DIN EN (EC 2) Massivbau Beschichtung von tragenden Bodenplatten in Tiefgaragen Stand der Technik gemäß DIN EN /NA:

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1 Tech-News Nr. 2015/01 (Stand ) Massivbau Dipl.-Ing. Klaus Schäfer Prüfingenieur für Bautechnik VPI Wettbachstraße Sindelfingen DIN EN (EC 2) Massivbau Beschichtung von tragenden Bodenplatten in Tiefgaragen Stand der Technik gemäß DIN EN /NA: Grundsätzliches Direkt befahrene Stahlbeton-Flächentragwerke (Decken und tragende Bodenplatten) in Parkebenen müssen über ihre potentielle Lebensdauer gegen schädliche Einflüsse aus Tausalzen geschützt werden. Bei Planung und Bau geschieht das primär durch die Wahl eines widerstandsfähigen, dichten Betons mit ausreichender Betondeckung, in den Baubestimmungen umgesetzt durch die Einstufung in die Expositionsklassen XD (Bewehrungskorrosion, ausgelöst durch Chloride, ausgenommen Meerwasser) und ggf. XF (Betonangriff durch Frost mit und ohne Taumittel). Alle Betone für Bauteile der Expositionsklassen XD sind der Überwachungsklasse 2 zuzuordnen (DIN : , Tab. NA.1). Das Maß der erforderlichen Betondeckung ist nach den Expositionsklassen festzulegen. Mit Ausnahme von Bauteilen in Einzelgaragen werden darüber hinaus zusätzliche Maßnahmen, z. B. rissüberbrückende Beschichtung gefordert und auf Veröffentlichungen des DAfStb verwiesen. Zusätzliche Maßnahmen sind immer dann erforderlich, wenn durch Risse an der Betonoberseite Chloride bis an die Bewehrung gelangen können. 2. Einstufung in Expositionsklassen und Festlegung der Betongüten Für die Einstufung in Expositionsklassen ist die Tabelle 4.1 aus DIN EN /NA [ 2 ] maßgebend. Die Festlegung der Betongüte erfolgt über den Anhang E, Tabelle E.1DE. In der kommentierten Fassung Eurocode 2 sind die Angaben aus dem Anhang E in die Tabelle 4.1 eingearbeitet (Tabelle 4.1 in [106]). Haftung von der Landesvereinigung und deren Autoren übernommen werden. Seite: 1

2 Einzelgaragen Befahrene Platten (Bodenplatten und Decken): XD1 mind. C30/37 oder C25/30 LP zusätzliche Maßnahmen nicht explizit gefordert Tiefgaragen und Parkdecks Befahrene Platten (Bodenplatten und Decken, nicht frei bewittert): XD3, XC3, WA mind. C35/45 oder C30/37 LP zusätzliche Maßnahmen notwendig Befahrene frei bewitterte Platten (oberste Parkebenen, auch Randbereiche offener Parkdecks): XD3, XC4, XF4, WA C35/45 oder C30/37 LP zusätzliche Maßnahmen notwendig Rampen: je nach Exposition wie frei bewitterte / nicht frei bewitterte Platten 3. Hintergründe und Grundlagen der Regelungen Das Heft 600 [102] stellt die durch den Normenausschuss autorisierte Auslegung der Norm dar. Die für die Ausführung von direkt befahrenen Flächentragwerken wesentlichen Aussagen werden im Folgenden wörtlich zitiert (wörtliche Zitate sind kursiv gedruckt). Auszüge aus Heft 600 [102]: Zu Tabelle 4.1, Fußnote b) Bei Parkdecks handelt es sich in der Regel um über mehrere Felder durchlaufende Flächentragwerke.. Eine Rissbildung an der Bauteiloberseite ist daher im Allgemeinen zu erwarten. Entsprechend Tabelle 4.1, Fußnote b, ist bei direkt befahrenen Parkdecks eine Ausführung nur mit zusätzlichen Maßnahmen (z. B. rissüberbrückende Beschichtung) zulässig. Diese Regelung berücksichtigt, dass horizontale Betonbauteile mit Rissbildung und Haftung von der Landesvereinigung und deren Autoren übernommen werden. Seite: 2

3 Chloridbeaufschlagung von oben als Bauteile mit den schärfsten Beanspruchungen hinsichtlich Bewehrungskorrosion einzustufen sind. Zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit von direkt befahrenen Parkdecks ist aus den genannten Gründen stets zu beachten, dass Risse und Arbeitsfugen dauerhaft geschlossen bzw. geschützt werden müssen, um Schäden durch eindringendes chloridhaltiges Wasser und damit durch die chloridinduzierte Korrosion der Bewehrung zu vermeiden. Dieses Prinzip ist unabhängig davon anzuwenden, ob z. B. planmäßig breitere Einzelrisse in Kauf genommen werden, die nach Abschluss der Rissbildung wieder geschlossen oder beschichtet werden oder ob durch eine rissbreitenbegrenzende Bewehrung nach DIN mit mehreren kleinen Rissen gerechnet wird, die dann in der Fläche beschichtet oder abgedichtet werden müssen. Auch die Einstufung der Betonbauteile in XD3 mit den damit verbundenen Mindestanforderungen setzt die übliche Instandhaltung während der Nutzungsdauer voraus. Hinweise zum Umfang einer Instandhaltung werden im DBV-Merkblatt gegeben. Bei Aufbringung eines dauerhaften und flächigen Schutzes unter Einbeziehung einer regelmäßigen und in definierten Abständen vorzunehmenden erweiterten, d. h. über das Übliche hinausgehenden Wartung auf der Basis eines Wartungsplans und der Durchführung notwendiger Instandsetzungsmaßnahmen sind Reduzierungen bei der Betondeckung (Dicke und Dichtheit) innerhalb der Expositionsklassen XD und XF möglich. Das DBV-Merkblatt enthält für verschiedene Anwendungsfälle detaillierte Angaben zu den Inhalten des Wartungsplans, den erforderlichen Wartungsintervallen und den Instandsetzungsmaßnahmen sowie zu den Randbedingungen, unter denen eine Herabstufung der Expositionsklassen möglich ist. Das Merkblatt gibt auch Hinweise zur Auswahl geeigneter Oberflächenschutzsysteme und Abdichtungen für die verschiedenen Bauteile. Zum Schutz von aufgehenden Bauteilen ist eine Beschichtung oder Abdichtung von Stützen und Wandanschlüssen erforderlich. Die Formulierung der Fußnote b lässt außer der genannten Beschichtung auch andere Maßnahmen zu, deren Gleichwertigkeit hinsichtlich des dauerhaften Schutzes gegen Bewehrungskorrosion im Einzelfall nachzuweisen ist. Als Beispiele können genannt werden: die Vermeidung von Rissen auf der Bauteiloberseite, z. B. durch Vorspannung, die Vermeidung von oben liegender Bewehrung durch Ausführung von Einfeldsystemen (sofern keine Trennrisse zu erwarten sind), der Einbau von Bewehrung aus nicht rostendem Stahl (ggf. nur auf der Bauteiloberseite). An der Einstufung in XD3 und XF4 (XF2) ändert sich aber nichts. Kellerfußböden und Bodenplatten, die nicht Bestandteil des Tragsystems sind, werden in DIN EN nicht explizit geregelt. Die Maßnahmen zur Dauerhaftigkeit solcher Böden, insbesondere zum Korrosionsschutz ggf. vorhandener Bewehrung, können im Verantwortungsbereich der Planer im Einzelfall z. B. mit Blick auf andere Nutzungsdauern oder Schadensfolgen abweichend festgelegt werden. Haftung von der Landesvereinigung und deren Autoren übernommen werden. Seite: 3

4 Unter dem Beispiel Einzelgarage für die Expositionsklasse XD1 der Tabelle 4.1 sind nur tragende Bauteile unter dem PKW-Stellplatz innerhalb eines Einfamilienhauses o- der in einer daneben stehenden Einzelgarage zu verstehen. Andere Fälle von Tausalzbelastung auf Bauteilen mit sehr geringer Nutzungsfrequenz durch Fahrzeuge sind im Einzelfall zu beurteilen und in entsprechende Expositionsklassen einzustufen. Die Erläuterungen sind in weiten Teilen wortgleich bereits in der 2., überarbeiteten Auflage des Hefts 525 aus dem Jahr 2010 enthalten. Die nachstehenden Absätze aus der 1. Auflage des Hefts 525 bzw. aus dem Heft 526 sind in Heft 600 nicht mehr enthalten, sie tragen jedoch zur Verdeutlichung des Sachverhalts bei. Anzuwenden und Stand der Technik ist jedoch Heft 600: Heft 525 (2003): zu Tabelle 3, Fußnote b) Die in der Fußnote b genannte rissüberbrückende Beschichtung bei direkt befahrenen Parkdecks, mindestens OS11, ist im Sinne einer Anwendungsregel als eine ausreichenden zusätzliche Maßnahme zu verstehen, wenn die sich für die Expositionsklasse XD3 ergebenden Mindestbetondeckungen und festigkeiten eingehalten werden und konstruktive Anforderungen an eine wirksame Entwässerung einschließlich der Stützen und Wandanschlüsse erfasst werden. Da bei Beschichtungen auf befahrenen Flächen im Allgemeinen von einer geringeren Lebensdauer der Beschichtungen ausgegangen wird, gilt die Einstufung in XD3 auch bei beschichteten Parkdecks. Sofern im Einzelfall die Beschichtungsmaßnahme jedoch so ausgeführt und instandgehalten wird, dass die Umwelteinflüsse dauerhaft vom Bauteil ferngehalten werden, ist eine Zuordnung in XD1 zulässig. Zur dauerhaften Sicherstellung der Schutzwirkung der Beschichtungsmaßnahme ist ein projektbezogener Wartungsplan zu vereinbaren. Zusätzlich zur Einstufung in XD ist bei Parkdecks eine Einstufung in XF erforderlich, wenn die Bauteile Frost ausgesetzt sind. Wird der Beton durch eine rissüberbrückende Beschichtung in Verbindung mit einem Wartungsplan dauerhaft geschützt, so ist bei Frostbeanspruchung in der Regel eine Einstufung in XF1 ausreichend. Ohne derartigen dauerhaften Schutz ist bei freier Bewitterung eine Einstufung in XF4 und bei überdachten Flächen in der Regel eine Einstufung in XF2 erforderlich. Heft 526 (2003): Die Betonzusammensetzungen in DIN EN 206-1, Anhang F sind unter der Annahme einer Nutzungsdauer von 50 Jahren unter üblichen Instandhaltungsbedingungen festgelegt. Haftung von der Landesvereinigung und deren Autoren übernommen werden. Seite: 4

5 4. Beschichtung mit Oberflächenschutzsystemen Oberflächenschutzsysteme für die Erhöhung der Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen sind in der Instandsetzungsrichtlinie [10.2] und der ZTV-ING [11] grundsätzlich geregelt. Im Allgemeinen handelt es sich um Systeme mit mehrschichtigem Aufbau, deren Komponenten chemisch aufeinander abgestimmt sind. Die Verwendbarkeit wird im Allgemeinen durch eine abz nachgewiesen. Für befahrene Flächen sind folgende Systeme relevant: OS8 Beschichtung für mechanisch und chemisch stark beanspruchte Flächen, z. B. Fahrbahnen, Parkflächen, Rampen, auch frei bewittert; Starres System, nicht rissüberbrückend, es ist begleitende Rissebehandlung erforderlich (verpressen, Rissbandagen); OS8 ist produktspezifisch auch bei rückseitiger Wassereinwirkung geeignet, hierzu abz beachten. OS11 Beschichtung mit erhöhter dynamischer Rissüberbrückung für befahrbare, planmäßig mechanisch stark belastete Flächen (einschichtiger oder zweischichtiger Aufbau); für Betonbauteile mit Rissen (oberflächennahe und Trennrisse) von max. 0,3 mm Breite, auch frei bewittert; Bewegungen der Risse unter Temperatur- und Lastbeanspruchung sind bis 0,2 mm erträglich; Gegenüber OS13 auch für höhere mechanische Beanspruchung, z. B. auf Rampen. OS13 Beschichtung mit nicht dynamischer Rissüberbrückung für befahrbare Flächen; zur dauerhaften Überbrückung vorhandener und neu entstehender, nicht arbeitender Risse bis 0,25 mm Breite; primär für überdachte Betonbauteile, z. B. für Fahr- und Standflächen in geschlossenen Parkhäusern und Tiefgaragen. Aufgrund der lokal unterschiedlichen Anforderungen (Stellfläche, Fahrspur, Kurvenbereich und Rampen mit erhöhter mechanischer Beanspruchung, freie Bewitterung, WU-Anforderungen usw.) wird bei einem Bauvorhaben oft der technisch bestmögliche Kompromiss angestrebt werden müssen und eine Kombination aus mehreren Systemen zum Einsatz kommen. Haftung von der Landesvereinigung und deren Autoren übernommen werden. Seite: 5

6 5. Empfehlungen für die Praxis Die Bauherrschaft hat den Anspruch auf ein dauerhaftes Bauwerk bei üblichem Instand-haltungsaufwand. Wegen der besonderen Problematik bei Betonbauteilen mit Chlorideinwirkungen sind der Objektplaner und die Bauherrschaft auf eine hinreichend qualifizierte Beratung durch den Fachplaner angewiesen. Die Vielzahl der technischen Einflüsse und die Wechselwirkungen mit anderen Bauteilanforderungen sind oft so komplex, dass die Anforderungen nicht im Rahmen einer Norm allein geregelt werden können. Auch nach verbindlicher Einführung des EC2 und der 2013 erfolgten Überarbeitung des NA ist das Thema noch in besonderem Maß Gegenstand von Fachkolloquien und Diskussionsrunden, die mit Veröffentlichungen zum Stand der Technik Planungshilfen geben. Die frühzeitige Abstimmung zwischen Planern und Bauherrschaft und die klare Definition der Anforderungen ist besonders wichtig. Von den Planungsbeteiligten müssen möglichst schon bei der Vorplanung die Grundlagen und technischen Verantwortlichkeiten festgelegt und nachweislich gegenüber der Bauherrschaft dokumentiert werden. Ob wegen 10 mm Betondeckung weniger oder einer Betonfestigkeitsklasse niedriger die Bauherrschaft jahrzehntelang einen höheren Instandhaltungsaufwand oder ein größeres Schadensrisiko in Kauf nehmen will, muss im Einzelfall abgewogen werden. Die Bauherrschaft muss immer darüber in Kenntnis gesetzt werden, was sie durch Wartung und Instandhaltung dazu beitragen kann, dass das Bauwerk über seine Lebensdauer schadensfrei nutzbar bleibt. Seitens der Planer muss klar geregelt sein, wer den Wartungsplan erstellt und den Bauherrn über die Notwendigkeiten nachweislich aufklärt. Empfehlungen und Beispiele zum Wartungsplan enthalten [105] und [108]. 5.1 Allgemeine Entwurfs- und Planungsgrundsätze und Hinweise für Parkdecks und befahrene Bodenplatten 1. Ausreichende Dimensionierung der Bauteilabmessungen, um die erforderlichen Betondeckungen auch an kritischen Stellen einhalten zu können 2. Flächenentwässerung und Gefälleausbildung nach [105] 3. Definiertes Entwurfskonzept mit Festlegungen zu den Rissbreiten Festlegung und konstruktives Anstreben von Rissbreiten, die die statische bzw. dynamische Überbrückungsfähigkeit des Oberflächenschutzsystems nicht überschreiten Haftung von der Landesvereinigung und deren Autoren übernommen werden. Seite: 6

7 alternativ Festlegung und konstruktives Anstreben von Rissbreiten, die nach dem Auftreten dauerhaft geschlossen bzw. abgedichtet werden oder Vermeidung von Rissen durch geeignete, konstruktive Maßnahmen, z. B. Vorspannung, zwängungsfreie Einfeldsysteme, keine oberseitige Bewehrung usw. (im Allgemeinen für Sonderfälle) 4. Bei ausgedehnten Bauwerken kann die wegen der XD-Klassifizierung erforderliche hohe Betonfestigkeitsklasse im Hinblick auf die Rissbildung nachteilig sein. Bei Parkflächen mit geringem Tausalzeintrag (z. B. kleinere Mehrfamilienhäuser mit wenig Fahrzeugwechsel) kann evtl. in Abstimmung mit der Bauherrschaft ein wirtschaftlicher Kompromiss gefunden werden. 5. Mit Ausnahme von Einzelgaragen sind für alle befahrenen Flächen zusätzliche Schutzmaßnahmen gefordert. Falls keine flächige Abdichtung mit Schutzschicht ausgeführt wird, dürfte dies bis auf begründete konstruktive Ausnahmen immer eine Beschichtung mit einem geregelten Oberflächenschutzsystem sein. 6. Die Art des Oberflächenschutzsystems ist im Einzelfall unter Abwägung aller Anforderungen festzulegen, z. B. - Rissüberbrückungseigenschaft (max. Rissweite, starr / dynamisch) - rückseitige Wassereinwirkung bei Weißen Wannen (i. A. nur OS8, abz beachten) - mechanische Beanspruchung - Witterungseinflüsse. Kompromisse werden nicht immer vermeidbar sein und müssen mit der Bauherrschaft abgestimmt werden. 7. Durch ausreichende und dokumentierte Information muss die Bauherrschaft in die Lage versetzt werden, richtig zu entscheiden und zu handeln. Über die gesamte Lebensdauer des Bauwerks verlangen tausalzbeaufschlagte Verkehrsflächen vom Nutzer besonderes Augenmerk und Wartung. Beschichtungen altern und nutzen sich infolge mechanischer Beanspruchung ab. Die Flächen sollten in jedem Fall vor und nach dem Winter auf Schäden an der Beschichtung kontrolliert und Mängel umgehend behoben werden. Die nasse Reinigung im Frühjahr zur Entfernung der Tausalzreste ist für die Parkebene genauso sinnvoll wie die Unterbodenwäsche beim Auto. 8. In allen Fällen sind Risse kurzfristig und dauerhaft zu schließen und schadhafte Beschichtungen instand zu setzen, so dass eine weitere Feuchtezufuhr und Chlorid-eintrag in den Riss vermieden wird. Haftung von der Landesvereinigung und deren Autoren übernommen werden. Seite: 7

8 5.2 Ergänzende Hinweise für Stahlbetonbauteile unter durchlässigen Fahrbelägen Betonoberflächen unter durchlässigen Fahrbelägen, z. B. Betonsteinpflaster in Parkebenen von Mehrfamilienhäusern, sind nicht einsehbar. Betonschäden und Bewehrungskorrosion können nicht durch regelmäßige Wartung festgestellt werden. Andererseits ist die Zahl der Fahrzeugbewegungen und damit der Tausalzeintrag geringer als in hochfrequentierten Parkhäusern. Hinsichtlich der Dauerhaftigkeit besonders gefährdet ist die Stützenbewehrung am Übergang Fundament/ Stütze (Arbeitsfuge). Zu beachten ist hier: 1. Für die unter dem Pflaster liegenden Bauteile (Fundamente, Zerr-Riegel) und die Stützen sollte mindestens die Betongüte für XD1 gewählt werden, d. h. C30/ Die Oberfläche der Fundamente sollte mit mind. 2% Gefälle weg von aufgehenden Bauteilen ausgeführt werden, um die Ansammlung tausalzhaltigen Wassers an diesen Stellen zu vermeiden. 3. An den wegen Betonlunkern besonders gefährdeten Übergangsbereichen Fundament / Stütze ist stets eine Hohlkehle auszubilden und eine Beschichtung aufzubringen. 4. Fundamente mit oben liegender Bewehrung und Zerr-Riegel sind an ihrer Oberseite zu beschichten [105]. 5. Während für die Beschichtung der Stützenfüße im Allgemeinen ein OS4 eingesetzt wird, dürfte für die Oberseiten von Fundamenten und Zerr-Riegeln auch ein ausreichend dicker, bituminöser Anstrich ausreichen. 5.3 Zusammenfassung Für die fachgerechte Planung von befahrenen Stahlbetonbauteilen sind neben der Kenntnis des EC2 mit NA auch die Auslegungen des Hefts 600 (normativ) zu beachten. Der Stand der Technik wird nur umgesetzt, wenn darüber hinaus das DBV-Merkblatt Parkhäuser und Tiefgaragen [105] und ergänzende Veröffentlichungen berücksichtigt werden. Besonderes Augenmerk ist auf die Beratung der Bauherrschaft hinsichtlich der notwendigen Wartung und Instandhaltung zu legen. Haftung von der Landesvereinigung und deren Autoren übernommen werden. Seite: 8

9 Baubestimmungen: [1] DIN EN : Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetonbauwerken Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau [2] DIN EN /NA: Nationaler Anhang [10] DAfStb-Richtlinie Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen [10.1] Teil 1: Allgemeine Regeln und Planungsgrundsätze ( ) [10.2] Teil 2: Bauprodukte und Anwendung ( ) [10.3] Teil 3: Anforderungen an die Betriebe und Überwachung der Ausführung ( ) [11] ZTV-ING Teil 3 Massivbau, Abschnitt 4: Schutz und Instandhaltung von Betonbauteilen Ergänzende Veröffentlichungen: [100] Heft 525 des DAfStb: Erläuterungen zu DIN Auflage 2010 [101] Heft 526 des DAfStb: Erläuterungen zu den Normen DIN EN 206-1, DIN , DIN , DIN und DIN 4226 Deutscher Ausschuss für Stahlbetonbau, Beuth-Verlag 2003 [102] Heft 600 des DAfStb: Erläuterungen zu DIN EN und DIN EN /NA Deutscher Ausschuss für Stahlbetonbau, Beuth-Verlag, 1. Auflage 2012 [103] Regelungen zur Dauerhaftigkeit von befahrenen Parkdecks Stellungnahme des DAfStb vom [104] Wesentliche Diskussionsergebnisse des DAfStb-Fachkolloquiums Dauerhaftigkeit von befahrenen Parkdecks am 20.März [105] Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e.v.: DBV-Merkblatt Parkhäuser und Tiefgaragen. 2. überarbeitete Ausgabe September 2010 Haftung von der Landesvereinigung und deren Autoren übernommen werden. Seite: 9

10 [106] Fingerloos, Hegger, Zilch: Eurocode 2 für Deutschland, DIN EN Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken, Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau mit Nationalem Anhang, Kommentierte Fassung, Verlag Ernst und Sohn 1. Auflage 2012 [107] Schöppel / Stenzel: Konstruktionsregeln für Parkbauten in Betonbauweise Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 5, S [108] Bastert / Krams / Meyer / Motzke: Wartung bei Parkbauten Inhalte und juristische Stellung Beton- und Stahlbetonbau 106 (2011), Heft 9, S [109] Fingerloos / Meier: Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen und Fundamenten unter durchlässigem Fahrbelag Beton- und Stahlbetonbau 106 (2011), Heft 9, S [110] Grundsatzpapier Münchner Runde Tiefgaragenbauwerke und Parkgaragen Download unter: [Tiefgaragenbauwerke] Bücher zum Thema: [200] Manfred Schröder u. a.: Schutz und Instandsetzung von Stahlbeton TAE kontakt & Studium Band 552, expert-verlag 2012, 6. Auflage [201] Silvia Weber: Betoninstandsetzung Vieweg+Teubner, 2. Auflage 2013 Haftung von der Landesvereinigung und deren Autoren übernommen werden. Seite: 10