Beurteilung von Rissen in Stahlbetonbauteilen aus der Sicht des Hausverwalters. Referent von xx Seiten

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1 Beurteilung von Rissen in Stahlbetonbauteilen aus der Sicht des Hausverwalters Referent von xx Seiten

2 0. Einleitung Gliederung 1. Beton Stahlbeton - Spannbeton 2. Einige Rissarten Rissbild und Ursachen 3. Fehler am Bauwerk als Hauptrissursache 4. Die Instandsetzungsrichtlinie 5. Fazit 2 von 46 Seiten

3 1. Beton - Stahlbeton - Spannbeton 1.1 Einige Baustoffeigenschaften 1.2 Kombination von Baustoffen 1.3 Warum Stahlbeton reißen muss! 1.4 Gebrauchstauglichkeitskriterium 3 von 46 Seiten

4 1.1 Einige Baustoffeigenschaften Beton neben Mauerwerk DER Baustoff in Europa Wasser, Zement, Kies, Zusatzstoffe Transportbeton, Baustellenbeton Fertigteile, Fertigteile mit Ortbetonergänzung Wichtigster Kennwert ist der w/z-wert (Masseverhältnis von Wasser und Zement) 4 von 46 Seiten

5 1.1 Einige Baustoffeigenschaften Beton ein größerer w/z-wert (mehr Wasser) verbessert die Verarbeitbarkeit ein kleinerer w/z-wert (weniger Wasser) erhöht die Festigkeit Beton darf nur so verarbeitet werden, wie er geliefert wird. Problem: Herstellung und Überwachung von Baustellenbeton 5 von 46 Seiten

6 1.1 Einige Baustoffeigenschaften Betonstahl hochwertiger Stahl mit größerer Festigkeit als üblicher Baustahl, sehr dehnbar, gerippt Stabstahl, Lagermatten, Listenmatten Biegeliste für die Vorfertigung Problem: nachträgliches und mehrfaches Hin- und Rückbiegen Spannstahl Einsatz nur in bauaufsichtlich zugelassenen Spannverfahren und von geschultem Personal Problem: Fertigteildecken, diese Bauteile dürfen nicht verändert werden 6 von 46 Seiten

7 1.2 Kombination von Baustoffen Prinzip des Stahlbeton: Beton allein kann sehr hohe Druckspannungen aufnehmen, aber quasi keine Zugspannungen. Der Bewehrungsstahl übernimmt die Zugspannungen im Stahlbeton, er liegt also in der Zugzone der Bauteile. 7 von 46 Seiten

8 1.3 Warum Stahlbeton reißen muss! 8 von 46 Seiten

9 1.3 Warum Stahlbeton reißen muss! Wenn der Stahl im Stahlbeton die ihm zugeordneten Kräfte aufnehmen soll, dann MUSS der Beton vorher reißen, weil er nur etwa 1/10 der Dehnfähigkeit des Stahls besitzt. Es kann bei der Bemessung von Stahlbeton also nur um die Größe und die Anzahl der Risse gehen. Rissfrei gibt es nicht. Wenige Stäbe mit großem Durchmesser führen zu wenigen breiten Rissen Mehr Stäbe mit kleineren Durchmessern induzieren mehr Risse mit kleineren Rissbreiten. 9 von 46 Seiten

10 1.4 Gebrauchstauglichkeitskriterium Aus der Sicht der Gebrauchstauglichkeit ist nach diesen Erkenntnissen offenbar sinnvoll, Kriterien zu formulieren, mit denen die Rissbildung so kontrolliert werden kann, dass a) die einwandfreie Nutzung des Bauwerks in der gesamten Standzeit gewährleistet ist, b) Leib und Leben nicht gefährdet werden und c) wirtschaftlicher Schaden abgewendet wird. Eine Kontrolle der Rissbildung erfolgt in erster Linie durch die Beschränkung der Rissbreite, weil dadurch die Korrosion der Bewehrung verhindert bzw. eingeschränkt wird. 10 von 46 Seiten

11 1.4 Gebrauchstauglichkeitskriterium Als Faustregel dafür, ab welcher Breite ein Riss in einem Stahlbetonbauteil als gefährlich und sanierungsbedürftig eingestuft werden muss, gilt: a) für Innenbauteile w lm 0,4 mm b) für Außenbauteile w lm 0,2 mm Für bestimmte wasserundurchlässige Bauteile und sog. flüssigkeitsdichten Beton können schärfere Regeln gelten. Bei Neubauten sind die zulässigen Rissbreiten gemäß DIN EN 1990 mit den Planern zu vereinbaren. 11 von 46 Seiten

12 2. Einige Rissarten Rissbild und Ursachen 2.1 Klassifizierung von Rissen 2.2 Zuordnung und praktische Beispiele 12 von 46 Seiten

13 2.1 Klassifizierung von Rissen Risse haben verschiedenste Erscheinungsbilder und müssen für eine zutreffende Beurteilung entsprechend Klassifiziert werden. Das geschieht im Wesentlichen nach folgenden Kriterien: a) Rissbreite, Rissform, Risstiefe b) Risslage in Bezug auf das Bauteil c) Rissalter, Rissaktivität d) Rissbild, Risserscheinung Die Klassifizierung von Rissen wird anschaulich an konkreten Beispielen und anhand von Skizzen demonstriert. 13 von 46 Seiten

14 2.2 Zuordnung und praktische Beispiele Rissbreite (an der Bauteiloberfläche zu messen) Viele Risse wirken optisch schlimmer, als sie tatsächlich sind (dunkler Riss auf hellem Anstrich). Also Rissbreiten stets messen und dokumentieren: Risslineal, Risslupe, Rissmonitor, Fotoapparat. 14 von 46 Seiten

15 2.2 Zuordnung und praktische Beispiele Rissform (Verlauf der Breite längs eines Risses) Bei V-förmigen Rissen hat in vielen Fällen an der größeren Rissbreite eine größere Kraft gewirkt bzw. wurde an der schmaleren Stelle des Risses eine größere Verschiebung durch die Konstruktion behindert. 1= gleichmäßige Kraft Bild 1 Bild 2 15 von 46 Seiten Bild 3 2,3 = ungleichmäßige Kraft

16 2.2 Zuordnung und praktische Beispiele Risstiefe (zerstörungsfrei schwer zu messen) Trennrisse, verlaufen bis tief ins Bauteilinnere, Bewehrung kreuzt die Rissufer (unten rechts) Oberflächenrisse, befinden sich hauptsächlich im Bereich der Betondeckung der Bewehrung (unten links) d d Oberflächenriss 16 von 46 Seiten h Trennriss

17 2.2 Zuordnung und praktische Beispiele Rissalter (auch alte Fotos und Unterlagen auswerten) Neuer Riss: scharfe Kanten, kein Staub, Farbdifferenz Alter Riss: gebrochene Kanten, Staubablagerungen 17 von 46 Seiten

18 2.2 Zuordnung und praktische Beispiele Risstiefe (unkonventionelle Methoden helfen ggf.) Beispiel zum Messen der Risstiefe bei offenen Lunkern oder im Bereich von Abplatzungen, liefert einen Mindestwert. 18 von 46 Seiten

19 2.2 Zuordnung und praktische Beispiele Risslage (kann nur Fachpersonal beurteilen!) Wo liegen die Risse in Bezug auf die Funktion des Bauteils? Rot: lastinduzierte Risse Grün: Risse mit anderen Ursachen Bild 1 19 von 46 Seiten Bild 2

20 2.2 Zuordnung und praktische Beispiele Rissaktivität (als dreidimensionales Problem sehen!) Größere Bewegungen nur bei vollständigen Trennrissen. Ggf. Langzeitmessungen (Rissmonitoring, KEIN Gips!) w w v w v 20 von 46 Seiten h

21 2.2 Zuordnung und praktische Beispiele Rissbild (Anzahl und Verlauf, Häufung, Ausrichtung) a) bewehrungskonform (i.d.r. Verlegefehler/Betondeckung) 21 von 46 Seiten

22 2.2 Zuordnung und praktische Beispiele Rissbild (Anzahl und Verlauf, Häufung, Ausrichtung) b) wilde Risse (i.d.r. Verdichtungsfehler/Nachbehandlung) hier zwei Beispiele für Schwindrisse 22 von 46 Seiten

23 2.2 Zuordnung und praktische Beispiele Abplatzungen (Stahlkorrosion, Betonkorrosion) Hier: Abplatzungen infolge Kalktreiben (ungelöschter Kalk, dehnt sich bei Zutritt von Wasser aus) 23 von 46 Seiten

24 3. Fehler am Bauwerk als Hauptrissursache 3.1 Fehler und Bauwerkssicherheit 3.2 Fehler bei der Planung 3.3 Fehler bei der Bauausführung 3.4 Fehler bei späteren Aus- und Umbauten 24 von 46 Seiten

25 3.1 Fehler und Bauwerkssicherheit Es gibt drei Kategorien für Fehler an Tragwerken: a) zufällige Fehler Verteilung der Lasten und Materialkennwerte b) systematische Fehler Berechnungsmodelle und mathematische Verfahren c) grobe Fehler menschliches Versagen, Pfusch Fehler der Kategorien a) und b) sind normativ durch die Sicherheitsbeiwerte erfasst. Grobe Fehler lassen sich nicht rechnerisch erfassen, sondern nur durch Kontrollen. Der Sicherheitsindex für Bauwerke im Hochbau beträgt 3,8 (DIN EN 1990) bei kalkulierter Standzeit von 50 Jahren. 25 von 46 Seiten

26 3.2 Fehler bei der Planung Durch den Einsatz des 4-Augen-Prinzips (Prüfingenieur) minimiert, treten aber dennoch auf. Beispiel: Fußpunkt von Windenergieanlagen. 26 von 46 Seiten

27 3.2 Fehler bei der Planung Weitere Beispiele: links: fehlerhaft geplante Lage der Rohrdurchbrüche rechts: kapitaler Fehler in einer Filigrandeckenplatte 27 von 46 Seiten

28 3.3 Fehler bei der Bauausführung Häufigste Ursache für Risse in Stahlbetonbauteilen: Zeitdruck, Profitgier, Vergabepraxis, Qualifikation, Sprache. Überwachung und Kontrolle nötig. a) Verlegefehler: Stababstände, Betondeckung, Verwechslung, Weglassen b) Betonierfehler: Verdichtung, Fallhöhe, w/z-wert c) Nachbehandlung: Austrocknen, Zeitpunkt der Erstbelastung nach dem Betonieren, Ausschalfristen 28 von 46 Seiten

29 3.3 Fehler bei der Bauausführung Einige Beispiele: links: zu geringe Stababstände an einer Stütze rechts: fehlende Betondeckung unter einer Bodenplatte 29 von 46 Seiten

30 3.3 Fehler bei der Bauausführung Einige Beispiele: links: verbotenes Mehrfachbiegen von Bewehrungsstahl rechts: Schallbrücke wegen mangelhafter Schalung 30 von 46 Seiten

31 3.3 Fehler bei der Bauausführung Einige Beispiele: links: zu geringe Betondeckung an einem Sturz rechts: zu geringer Abstand der Leitungen unter einem Fundament 31 von 46 Seiten

32 3.4 Fehler bei späteren Aus- und Umbauten Bei späteren Um- und Ausbauten wird das Tragwerk oft ignoriert ( Da kann man einen Panzer drauf stellen., Ist sowieso alles mit 100-facher Sicherheit gerechnet. ) IRRTUM, viele Schäden werden zunächst anderen zugeordnet, weil an das Tragwerk erst später gedacht wird. 32 von 46 Seiten

33 3.4 Fehler bei späteren Aus- und Umbauten Durchbrechen (neue) Öffnungen für Medienleitungen das Tragwerk ist IMMER ein Statiker zu fragen. a) Öffnungen sind mit Zusatzbewehrung eingefasst b) günstige Lage von Öffnungen parallel zur Tragachse c) ungünstige Lage von Öffnungen senkrecht zur Tragachse a) b) 33 von 46 Seiten c)

34 3.4 Fehler bei späteren Aus- und Umbauten Nachträgliche Öffnungen für Medienleitungen in massiven Bauteilen (Mauerwerk und Stahlbeton) nicht stemmen sondern maschinell herstellen. Der Presslufthammer schädigt den Verbund zwischen Stahl und Beton. 34 von 46 Seiten

35 3.4 Fehler bei späteren Aus- und Umbauten Oft sind bei Aus- und Umbauten keine Firmen aktiv, deren Hauptgewerk der Rohbau ist. Zwei Beispiele für die nicht akzeptable Führung von Elektroleitungen. 35 von 46 Seiten

36 4. Die Instandsetzungsrichtlinie 4.1 Aufbau und Inhalt der Richtlinie 4.2 Korrosionsschutz der Bewehrung 4.3 Risse formschlüssig oder kraftschlüssig verfüllen? 4.4 Weitere Inhalte der Richtlinie 36 von 46 Seiten

37 4.1 Aufbau und Inhalt der Richtlinie Besteht aus drei Teilen: Teil 1: Allgemeine Regeln und Planungsgrundsätze Teil 2: Bauprodukte und Anwendung Teil 3: Anforderungen an die Betriebe und Überwachung der Ausführung Die Instandsetzungsrichtlinie ist anerkannte Regel der Technik und soll in dieser Eigenschaft als Gesamtwerk im Bauvertrag verankert sein. Die Vereinbarung nur von Teilen der Richtlinie ist rechtlich unwirksam. Zu erarbeiten ist der Instandsetzungsplan auf der Grundlage des Instandsetzungskonzeptes. 37 von 46 Seiten

38 4.1 Aufbau und Inhalt der Richtlinie Der Instandsetzungsplan ist eine Ausführungsplanung. Er enthält sämtliche für die Baudurchführung notwendigen Informationen, u.a.: - Detaillierte Übersicht aller Bauteile die zu behandeln sind - Zustandsbeschreibung des Objektes - Festlegen der Schutzziele - Festlegen von Materialien und Vorgehensweisen - Berechnungen der Bauzustände und ggf. des Endzustands - Ausführungsanweisungen für eingesetzte Baustoffe Je detaillierter die Planung, desto hochwertiger die Ausführung. 38 von 46 Seiten

39 4.2 Korrosionsschutz der Bewehrung Betonstahl rostet, wenn der Luftsauerstoff i.v. mit Wasser und sauren Ionen (Chloride) einwirkt. Infolge der Volumenvergrößerung wird die Betondeckung abgesprengt. 39 von 46 Seiten

40 4.2 Korrosionsschutz der Bewehrung Betonstahl benötigt eine basische Umgebung als Schutz vor Korrosion. Dazu gehört das Entfernen karbonatisierter Betonbestandteile. Prüfmittel: Phenolphtalein 40 von 46 Seiten

41 4.2 Korrosionsschutz der Bewehrung Der von karbonatisierten Bestandteilen befreite Betonstahl muss je nach Erfordernis hydrophobiert werden (Anstrich mit speziell zugelassenen Baustoffen). Bauzustände wie in diesem Bild erfordern deren statische Untersuchung. Die freigelegte Bewehrung ist u.u. längere Zeit NICHT tragfähig. Oft sind temporäre Absteifungen nötig. 41 von 46 Seiten

42 4.3 Risse, form- oder kraftschlüssig füllen? Es gibt viele Materialien auf dem Markt. Für bestimmte Einsatzzwecke müssen diese bauaufsichtlich zugelassen sein. Grundsätzlich wird unterschieden: a) kraftschlüssiger Verbund (Bauteil kann am Riss wieder Spannungen übertragen) b) formschlüssiger Verbund (optische Reparatur, der Riss ist nicht mehr sichtbar, kann sanft arbeiten) Was zum Einsatz kommt, kann nur ein Statiker bestimmen. Es ist ferner wichtig, die Rissursache zu beseitigen. Das Verpressmittel muss auf das Instandsetzungsprinzip ausgerichtet werden. 42 von 46 Seiten

43 4.3 Risse, form- oder kraftschlüssig füllen? Wichtigste Materialien zur Rissverpressung sind Harze, Zementsuspensionen und Zementleime: a) Polyurethanharze sind die einzige Variante für eine begrenzt dehnfähige Verbindung b) Epoxidharze und zementgebundene Mittel führen stets zum Kraftschluss Sind die Ursachen NICHT beseitigt, führt eine kraftschlüssige Verbindung früher oder später zu erneuten Rissen. 43 von 46 Seiten

44 4.4 Weitere Inhalte der Richtlinie Die Richtlinie legt in Abhängigkeit von den gewählten bzw. notwendigen Instandsetzungszielen Anforderungen fest für a) Oberflächenschutzsysteme b) Betonersatz bzw. Betonergänzungen Das soll an dieser Stelle nicht weiter besprochen werden. PCC = PolymerCementConcrete Armierungsflies 44 von 46 Seiten

45 5. Fazit 1. Risse in massiven Bauteilen sind unvermeidbar. 2. Als Faustregel gilt: max. zulässige Rissbreite Innenbauteile w lm 0,4 mm Außenbauteile w lm 0,2 mm 3. Besondere Vorsicht bei Um- und Ausbauarbeiten: Das Tragwerk ist ohne Zustimmung des Statikers tabu. 4. Die Instandsetzungsrichtlinie muss Bestandteil des Werkvertrags sein. 5. Regelmäßige Kontrollen und offene Augen fördern die Früherkennung von Schäden, die später teuer saniert werden müssen. 45 von 46 Seiten

46 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Ich stehe gern für Ihre Fragen zur Verfügung! Referent von xx Seiten

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