entwässerungen - Allgemeine Grundlagen und Abgrenzungen Unzählige Produktenormen Unzählige Merkblätter. –SIA Anforderung an neue Zemente –SIA Vorbeugung von Schäden durch die Alkali-Aggregat-Reaktion (AAR) bei Betonbauten –SIA Recyclingbeton –SIA Bohren und Trennen von Beton und Mauerwerk - Normenspezifische Vertragsbedingungen Guter Link: Liste definitiv nicht abschliessend

22 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Wandel vom CEM I zum CEM ?? - eine beispielhafte Auswirkung  Zur Erreichung der Kyoto-Ziele – weniger CO 2 –Ausstoss der Zementwerke nötig  Folge: weniger Klinker im Zement  Folge: geringeres Potential CO 2 zu binden - die Karbonatisierung schreitet schneller voran - die Dauerhaftigkeit ist gefährdet  Folge: Nachweis des Karbonatisierungs- widerstands (neue Prüfung) nötig 22

23 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Fakten: Chem. Reaktion der alkalischen Komponenten des Zements (NaOH, KOH, Ca(OH)2 u.a.) mit dem CO 2 der Luft Auswirkung: Der pH Wert sinkt von >12.5 auf unter 9-6 Folgen:  Die Passivierung des Baustahls geht verloren  < pH Bewehrungskorrosion möglich  Verlust der Tragsicherheit 23 Karbonatisierung

24 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Prävention: Beton ausschreiben und verwenden, der einen genügenden Karbonatisierungswiderstand aufweist (W/Z, Zementgehalt, Zementart (Klinkergehalt)) Genügende Bewehrungsüberdeckung, vernünftige Nachbehandlung Massnahmen am bestehenden Bauwerk: CO 2 -dichte Beschichtung, vorbetonieren – nix Vernünftiges 24 Karbonatisierung

25 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Literatur Karbonatisierung & Chloridwiderstand Grundlagen der Korrosion und der Potentialmessung bei Stahlbetonbauten, VSS-Bericht Nr. 510, F. Hunkeler, 1994 Einfluss der Betonqualität auf den Chlorid- und Karbonatisierungswiderstand, TFB Veranstaltung /62 «Dauerhafte Betonbauwerke – unser Ziel», F. Hunkeler, 1998 Prüfung und Grenzwerte vorhanden Siehe Norm SIA 262/1 Anhang I Chloridwiderstand von Betonen Unterlage für die Sitzung der AG SIA 262 „Beton“, , Traktandum 13, Dr. F. Hunkeler Chloridwiderstand von Beton 17. ibausil Weimar F. Jacobs

26 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie 26 Noch keine AAR? Abschnitt mit AAR - Leider ja AAR im Kanton BL?

27 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Alkali-Aggregat-Reaktion 27 Fakten: alkalische Porenlösung (aus dem Zement) reagiert mit den Gesteinen im Beton. Es entsteht Silikatgel Auswirkung: Dieses quillt im Kontakt mit Wasser auf und der Beton ‘reist’ auseinander AAR - was war das noch?

28 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie AAR - Entwicklungen Anteil [%] CEM I CEM II, III u.a. AAR-Nachweis Baujahr AAR Info an CH-FachweltBeton Norm SIA 262/1 bzw. SN EN neu 85% der CH Gesteine potentiell reaktiv! PHI schreibt AAR- beständig vor AAR normal >30-40 Jahre schnell <10 Jahre Kanton gibt CEM I vor

29 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie AAR 29 Massnahmen: Wahl von geeigneten Gesteinskörnungen* und darauf abgestimmten Zement Beton mit ‘AAR P2’ ausschreiben und verwenden nur Beton aus zertifizierten Betonwerken (mit AAR-Nachweis) Nachträglich: ‘basteln’, Hydrophobieren, Betonersatz, ggf. Abdichtungen – nix Vernünftiges *Recyclingmaterial ist daher heikel Bitte umsetzen: Sonst zahlen am Ende ALLE (mindestens als Steurzahler) den kurzfristigen Profit einzelner!

30 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie AAR im Kanton BL Zurzeit rund 30 Verdachtsfälle – Tendenz steigend Objekte aus den 70ger/80ger Jahren haben das meiste Potential (‘sauberer’ CEM I) Objekte, die bisher nichts zeigen – können heute, in 5 oder mehr Jahren Anzeichen zeigen Bsp. aus dem Ausland: Abbruch von Bauwerken nach nur 2 Jahren (CAN/D) 30

31 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Pantheon / Rom >2000 Jahre Betontechnologie FAZIT Beton mit Qualität ist möglich 31 Ingenieurkunst und kantonale Vorgaben anwenden und durchsetzen Am kostengünstigsten beim Neubau

32 WEB_PF_151102_Planeranlass 2015-Ulrich Püschner_UP Folie Noch Fragen? Loriot © Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit 32


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