Weiße Wannen einfach und sicher

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1 Weiße Wannen einfach und sicher Konstruktion und Ausführung wasserundurchlässiger Bauwerke aus Beton Dipl.-Ing. Gottfried Lohmeyer Dipl.-Ing. Karsten Ebeling VERLAG [e] BAU+TECHNIK

2 Vorwort 17 1 Planungsgrundlagen Klassifizierung Klassen der Beanspruchung Klassen der Nutzungsart Klassen für Entwurfsgrundsätze Klassen der Rissbreiten Klassen der Exposition Klassen der Betonfestigkeit Klassen für die Qualität der Dichtheit des Betons Klassen der Einwirkungen Klassen der Ausführungsart Klassen der Fugenabdichtung Klassen der Einbauteile Klassen der Überwachung bei Planung und Ausführung Zusammenstellung der Klassen Aufgabenbereiche und Verantwortlichkeiten Aufgabenbereiche des Bauherrn Aufgabenbereiche des Geotechnikers AUfgabenbereiche des TGA-Planers Aufgabenbereiche des Objektplaners AUfgabenbereiche des Tragwerksplaners Aufgabenbereiche des Beraters für Betontechnologie Aufgabenbereiche des Bauausführenden Aufgabenbereiche des Bauphysikers 37 2 Allgemeine Begriffe Angriffsart Beanspruchungsklasse Bemessungswasserstand Bodenfeuchte und nichtstauendes Sickerwasser Nichtdrückendes Wasser Drückendes Wasser und zeitweise aufstauendes Sickerwasser,..,, Betonangriff durch aggressive chemische Umgebung Betonangriff durch Verschleißbeanspruchung Nutzungsklassen Abdichtende Wirkung Wasserdichte Stoffe Wasserundurchlässige Stoffe Wasserabweisende Stoffe Wasserhemmende Stoffe.45 5

3 2.6 Technische Regeln Allgemein anerkannte Regeln der Technik Stand der Technik Stand von Wissenschaft und Technik Anforderungen an die Einhaltung technischer Regeln Beurteilung der technischen Regeln für Weiße Wannen Abdichtungsarten Bahnen- und hautförmige Abdichtungen Starre Abdichtungen Feuchteschutz durch Putz und Estrich Abdichtungen mit Spritzmörtel oder Spritzbeton Abdichtungen mit Dichtungsschlämmen Abdichtungen mit Beton Vor- und Nachteile der Abdichtung mit Beton Kostenvergleich Weiße Wanne / Schwarze Wanne Nachträgliche Abdichtungen 57 3 Eigenschaften des Betons und Anforderungen Klasseneinteilungen von Beton Betonfestigkeitsklassen Klasseneinteilung nach Umgebungsbedingungen (Exposition) Anforderungen an klassifizierten Beton Beton mit hohem Wassereindringwiderstand Wasserzementwert und Hydratationsgrad Kapillarporosität Einflüsse der Praxis Nachweis der Wassereindringtiefe Nachweis an gesondert hergestellten Probekörpern Prüfung anders gelagerter Probekörper Prüfen von Probekörpern aus dem Bauwerk Grundlegende und zusätzliche Anforderungen an Beton?? Beton nach Eigenschaften Beton nach Zusammensetzung Standardbeton Günstige Betonzusammensetzung für Weiße Wannen Anforderungen an die Ausgangsstoffe des Betons Zemente Zusatzmittel Zusatzstoffe Mehlkorn Grenzwerte für die Betonzusammensetzung Chemische Widerstandsfähigkeit Grundwasser Schutzmaßnahmen für den Beton 93 6

4 3.2.3 Flüssigkeiten der Industrie Maßnahmen zum Schutz des Bodens und des Grundwassers Schädigende Alkalireaktion Festigkeiten des Betons Druckfestigkeit Entwicklung der Druckfestigkeit Überfestigkeiten Zugfestigkeit Zentrische Zugfestigkeit EntWicklung der Zugfestigkeit Biegezugfestigkeit Haftzugfestigkeit Betonzugfestigkeit für das Abschätzen der Rissempfindlichkeit Dehnvermögen des Betons Elastizitätsmodul Entwicklung des Elastizitätsmoduls Temperatur des Betons Temperatur des Frischbetons Temperaturunterschiede aus Hydratationswärmeentwicklung Wärmeleitfähigkeit Temperaturdehnung Temperaturdehnzahl des Festbetons Temperaturdehnzahl des Frischbetons Schwinden des Betons Größenordnung der Schwinddehnung Schwindarmer Beton Kriechen und Relaxation des Betons Kriechen des Betons Relaxation des Betons Beiwerte zur Abschätzung des Relaxationsverhaltens Beton für Weiße Wannen Anforderungen an die Zusammensetzung des Betons Günstige Betonzusammensetzung für Weiße Wannen Verhalten des Betons im Bauwerk Feuchtebedingungen im Betonbauteil Beeinträchtigung der Feuchtebedingungen im Betonbauteil Bruchdehnung Kurzzeit-Bruchdehnung Langzeit-Bruchdehnung Bruchdehnung und Bemessungsdehnung 142 7

5 4.4 Erwärmung und Abkühlung des Betons Temperaturänderungen beim Herstellen und Einbauen des Betons Zeitpunkt der maximalen Temperatur des erhärtenden Betons Zeitpunkt des Temperaturausgleichs beim erhärtenden Beton Temperaturerhöhung im Bauteil durch Hydratationswärme Temperatureinwirkungen aus Witterungseinflüssen Rissempfindlichkeit des Betons Rissarten und ihre Auswirkung auf die Wasserundurchlässigkeit Risse im Bereich der Oberfläche (Schalenrisse) Risse in der Biegezugzone (Biegerisse) Durchgehende Risse (Trennrisse) Beanspruchungen durch Zwang Abschätzen der Eigenspannungen Abschätzen der Spannungen bei frühem Zwang Rechnerische Abschätzung der Trennrissbildung in Sohlplatten Rechnerische Abschätzung der Trennrissbildung in Wänden Abschätzen der Spannungen bei spätem Zwang Selbstheilung von Rissen Druckgefälle für die Selbstheilung von Rissen Rissbreite für die Selbstheilung von Rissen Konstruktion von Weißen Wannen Voraussetzungen für die Planung Weißer Wannen Beanspruchungen und Nutzungsanforderungen Beanspruchungsklassen Beanspruchungsklasse BK Beanspruchungsklasse BK Nutzungsklassen Nutzungsklasse NK-A Nutzungsklasse NK-B Weitergehende Nutzungsanforderungen Art der Konstruktion Entwurfsgrundsätze Konstruktionsgrundsätze Abmessungen und Schwächungen der Bauteile Bauteillängen 211 8

6 Bauteildicken Wandhöhen Versprünge und Querschnittsänderungen in Bauteilen Öffnungen in Wänden Durchdringungen von Bauteilen Bewehrung bei Querschnittschwächungen Gebrauchstauglichkeit Mindestbewehrung für gering beanspruchte Bauteile Mindestbewehrung für Platten Mindestbewehrung für Wände Hinweise zum Nachweis der Spannungen Hinweise zur Begrenzung der Verformungen Hinweise zur Begrenzung der Rissbreiten Hinweise zur Verbreiterung von Fugen und Rissen Unterschiedliche Beanspruchungen durch Schwinden und Temperaturdifferenzen Rechenwerte für Schwindverformungen und Temperaturdehnungen Bespiele für den Nachweis von Fugen- und Rissbreitenänderungen.., Zusammenstellung der Nachweise zur Gebrauchstauglichkeit Entwurfsgrundsatz E-RV: Bauweise zur Vermeidung von Trennrissen Maßnahmen zur Verringerung der Trennrissgefahr Maßnahmen zur Verringerung von frühem Zwang Maßnahmen zur Verringerung von spätem Zwang Günstige Konstruktionen für die Bauweise zum Vermeiden von Trennrissen Sohlplatten von Weißen Wannen Sohlplatten mit ebener Unterseite Fundamentbalken in Sohlplatten von Weißen Wannen Schächte und Kanäle in Sohlplatten von Weißen Wannen Wände von Weißen Wannen Fugen in Wänden Berücksichtigung der Nutzungsklasse bei Fugen Fugenabstände in Wänden Zusätzliche Bedingungen bei Wänden Anschlussbewehrung SohlplattelWand Wasserundurchlässige Dächer und Decken als Weiße Dächer Zuordnung der WU-Dachdecken in Beanspruchungsklasse und Nutzungsklasse Allgemeine Anforderungen an WU-Dachdecken Entwurfsgrundsätze für WU-Dachdecken 260 9

7 Konstruktive Anforderungen an WU-Dachdecken bei Entwurfsgrundsatz E-RV Anforderungen an die Bewehrung von WU-Dachdecken Nachweis bei vermindertem Zwang Entwurfsgrundsatz E-RB (oder E-RS): Bauweise mit Trennrissen begrenzter Rissbreite Vorgänge bei der Rissbildung Zulässige Trennrissbreiten Zulässige Trennrissbreiten bei Druckwasserbeanspruchung (Beanspruchungsklasse BK1 ) Zulässige Trennrissbreiten bei Feuchtebeanspruchung (Beanspruchungsklasse BK2) Rechnerische und tatsächliche Rissbreiten Bewehrung zur Begrenzung der Rissbreite Nachweis der Rissbewehrung bei frühem Zwang Beispiel für Hydratationszwang in Sohlplatten Beispiel für Hydratationszwang in Wänden Nachweis der Rissbewehrung bei spätem Zwang Beispiel für späten Zwang in Sohl platten Beispiel für späten Zwang in Wänden Berechnung der Rissbreite bei Zwangbeanspruchungen Direkte Berechnung der Rissbewehrung Beispiel für Zwangbeanspruchungen in Sohlplatten Beispiel für Zwangbeanspruchungen in Wänden Ermittlung der Rissbewehrung mit Diagrammen Beispiel für verminderten Zwang in Sohlplatten Beispiel für verminderten Zwang in Wänden Bewehrung bei dicken Bauteilen Kombinierte Bewehrung aus Betonstahl und Stahlfasern Entwurfsgrundsatz E-RA: Bauweise mit Trennrissen und deren Abdichtung Vorteile der Bauweise mit Trennrissen Nachteile der Bauweise mit Trennrissen Weiße Wannen mit Fertigteilen Weiße Wannen mit Halbfertigteilen Halbfertigteile für Elementwände Halbfertigteile für Elementdecken Einbau- und Anbauteile Einbauteile Anbauteile Anschluss alt/neu Lichtschächte

8 5.11 Erweiterung der Anwendungsbereiche für Weiße Wannen Anwendungsgrenzen einfacher Weißer Wannen Erweiterung der Anwendungsbereiche durch zusätzliche Maßnahmen Ungünstige Konstruktionen Beispiele für Anforderungen und Nachweise der WU-Richtlinie in Abhängigkeit von Beanspruchungsklasse und Nutzungsklasse Ablaufschema für die Planung Weißer Wannen Abdichtung von Fugen Fugenarten bei wasserundurchlässigen Bauteilen Arbeitsfugen Arbeitsfugen in Sohlplatten Arbeitsfugen zwischen Sohlplatte und Wänden Ungewollte Arbeitsfugen Sollrissquerschnitte (Scheinfugen) Stoßfugen Bewegungsfugen Geschlossene Systeme der Fugenabdichtung Art der Fugenabdichtungen Fugenbleche - geregelte Fugenabdichtungen Verbindungen bei Fugenblechen Verbindungen zwischen Fugenblechen und Fugenbändern Fugenbänder - genormte Fugenabdichtungen Fugenbänder für Arbeitsfugen Fugenbänder für Bewegungsfugen Innen liegende Fugenbänder Außen liegende Fugenbänder Klemmfugenbänder Fugenabschlussbänder Brandschutzsysteme für Bewegungsfugen Verbindungen von Fugenbändern Checkliste zum Abdichten von Fugen mit Fugenbändern Mittig liegende, nicht geregelte Fugenabdichtungen Ausführung verschiedener Wandfugen Beschichtete Fugenbleche Injektionssysteme Quellfähige Fugeneinlagen Dichtrohre Kompressionsfugenbänder Außen liegende, nicht geregelte Fugenabdichtungen Ungeeignete Fugenabdichtungen

9 7 Bauen mit Elementwänden und Elementdecken Elementwände Unterschiede zwischen Dreifachwänden und Ortbetonwänden Elementplatten mit Ortbeton (Kernbeton) Abmessungen der Elementwände Abnahme und Montage der Doppelelemente Bewehrung der Elementwände Fugenausbildung Fugenabdichtung Bewehrung im Bereich der Stoßfugen Betonieren der Elementwände Qualitätssicherung bei der Bauausführung von Elementwänden., Qualitätssicherung vor Beginn der Ausführung Qualitätssicherung zum Thema Ausschlussbewehrung aus der Sohlplatte Qualitätssicherung für die Erstellung der Sohlplatte im Wand bereich Qualitätssicherung für die Anlieferung und Montage der Elementwände Qualitätssicherung für das Vorbereiten und Ausführen der Betonarbeiten Qualitätssicherung nach dem Betonieren Elementdecken Mindestdicke Einfluss des Entwurfsgrundsatzes auf die Lagerung der Decke Elementstöße in Decken Abdichtungen der Stoßfugen Bewehrung der Stoßfugen Fugen bei Elementdecken Verbundwirkung der Ortbetonergänzung bei Elementdecken Auffangbauwerke Gesetze, Verordnungen, Technische Regeln Bautechnische Unterlagen Mechanische Einwirkungen Temperatureinwirkungen, Physikalisch-chemische Einwirkungen Eindringen in ungerissenen Beton ohne chemischen Angriff (Fall A)

10 8.5.2 Eindringen in ungerissenen Beton mit chemischem Angriff (Fall B) Eindringen in gerissenen Beton ohne chemischen Angriff (Fall C) Eindringen in gerissenen Beton mit chemischem Angriff (Fall D) Nachweis der Dichtheit Konstruktion und Ausführung Überwachung, Konzept bei Beaufschlagung Maßnahmen nach einer Beaufschlagung Bauphysikalische Anforderungen Feuchtebedingungen in Betonbauteilen Wassertransport durch Permeation Kapillarer Wassertransport Wasserdampfdiffusion Abgabe der Baufeuchte beim Austrocknen Nutzungsbedingte Feuchte Lüftungsfeuchte Tauwasserbildung Tauwasserbildung im Sommer Tauwasserbildung im Winter Maßnahmen gegen Tauwasserbildung Feuchtebilanz Erforderliche Maßnahmen für unterschiedliche Nutzungen Besondere Beanspruchungen des Wannenbauwerks Besondere Nutzungen der Räume innerhalb einer Wanne Hochwertig genutzte Räume Klimatische Anforderungen Auswirkungen der Dämmung auf die Konstruktion Auswirkungen der Baufeuchte Zusammenfassung für hochwertig genutzte Räume in Wannen Aufenthaltsräume Heizungs- und Technikkeller, Lager- und Vorratskeller Tiefgaragen Behälter, Becken und ähnliche Baukörper Nutzerverhalten Ausführung von Weißen Wannen Beton und Bewehrung Lage der Bewehrung Betondeckung der Bewehrung

11 Abstandhalter für Betondeckung Wassereindringtiefe und Betondeckung Bewehrung für Arbeitsfugen in Sohlplatten Beton und Schalung Oberflächenbeschaffenheit Schalungsstöße Deckschalungen und Gegenschalungen Einhäuptige Wandschalungen Aufgestelzte Schalungen Betondruck und Schalung Schalungsanker Trennmittel Schalungstechnische Besonderheiten für SVB-Beton und LVB-Beton Verarbeitung des Betons Betonbestellung und -abnahme Vorbereiten des Betonierens Einbau des Betons Verdichten des Betons Betonieren in einem Arbeitsgang Nachbehandeln des Betons Qualitätssicherung auf der Baustelle Ausführungsmanagement Bautechnische Unterlagen für die Bauausführung Qualitätssicherungsplan Überwachungsklassen Überwachung der Bauausführung Umfang und Häufigkeit der Prüfungen Weiße Wannen in Überwachungsklasse ÜK 2 als Normalfall Überwachung durch das Bauunternehmen Prüfungen für die maßgebenden Frisch- und Festbetoneigenschaften Überwachung des Einbaus von Beton durch das Bauunternehmen Überwachung des Einbaus von Beton durch eine Überwachungsstelle Weiße Wannen in Überwachungsklasse ÜK 1 als Ausnahme Ausnahmeregelung Erforderliche Überwachung für Beton C25/30-WU bei Überwachungsklasse ÜK Nachweis der Wasserundurchlässigkeit Nachweis der Wassereindringtiefe an Probekörpern Nachweis der Dichtheit am Bauwerk

12 11 Behälter und Becken Trinkwasserbehälter Grundform der Trinkwasserbehälter Bemessung und Konstruktion der Trinkwasserbehälter Anforderungen an den Beton und die Bewehrung Oberflächenbeschaffenheit der Behälter-Innenflächen Dichtheitsprüfung Schwimm- und Badebecken Anforderungen an Schwimm- und Badebecken Hinweise zum statischen Nachweis und zur Baugrunduntersuchung _ Hinweise zur Konstruktion Hinweise zum chemischen Angriff Anforderungen an Beton und Bewehrung Becken für Regenwasser _ Behälter für Löschwasser Löschwasserbehälter Löschwasser-Rückhalteanlagen Behälter und Becken für Abwasseranlagen Behälter für Biogasanlagen Eigenschaften von Biogas Behälter für die Vor- und Nachlagerung sowie Nachgärbehälter Vorratsbehälter und Eintragsbunker für Biomasse Behälter für Fermenter Güllebehälter Maßnahmen bei Durchfeuchtungen Füllen von Rissen und Hohlräumen Injektion von Rissen Injektion gegen Wasserdruck Injektion von Hohlräumen Ersetzen durch Spritzbeton Abdichten mit Dichtungsschlämmen Flexible Dichtungsschlämmen für erdberührte Bauteile Mineralische Dichtungsschlämmen Zementgebundene Innenbeschichtungen für Trinkwasserbehälter Abdichten mit Flüssigkunststoffen

13 12.5 Abdichten des Bauwerks durch Injektion in den Boden Abdichten durch Einpressen von Zementsuspension in den Boden Voraussetzungen Grenzen der Anwendbarkeit des Einpressverfahrens lviöglichkeiten des Einpressverfahrens und Einpressgut Ausführung des Einpressverfahrens Qualitätssicherung beim Einpressverfahren Abdichten durch Injektion von Acrylat-Gel in den Boden Abdichten durchlässiger Fugen Nachträglicher Einbau einer Weißen Wanne Anforderungen Einschränkungen und Auswirkungen Zusammenfassung Hinweise für die Planung Stichworte für die Ausführung Hinweise für den Bauvertrag Abweichungen von den Regelwerken Vereinbarungen bei Abweichungen von den Regelwerken Hinweise für die Nutzung der Räume Schlussbemerkung Anhang Verzeichnis der Tafeln Tafeln zu Einwirkungen verschiedener Stoffe auf Beton und Stahl Checkliste für die Planungsabstimmung und das Leistungsverzeichnis Checkliste für die Qualitätssicherung von Elementwänden bei der Bauausführung Schrifttum Normen Regelwerke, Richtlinien, Merkblätter Fachliteratur Stichwortverzeichnis