8. GUEP Planertag - Köln

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1 8. GUEP Planertag - Köln Beschichtungen für Trinkwasserbehälter aus Beton Regelwerke, Leistungsvermögen, Anforderungen an die sachkundige Planung Univ.-Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Breit Technische Universität Kaiserslautern Materialprüfamt Kaiserslautern Gottlieb-Daimler-Straße Kaiserslautern Fachgebiet Werkstoffe im Bauwesen Gottlieb-Daimler-Straße Kaiserslautern Köln,

2 Blick zurück Anforderungen aus früheren Regelwerken DVGW W 311 DVGW W 270 DVGW W 312 DVGW W 311: DVGW W 311: Für die Reinigung der Innenflächen ist es besonders wichtig, dass sie glatt und möglichst porenfrei sind alles andere fördert Keimwachstum Nachweis der Hygiene wasserundurchlässiger Zementputz mit einer Dicke von 1,5 bis 2 cm Spezialputze auf Zementbasis Beschichtungen auf Zementbasis Planung und Bau von Wasserbehältern Grundlagen und Ausführungsbeispiele Vermehrung von Mikroorganismen auf Materialien für den Trinkwasserbereich Prüfung und Bewertung Wasserbehälter Maßnahmen zur Instandhaltung DVGW W 270: DVGW W 270: Eine Vermehrung von Mikroorganismen auf Materialien für den Trinkwasserbereich muss ausgeschlossen sein im wesentlichen organische, mikrobiell verwertbare Bestandteile Technik Hygiene Instandsetzung DVGW W 312: DVGW W 312: Allgemeine Hinweise zu Hohllagen, Rissen,! Keine sonstigen Materialanforderung! Köln,

3 Blick zurück Anforderungen aus früheren Regelwerken Technik solang du häss Zement jenomme! Quelle: Kölner Domkunst! Keine sonstigen Materialanforderung! Köln,

4 Et hätt nit immer jot jejange Köln,

5 Et hätt nit immer jot jejange Köln,

6 Et hätt nit immer jot jejange Wieso funktionieren die alt bewährten Anwendungen mit zementgebundenen Materialien nicht mehr? Köln,

7 Problem erkannt Gefahr gebannt Geforscht Quelle: Dissertation Peter Boos Köln,

8 Auswirkungen des Pumpeffektes im Trinkwasserbehälter in der Praxis ph Wasser ~ 7 Dichte Schicht Fehlstelle ph=7 ph Beton/Mörtel ~ 13 Köln,

9 Auswirkungen des Pumpeffektes im Trinkwasserbehälter in der Praxis ph Wasser ~ 7 Dichte Schicht Fehlstelle ph>7 ph Beton/Mörtel ~ 13 Köln,

10 Auswirkungen des Pumpeffektes im Trinkwasserbehälter in der Praxis Köln,

11 Regelwerke in der Trinkwasserspeicherung Überarbeitung der Technische Regel Arbeitsblatt W 311 Februar 1988 Planung und Bau von Wasserbehältern Grundlagen und Ausführungsbeispiele Wasserspeicherung Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserbehältern in der Trinkwasserversorgung Technische Regel Arbeitsblatt W 300 Juni 2005 Köln,

12 Regelwerke in der Trinkwasserspeicherung EUROPÄISCHE NORM EN 1508: Wasserversorgung: Anforderungen an Systeme und Bestandteile der Wasserspeicherung NATIONALE ANWENDUNGSREGEL Wasserspeicherung Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserbehältern in der Trinkwasserversorgung Technische Regel Arbeitsblatt W 300 Juni 2005 Köln,

13 DVGW-Arbeitsblatt W 300: Anhang A.10 äquivalenter Wasserzementwert (w/z) eq 0,50 Begrenzung des zulässigen Gesamtporenvolumens (bestimmt mit der Quecksilberdruckporosimetrie gemäß DIN bis 2000 bar nach 24-stündiger Vakuumtrocknung) P 28d 12 Vol.-% nach 28 d Wasserlagerung P 90d 10 Vol.-% nach 90 d Wasserlagerung Frischmörtel-Luftgehalt für 0,40 (w/z) eq 0,50 P L 5 Vol.-% (w/z) eq 0,40 P L 8 Vol.-% (soweit mit Druckausgleichsverfahren messbar) Köln,

14 DVGW-Arbeitsblatt W 300: Anhang A.10 äquivalenter Wasserzementwert (w/z) eq 0,50 Begrenzung des zulässigen Gesamtporenvolumens (bestimmt mit der Quecksilberdruckporosimetrie gemäß DIN bis 2000 bar nach 24-stündiger Vakuumtrocknung) P 28d 12 Vol.-% nach 28 d Wasserlagerung P 90d 10 Vol.-% nach 90 d Wasserlagerung Frischmörtel-Luftgehalt für 0,40 (w/z) eq 0,50 P L 5 Vol.-% (w/z) eq 0,40 P L 8 Vol.-% (soweit mit Druckausgleichsverfahren messbar) Köln,

15 DVGW-Regelwerke in der Trinkwasserspeicherung Wie geht s weiter? / / / / / / / / /1980 W 347 W 300 W 316 W 347 W 312 W 270 W 311 W 270 W 312 Hygienische Anforderungen an zementgebundene Werkstoffe Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserbehältern Instandsetzung Qualifikationen Fachunternehmen, -aufsicht, -personal Hygienische Anforderungen an zementgebundene Werkstoffe Wasserbehälter Maßnahmen zur Instandhaltung Vermehrung von Mikroorganismen Planung und Bau von Wasserbehältern Vermehrung von Mikroorganismen Wasserbehälter Maßnahmen zur Instandhaltung /1976 W 311 Planung und Bau von Wasserbehältern Köln,

16 DVGW-Arbeitsblatt W NEU DVGW W 300:2014-xx NEU Wasserspeicherung Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserbehältern in der Trinkwasserversorgung W W W W W Planung und Bau Instandhaltung und Betrieb Instandsetzung und Verbesserung Werkstoffe, Auskleidungs- und Beschichtungssysteme Grundsätze und Qualitätssicherung auf der Baustelle Werkstoffe, Auskleidungs- und Beschichtungssysteme Anforderungen und Prüfungen Köln,

17 DVGW-Arbeitsblatt W NEU DVGW W 300:2014-xx NEU Wasserspeicherung Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserbehältern in der Trinkwasserversorgung W Planung und Bau - Überarbeitung W 300 alt - Korrektur der Expositionsklassen - Konkretisierung der Betondeckung - Berücksichtigung der Änderungen aus überarbeiteten Normen (z. B. EN 1992, EN 13670, ) Köln,

18 DVGW-Arbeitsblatt W 300 Expositionsklassen Status quo: Expositionsklassen XC4 und XM1 Betondeckung: XC4 = 25 mm c XM1 = 5 mm min 30 mm c c = 15 mm nom 45 mm äquivalenter Wasserzementwert (w/z) eq 0,50 Betonfestigkeitsklasse C 30/37 Expositionsklassen XC4 wechselnd nass/trocken XM1 mäßig SOLL DVGW W 300 max w/z 0,60 0,55 0,50 min f ck C25/30 C30/37 C30/37 min z [kg/m 3 ] 280 (270) 300 (270) keine Angabe Andere Anforderungen Köln,

19 DVGW-Arbeitsblatt W 300 Expositionsklassen Klassenbezeichnung XC4 XM1? Umgebung wechselnd nass und trocken mäßige Verschleißbeanspruchung Beispiele Außenbauteile mit direkter Beregnung tragende oder aussteifende Industrieböden mit Beanspruchung durch luftbereifte Fahrzeuge?? Bezug zum Trinkwasserbehälter Köln,

20 DVGW-Arbeitsblatt W 300 Expositionsklassen Klassen- Expositionsklassebezeichnung max w/z XC4 min f ck DVGW W 300 (in Analogie zu DIN EN / DIN ) XC4 wechselnd nass/trocken 0,60 C25/30 XM1 min z [kg/m 3 ] 280 (270) Andere Anforderungen - XM1 mäßig 0,55 C30/ (270) - XC2 Beispiele nass/selten trocken 0,75 C16/ (240) - XDW Trinkwasser 0,50 C30/ (270) Hygiene Hydrolyse Betondeckung c min 30 mm c nom 45 mm Köln,

21 DVGW-Arbeitsblatt W NEU DVGW W 300:2014-xx NEU Wasserspeicherung Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserbehältern in der Trinkwasserversorgung W Instandhaltung und Betrieb - Anpassung an DIN Köln,

22 DVGW-Arbeitsblatt W NEU DVGW W 300:2014-xx NEU Wasserspeicherung Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserbehältern in der Trinkwasserversorgung W Instandhaltung und Betrieb - Anpassung an DIN SOLL IST Vergleich - Wartung (Bewahrung des Sollzustands) - Inspektion (Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustands inkl. der Ursachen) - Instandsetzung W Verbesserung Köln,

23 DVGW-Arbeitsblatt W NEU DVGW W 300:2014-xx NEU Wasserspeicherung Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserbehältern in der Trinkwasserversorgung W Instandsetzung und Verbesserung - Ersetzt DVGW W 312: und Teile aus W 300: Anpassung an DAfStb-Richtlinie Schutz und Instandsetzung - Anpassung an EN Entwicklung angepasster Instandsetzungsprinzipien für den Anwendungsbereich Trinkwasser Köln,

24 Kontamination des Untergrunds Betonuntergrund muss prinzipiell frei sein von die Trinkwasserqualität beeinflussende Kontaminationen Ausnahme: GUTACHTERLÖSUNG Quelle: Breitbach Köln,

25 Sicherstellung der Betondeckung Sicherstellung der Betondeckung ( 20 mm) Quelle: Breitbach Köln,

26 Sicherstellung der Verbundeigenschaften Sicherstellung der Betondeckung ( 20 mm) Sicherstellung der Verbundeigenschaften V 1 V 2 V 1 Bestand Die Festigkeitseigenschaften der Betonrandzone müssen dem Kernbeton entsprechen. V2 Instandsetzung Die Festigkeitseigenschaften der Instandsetzungsmaterialien müssen dem Kernbeton entsprechen. ds d s ds Konsequenzen für Baustoffe und Bauprodukte Köln,

27 Sicherstellung der Alkalität der Betondeckung Sicherstellung der Betondeckung (c 20 mm) Sicherstellung der Verbundeigenschaften ( d s ) Sicherstellung der Alkalität der Betondeckung Alkalitätsgrenze zur Bewehrung d a 10 mm Köln,

28 Fachbereich Festlegung von Mindestschichtdicken Sicherstellung der Betondeckung (c 20 mm) Sicherstellung der Verbundeigenschaften ( ds) Sicherstellung der Alkalität der Betondeckung (da 10 mm) Festlegung von Mindestschichtdicken (t) t Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Breit 8. GUEP Planertag Köln,

29 Systemabhängigkeiten Anforderungen Sicherstellung der Betondeckung (c 20 mm) Sicherstellung der Verbundeigenschaften ( d s ) Sicherstellung der Alkalität der Betondeckung (d a 10 mm) Festlegung von Mindestschichtdicken (t) Systemabhängigkeiten, z. B. - zementgebundene Beschichtungen im Verbund zum Untergrund mit und ohne Realkalisierungsdepot - Diffusionsdichte Flüssigkunststoffbeschichtungen mit Verbund zum Untergrund - Diffusionsdichte Formteile (Auskleidungen) ohne Verbund Köln,

30 Systeme ohne Verbund zur Konstruktion Konstruktionsbeton Trinkwasser diffusionsdichte Auskleidung mit z. B. Edelstahl oder Folie?? Hohlraum bauphysikalische und hygienische Fragen! Quelle: Breitbach Köln,

31 DVGW-Arbeitsblatt W NEU DVGW W 300:2014-xx NEU Wasserspeicherung Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserbehältern in der Trinkwasserversorgung W Werkstoffe, Auskleidungs- und Beschichtungssysteme Grundsätze und Qualitätssicherung auf der Baustelle - Weitgehend neu - Hygienische Eignung und Aspekte während der Bauausführung - Überwachungskonzepte Köln,

32 DVGW-Arbeitsblatt W NEU DVGW W 300:2014-xx NEU Wasserspeicherung Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserbehältern in der Trinkwasserversorgung W Werkstoffe, Auskleidungs- und Beschichtungssysteme Anforderungen und Prüfungen - Anpassung von bestehenden Anforderungen - Festlegung von Identitätsund Leistungsmerkmalen - Typprüfung und WPK - Beurteilung der Leistungsbeständigkeit Köln,

33 Trinkwasserverordnung (TrinkwV) Trinkwasserverordnung (TrinkwV) 17 (1) Für die Neuerrichtung oder die Instandhaltung von Anlagen für die Gewinnung, die Aufbereitung oder die Verteilung von Trinkwasser dürfen nur Werkstoffe und Materialien verwendet werden, die in Kontakt mit Wasser Stoffe nicht in solchen Konzentrationen abgeben, die höher als nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik unvermeidbar sind. Weiterhin dürfen Werkstoffe und Materialien den nach dieser Verordnung vorgesehenen Schutz der menschlichen Gesundheit nicht unmittelbar oder mittelbar mindern oder den Geruch oder den Geschmack des Wassers verändern. Bei der Planung, dem Bau und Betrieb der in Satz 1 genannten Anlagen sind mindestens die allgemein anerkannten Regeln der Technik einzuhalten. Dies kann für die dabei betroffenen Verfahren und Produkte insbesondere sichergestellt werden, indem durch einen akkreditierten Branchenzertifizierer zertifizierte Verfahren und Produkte eingesetzt werden. - Produktzertifizierung / Leistungsbeständigkeit Köln,

34 DVGW-Arbeitsblatt W NEU DVGW-Arbeitsblatt W Hygienische Anforderungen - Technische Anforderungen - Produktzertifizierung Beurteilung der Konformität bzw. Leistungsbeständigkeit Alle Werk-/Baustoffe und Bauprodukte - Zementgebundene Baustoffe - Metallische Werkstoffe - Organische Werkstoffe - Köln,

35 DVGW-Arbeitsblatt W Hygienische Anforderungen Hygienische Anforderungen - für zementgebundene Baustoffe geregelt in DVGW-Arbeitsblatt W 347 Köln,

36 2006 Arbeitsblatt W Fachbereich DVGW-Arbeitsblatt W 347 Hygienische Anforderungen Färbung Trübung Geruch Neigung zur Schaumbildung Migrationsprüfung Hygienische Anforderungen an zementgebundene Werkstoffe im Trinkwasserbereich Prüfung und Bewertung# Behältern in der Trinkwasserversorgung Hygienische Anforderungen an zementgebundene Werkstoffe im Trinkwasserbereich Prüfung und Bewertung Element Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Chrom (Cr) Nickel (Ni) Lithium (Li) Abgabemenge in mg m-2 d-1 0,05 0,1 0,05 0,3 0,2 0,3 Köln,

37 bei organischen Bestandteilen in - Zusatzstoffe - Zusatzmitteln - Pigmente - Fasern - Bauhilfsstoffe DVGW-Arbeitsblatt W 270 Hygienische Anforderungen 2007 Arbeitsblatt W Vermehrung von Mikroorganismen auf Werkstoffen für den Trinkwasserbereich Prüfung und Bewertung Behältern in der Trinkwasserversorgung Vermehrung von Mikroorganismen auf Werkstoffen für den Trinkwasserbereich Prüfung und Bewertung Köln,

38 Prüfzeugnis Nachweis der Hygienischen Anforderungen Arbeitsblatt W Arbeitsblatt W Hygienische Anforderungen an zementgebundene Vermehrung von Mikroorganismen auf Werkstoffen für den Trinkwasserbereich Prüfung und Bewertung Werkstoffe im Trinkwasserbereich Behältern in der Trinkwasserversorgung Behältern Prüfung und Bewertung# in der Trinkwasserversorgung Prüfzeugnisse Hygienische Anforderungen an zementgebundene Werkstoffe im Trinkwasserbereich Prüfung und Bewertung Gültigkeit 5 Jahre Vermehrung von Mikroorganismen auf Werkstoffen für den Trinkwasserbereich Prüfung und Bewertung Köln,

39 EU Verordnung Nr. 305/ Konformitätsbewertung nach Bauproduktenrichtlinie (BPR) ist durch die - Bewertung und Überprüfung der Leistungsbeständigkeit nach der Bauproduktenverordnung (BauPVO) ersetzt worden. - Leistungserklärung des Herstellers (Systeme 1+, 1, 2+, 3 und 4) HYGIENE System 1+ Köln,

40 Bewertung der Leistungsbeständigkeit System 1+ HYGIENE 1+ Hersteller notifiziertes Prüflabor DIN EN ISO notifizierte Produktzertifizierungstelle DIN EN ISO (ehem. DIN EN 45011) Typprüfung Werkseigene Produktionskontrolle (WPK) Prüfung von Proben nach festgelegten Prüfplan Typprüfung System mit Probenahme - - X - - ohne Probenahme X Leistungserklärung X X des X Herstellers X X mit Probenahme X X X - - durch Hersteller - - Prüfbericht - X - Typprüfung mit Probenahme X X Erstinspektion des Werks und der WPK Laufende Überwachung, Bewertung und Evaluierung der WPK Stichprobenprüfung des Produkts (vor dem Inverkehrbringen) X X X - - Bescheinigung der Leistungsbeständigkeit X X X - - X Köln,

41 Hygienische Anforderungen (System 1+) - für zementgebundene Baustoffe geregelt in DVGW-Arbeitsblatt W für metallische Werkstoffe geregelt in DIN und Metall-Liste des UBA für organische Materialien z. B. neue Elastomerleitlinie des UBA UBA-Beschichtungsleitlinie - UBA-Epoxidharzleitlinie - DVGW-Arbeitsblatt W Hygienische Anforderungen Köln,

42 DVGW-Arbeitsblatt W NEU DVGW-Arbeitsblatt W Hygienische Anforderungen - Technische Anforderungen - Produktzertifizierung Beurteilung der Konformität bzw. Leistungsbeständigkeit Alle Werk-/Baustoffe und Bauprodukte - Zementgebundene Baustoffe - Metallische Werkstoffe - Organische Werkstoffe - Köln,

43 Technische Anforderungen an Baustoffe und Bauprodukte Leistungsmerkmale für vorgesehene Verwendungszwecke (Trinkwasser) Anforderungen - die Identifikation WPK - die Leistung (Gebrauchstauglichkeit, Sonderanwendungen) - Freisetzung gefährlicher Substanzen - Brandverhalten Beurteilung der Konformität - Erstprüfung bzw. Typprüfung - Werkseigene Produktionskontrolle DVGW W 300 A.10 () - () - () - Köln,

44 Bewertung der Leistungsbeständigkeit Technische Anforderungen 2+ Hersteller notifiziertes Prüflabor DIN EN ISO notifizierte Produktzertifizierungstelle DIN EN ISO (ehem. DIN EN 45011) Typprüfung Werkeigene Produktionskontrolle (WPK) Prüfung von Proben nach festgelegten Prüfplan Typprüfung mit Probenahme - - X - - ohne Probenahme X X X X X X X X X - - mit Probenahme durch Hersteller X - Typprüfung mit Probenahme X X Erstinspektion des Werks und der WPK Laufende Überwachung, Bewertung und Evaluierung der WPK Stichprobenprüfung des Produkts (vor dem Inverkehrbringen) X X X - - X X X - - X Köln,

45 Erstprüfung / Typprüfung Erstprüfung Gebrauchstauglichkeitsnachweis muss alle Leistungsmerkmale umfassen, die für die bestimmungsgemäße Verwendung des Produktes relevant sind muss wiederholt werden: - bei Änderungen der Zusammensetzung - bei Änderungen der Ausgangsstoffe Köln,

46 Festlegung von Leistungsmerkmalen Leistungsmerkmale für zementgebundene Beschichtungen im Trinkwasserbereich (Gebrauchstauglichkeitsmerkmale) Druckfestigkeit Biegezugfestigkeit Chloridionengehalt Haftvermögen Behindertes Schwinden / Quellen E-Modul Gesamtporosität Leistungsprüfung Köln,

47 Festlegung von Leistungsmerkmalen Leistungsmerkmale für zementgebundene Beschichtungen (Gebrauchstauglichkeitsmerkmale) Leistungsmerkmal Prüfverfahren Anforderung Druckfestigkeit DIN EN MPa Chloridionengehalt DIN EN ,05 % Haftvermögen DIN EN ,0 MPa Behindertes Schwinden / Quellen DIN EN Elastizitätsmodul DIN EN GPa Haftzugfestigkeit nach Prüfung 2,0 MPa Gesamtporosität DIN Vol.-% DVGW-Arbeitsblatt W 347 Köln,

48 Identität / Identifizierungsprüfungen WPK Anforderungen an die Identität / Identifizierungsprüfungen Prüfung wird durchgeführt, um die Konsistenz und Gleichmäßigkeit der Produktion in Bezug auf die Einhaltung eines deklarierten Wertes der Zusammensetzung oder einer Eigenschaft des Produktes nachzuweisen. z. B. Granulometrie der trockenen Bestandteile Druckfestigkeit Dichte Erstarrungszeit Prüfungen dürfen für die Bestätigung der Zusammensetzung des Produktes verwendet werden Köln,

49 Produktkennzeichnung Produktkennzeichnung RiLi SIB X X EN X X DVGW X Köln,

50 DVGW-Arbeitsblatt W NEU Et es wie et es DVGW W 300:2014-xx NEU Wasserspeicherung Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserbehältern in der Trinkwasserversorgung Entwurf vom Oktober 2013 Einspruchsfrist bis W W W W W Planung und Bau Instandhaltung und Betrieb Instandsetzung und Verbesserung Werkstoffe, Auskleidungs- und Beschichtungssysteme Grundsätze und Qualitätssicherung auf der Baustelle Werkstoffe, Auskleidungs- und Beschichtungssysteme Anforderungen und Prüfungen Köln,