Einsatz von Vergussmaterialien und Dichtungen

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1 Einsatz von Vergussmaterialien und Dichtungen Dr.-Ing. Jürgen Stein

2 Regelwerke Verguss MAV / RPV Kein EU-harmonisiertes Bauprodukt, ohne nationale Vorschriften MAV und RPV sind anerkannte Regelwerke der WSV Vertragsrelevante Prüfungen regelt die ZTV-W LB 210 Überarbeitung MAV und ZTV-W LB 210 bis Anfang 2014 Planung, Anwendung und Prüfungen Prüfgeräte für Vergussstoff und System Seite 2

3 Eignungsnachweis der Firma Grundprüfung Firma weist nach, dass sie einen Verguss nach MAV herstellen kann Bestätigung ist für Baumaßnahmen der WSV erforderlich Seite 3

4 Grundprüfung In der WSV zugelassene Firmen Seite 4

5 Prüfung unter Baustellenbedingungen Eignungsprüfung Eignungsnachweis unter den Randbedingungen der Baustelle Der AN muss die Rezeptur und die Konformitätsbescheinigungen aller Ausgangsstoffe 8 Wochen vor Baubeginn bei der BAW einreichen Herstellung von Probekästen je Deckwerkstyp und Einbaubedingung Ändert sich der Baustoff oder die Einbaubedingungen, so ist die Eignung erneut nachzuweisen Seite 5

6 Herstellung von Probekästen Eignungsprüfung Anhand der Systemprüfung wird die Konsistenz und die endgültige Vergussstoffmenge festgelegt Abweichung von max. 10 % in der Vergussstoffmenge ist erlaubt Mehr- oder Mindermengen sind in der Ausschreibung gemäß STLK vorzusehen Seite 6

7 Prüfung während der Herstellung Eigenüberwachung Der AN hat die Eigenüberwachung durchzuführen und zu protokollieren Die Vergussstoffkennwerte und die eingebrachten Vergussstoffmengen müssen in einem Einbaulageplan dokumentiert werden Seite 7

8 Zusätzliche Prüfung nach Bedarf Kontrollprüfungen Der Auftraggeber kann jederzeit Kontrollprüfungen durchführen lassen Der Umfang richtet sich nach der Fragestellung Seite 8

9 Herstellungsart Teilverguss Anwendung Bei stärkerer Belastung Liegestellen Kanaleinengung steile Böschungen Kolkschutz Übergangsbereiche zwischen Vollverguss und losen Steinen Freizeiteinwirkungen Seite 9

10 d/2 d/2 Eindringtiefe d Deckschichtdicke Herstellungsart Teilverguss Durchlässigkeit Wahl der Vergussstoffmenge Wasserbausteine Vergussstoff Kornfilter oder Geotextil Boden Fall: a b c Vergussstoffmenge: > l/m² > l/m² > l/m² > 95% 90-70% 80-60% < 5% 5-30% 15-40% < 5% < 5% MAV, Bild 2: Anzustrebende Vergussstoffverteilung in % der Vergussstoffmenge in Abhängigkeit von der eingebrachten Vergussstoffmenge Seite 10

11 Herstellungsart Teilverguss Eine dichte Sperrschicht muss vermieden werden Seite 11

12 Eintauchtiefe Nachweis der Vergussstoffverteilung Teilverguss Tauchwägung Waage Zeit Tauchpegel Steine Verguss Poren Seite 12

13 Herstellungsart Vollverguss Wasserbausteine Vollverguss aus dichtem Vergussstoff Geotextil Boden Seite 13

14 Herstellungsart Vollverguss Bei sehr starker Belastung Einfahrtbereich vor Schleusen Kolkschutz unterhalb eines Wehres Dichtung Bauwerksanschlüsse (z. B. Spundwand) Seite 14

15 Herstellungsart Vollverguss Wasserbausteine Vollverguss aus dichtem Vergussstoff Geotextil Boden Seite 15

16 Qualitätssicherung Häufigkeit der Einzelprüfungen Anlage 3, MAV Ausgangsstoffe Prüfungen am frischen Vergussstoff Prüfungen am erhärteten Vergussstoff Seite 16

17 Qualitätssicherung Anforderung an den frischen Vergussstoff Einfluss der Konsistenz bei 100 l/m² nicht vergossen Zieh-/Ausbreitmaß 400/540 mm Zieh-/Ausbreitmaß 520/620 mm! Seite 17

18 Qualitätssicherung Anforderung an den frischen Vergussstoff Erosionsstabilität Ausspültest stabil entmischt Seite 18

19 Qualitätssicherung Anforderungen an den erhärteten Vergussstoff Tabelle 3, MAV Seite 19

20 Herstellung Möglichkeiten der Vergussstoffaufbereitung Seite 20

21 Herstellung Einbau von Hand Über Wasser Unter Wasser Seite 21

22 Herstellung Maschinelles Einbauverfahren Seite 22

23 Erfahrungen aus der Praxis Kollodialmörtel und Mörtel mit Zusatzmitteln sind technisch gleichwertig Verfahren ist nur erfolgreich, wenn der Vergussstoff, das Einbauverfahren und der Hohlraumgehalt der Wasserbausteine gut aufeinander abgestimmt sind Bei Verguss im Trockenen sind die Steine anzufeuchten Oberflächentemperatur der Steine > 5 C und < 40 C Problematik Verschlammung und Planum: Verguss darf erst eingebaut werden, wenn Freigabe durch den AG erfolgt ist (Satz aus der ZTV-W LB 210 sollte ernst genommen werden) Seite 23

24 Notwendigkeit von Dichtungen Vermeidung von Wasserverlusten (Grenzwert: 15 l/s/km) Dammsicherheit Vermeidung von Vernässungen bei Grundstücken und Gebäuden Grund- und Trinkwasserschutz Seite 24

25 Anforderungen an Dichtungen Verformbarkeit Flexibilität Festigkeit Mechanische Belastungen Geringe Durchlässigkeit Dichtheit Geeigneter Untergrund Aufnahme der Lasten Erosionssicherheit Äußere, innere Erosion Beständigkeit/ Langzeitwirkung Frost/ Tau, Austrocknung, Wurzeln, Wühltiere Seite 25

26 Dichtungsmaterialien für Schifffahrtskanäle natürliche Dichtungsmaterialien mit hydraulischen Bindemitteln mit hydraulischen Bindemitteln und Ton mit bituminös gebundenen Dichtungsmaterialien Naturtondichtungen Geosynthetische Tondichtungsbahnen Vollverguss Betonplatten Betonmatratzen dauerplastischer Dichtungsbelag aus Zement, Ton und Zuschlägen verfestigender Dichtungsbelag aus Zement, Ton und Zuschlägen bituminöse Dichtungsbeläge vollvergossene Schüttsteine mit bitumengeb. Vergussstoff Seite 26

27 Naturtondichtung Beschreibung Natürlicher bindiger Boden mit geringer Durchlässigkeit z. B. Ton Lehm Seit vielen Jahrzehnten im Wasserstraßenbau bewährt Sehr gute Dichtungseigenschaften Material wird in der Regel aufbereitet Seite 27

28 Naturtondichtung Regelwerke ZTV-W, LB 210 (2006) RPW (2006) EAO Empfehlungen zur Anwendung von Oberflächendichtungen an Sohle und Böschung von Wasserstraßen (2002) Seite 28

29 Naturtondichtung Anforderungen an das Dichtungsmaterial k = 10-9 m/s, nach ZTV-W LB 210 bezogen 20 cm Schichtdicke Mittel- bis ausgeprägt plastische Tone Bodengruppe nach DIN Mindesttonanteil: 20 % bzw. 30 % Maximaler Sandanteil: 20 % Maximaler Kiesanteil: 10 % Nachweis der Erosionsstabilität durch Pinholetest und Zerfallsversuch Nachweis der Flexibilität durch Balkenbiegetest Seite 29

30 Naturtondichtung Anforderungen an das Dichtungsmaterial Pinholetest Stabilität gegenüber äußerer Erosion 8 mm Versuchsdauer: 200 h Maximal zulässige Lochvergrößerung: 100% 10 cm Seite 30

31 Naturtondichtung Anforderungen an das Dichtungsmaterial Flexibilitätstest mit Balkenbiegegerät Unzulässige Rissbildung Material zu spröde Qualitätssicherung 40 cm 2 cm Prüfbalken (50 cm x 10 cm x 10 cm) Maximal zulässige Rissbildung bis 1/3 der Balkenhöhe Seite 31

32 Naturtondichtung Allgemeine Anforderungen an die Herstellung Aufbereitung durch Homogenisierung und Wasserzugabe Seite 32

33 Naturtondichtung Allgemeine Anforderungen an die Herstellung Dichtung ist geschlossen, rissefrei und lagestabil herzustellen Dichtungsstärke 20 cm In hohen Dammstrecken oder bei erhöhtem Gefahrenpotential 30 cm Seite 33

34 Naturtondichtung Einbau im Trockenen Mindesttonanteil: 20 % C u 50 kn/m 2 Flexibel am Anschluss von massiven Bauteilen Quelle: WSA Eberswalde Seite 34

35 Naturtondichtung Einbau im Trockenen Tondichtung muss durch ein Deckwerk geschützt werden Quelle: WSV Seite 35

36 Naturtondichtung Anschluss an eine Spundwand Spundwandvorderkante Schutzschicht/Wasserbausteine Normale Dichtungsschicht Dichtungskeil 1 : 3 oder flacher X 50 cm Seite 36

37 Naturtondichtung Anschluss an eine Spundwand Saubere Anschlussfläche Keine saubere Anschlussfläche Seite 37

38 Naturtondichtung Einbau unter Wasser Für Einbauverfahren unter Wasser ist eine Grundprüfung erforderlich Erhöhte Anforderungen an die Aufbereitung Mindesttonanteil: 30 % Einbaugrenzen: 15 kn/m 2 c u 25 kn/m 2 Seite 38

39 Naturtondichtung Einbau unter Wasser Tonplattenverfahren Kontrollen: Überlappung 10 cm keine Fehlstellen Kontakt mit Planum Schichtdicke Bereits jahrelang im Einsatz, auf Sohle und Böschung anwendbar Seite 39

40 Naturtondichtung Einbau unter Wasser Tonbahnenverfahren Bahnenbreite 1,20 m Fugenschluss durch Querdehnung Abstimmung von Verlege- zu Tonfördergeschwindigkeit ist wichtig Seite 40

41 Naturtondichtung Einbau unter Wasser Tonwürfelverfahren 8 cm Zweilagige Schüttung mit 0,5 m Versatz Verdichtung durch Plattenrüttler in 2 versetzten Übergängen Homogener Aufbau Seite 41

42 Naturtondichtung Qualitätssicherung Entnahme im Trockenen Entnahme unter Wasser Qualitätssicherung für das Material und den Einbau gemäß ZTV-W LB 210 Prüfintervalle und Prüfumfang Leitparameter (KV, Plastizität, c u ) Seite 42

43 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Seite 43