Die tragende Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktion in Schwimmbadluft und -wasser

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Frauke Müller
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1 Fachtagung Schwimmbäder und Wellnesseinrichtungen 9. bis 10. Februar 2011 in Würzburg Die tragende Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktion in Schwimmbadluft und -wasser Prof. Dr.-Ing. M. Schäper Leiter der Materialprüfanstalt für Bauwesen, MPA Wiesbaden Hochschule RheinMain ö.b.u.v. Sachverständiger für Betontechnologie und Schäden an Gebäuden Inhalt Die THESEN zur Dauerhaftigkeit von Stahlund Spannbeton im Hallen- und Freibad Die Abfrage der Thesen an FALLBEISPIELEN Die KONSEQUENZEN zur Erhaltung der Konstruktionen 1

A THESEN betreffend Exposition Hallenbadluft + in der Regel keine für Betonstahlkorrosion kritische Luftfeuchte - aber tiefe Karbonatisierung - und gewisse Langzeit-Cl - -Kontamination des Betons -

2 A THESEN betreffend Exposition Hallenbadluft + in der Regel keine für Betonstahlkorrosion kritische Luftfeuchte - aber tiefe Karbonatisierung - und gewisse Langzeit-Cl - -Kontamination des Betons - und hohe Raumtemperatur höchstes Risiko bei unvorhergesehenem STÖRWASSER B THESEN betreffend Exposition Schwimmbadwasser + keine Luft als Voraussetzung für Betonstahlkorrosion - gewisse Langzeit-Cl - -Kontamination des Betons, die aber nur an Luft + Nässe aktiv werden kann Undichtheiten wirken als STÖRWASSER für trockene Konstruktionsteile, gehe zurück auf A 2

3 Die Thesen zur Dauerhaftigkeit von Stahl- und Spannbeton im Hallen- und Freibad Erste Konsequenzen aus den Thesen: kein STÖRWASSER aus Undichtheit von Leitungen oder von Kondensation: WARTUNG Beherrschung des Schwindens des Beckenbetons zur Vermeidung von Rissen und damit von STÖRWASSER für trockene Konstruktionsteile Keramische Beläge sind auf dies Schwinden einzustellen 3

4 aus Czernin, W.: Zementchemie für Bauingenieure. Bauverlag GmbH, 3. Aufl., 1977 Schwindwerte von Beton (mit Z 35 F bzw. CEM 32,5 R) in DIN DIN 1045/ EC Tragwerksplaner: t = 1.100d (Bild 3) d (Bild 3) (Tab 7) 1.100d Direkt üb. Wasser 0,003 0,009 sehr feucht 90 % 0,06 0,10 0,26 r.l. = 80 % 0,37 0,42 frei bewittert 0,18 0,25 r.l. = 70 % 0,25 Trocken, innen 0,30 0,37 r.l. = 50 % 0,37 0,64 0,72 4

5 Fassung: Januar

6 Fassung: Januar 2011 Die Abfrage der Thesen an Fallbeispielen Freibäder 6

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8 Bauteil Wand des Schwimmbeckens h = 1,4 m bis 3,6 m d = 12 cm bis 38 cm Freibad O in Wiesbaden Baujahr 1933, 1935 ) 1 MPA-Prüfzeugnisse P /V-89, P 227/V-89, P 228-2/VI-94, P 245/VII-94, P 341/X-94 [N/mm²] Druckfestigkeit Karbonatisierungstiefe [mm] 0-20 mm Chloridgehalt Cl - z [%] mm mm von innen 0-5 0,3 0,1 0,1 - im Vertikalriss von außen (hohe r. L.) Arbeitsfuge zur Bodenplatte mm C 30/37, vereinzelt 0, haufwerksporös in der Fläche mit C 12/ ,4 0,3 0,15-0,3 0,3 0,2 0,25 Schädigung tragende innere Kragarmbewegung korrosionsfrei Korrosion bei Null-Betondeckung und Kiesnestern bei w > 0,4 mm starke Korrosionskerben Rutsche 0-0,4 0,1-0,4 - - punktuelle Schäden freistehende ) 1 bis 1975 Kunststoffanstrich mit Wasserverlusten, 1975 Folie, ca erneute Wasserverluste, 1993 neue Folie Stützen Umkleide ,2 0,3-0,8 - - stark geschädigte Stützenfüße starke talseitige Umlaufplatte, von unten frei bewittert Bewehrungskorrosion in 1990 ABRISS 8

9 Die Abfrage der Thesen an Fallbeispielen Freibäder Hallenschwimmbäder Druckring vorgespannter Zugring 9

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Bauteil Hallendach Becken Außenseite Spannbeton- Zugring Ortbeton Karbonatisierungstiefe Hallenseite Spritzbeton außen mit Spannstahl Hallenbad Stadtwerke O Baujahr 1972 MPA-Prüfzeugnisse P

12 Bauteil Hallendach Becken Außenseite Spannbeton- Zugring Ortbeton Karbonatisierungstiefe Hallenseite Spritzbeton außen mit Spannstahl Hallenbad Stadtwerke O Baujahr 1972 MPA-Prüfzeugnisse P 197/VII-2008, P 127/VIII-2008 und P 198/VII-2006 [N/mm²] Druckfestigkeit [mm] 0-25 mm Chloridgehalt Cl - z [%] 0-15 mm mm ,3-0,7 0-0,1 20 0, ,1 0-0, , ) 1 0-0,1 0 Feuchte bei Untersuchung im Allg. trocken, aber an vielen Stellen vom Dach aus durchnässt Stahlbeton-Druckring in Dachspitze ,2-0,3 0-0,2 trocken Stahlbeton- Kinderbecken Ortbeton - 0 (bei Durchfeuchtung) bis 40 (am Unterzug) - 0,4 0,1-0,2 nass im Raumklima keine nur bei Null- Betondeckung beeinflusst von den Wasserdurchtritten Schädigung im Raumklima bei zeitweiliger Nässe in den Nassbereichen Betonaufbrüche über korrodierendem Betonstahl - starke Betonstahlkorrosion ) 1 ein 4 cm tiefer Netzriss ist an den Flächen 2 mm tief karbonatisiert 12

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14 Trogplatte, Anzahl 30 Stück, Länge 19 m Dachaufbau zu schützender Spannstahl vorh. Füllbeton Pos 01 chloriddichte Polymer-Zement- Beschichtung Pos 02 chloriddicht, elastisch zu füllender Spalt b = 3 bis 8 mm h = 21 cm 3 bis 8 mm Spaltbreite 14

Hallenbad Stadt N Baujahr 1972 MPA-Prüfzeugnisse P 110/II-03 2009 + 10 2009 Bauteil Druckfestigkeit Karbonatisierungstiefe Chloridgehalt Cl - z Feuchte bei Untersuchung Schädigung am Spann- bzw.

15 Hallenbad Stadt N Baujahr 1972 MPA-Prüfzeugnisse P 110/II Bauteil Druckfestigkeit Karbonatisierungstiefe Chloridgehalt Cl - z Feuchte bei Untersuchung Schädigung am Spann- bzw. Betonstahl Aktion Stelle [N/mm²] [mm] [%] mm 0,15 Hallendach Spannbeton- Trogträger mm 0, mm sehr hoch , mm 0,28 trocken (Aussinterungen aus Bauzeit) keine für weitere 5 Jahre CL - -abgedichtet mm 0,26 A oben - 0,12 nass 35 unten 5 0,43 nass starke Korrosion, massive Betonstahlkorrosion sofort abgestützt Beckenumgang Spannbeton- Hohlplatten aus Bn450 B oben - 1,01 etwas feucht 37 unten 15 0,15 trocken, alte Aussinterung C oben unten ,02 trocken in Öffnungen oberflächiger Flugrost, keine Betonabplatzungen in Öffnungen oberflächiger Flugrost, keine Betonabplatzungen (inzwischen abgestützt wegen Überlast) Außenrand Stahlbetonunterzug oben - 0,04 - unten - 0,94 trocken, alte Aussinterungen bei Null-Betondeckung Betonstahlkorrosion ) 1 ein 4 cm tiefer Netzriss ist an den Flächen 2 mm tief karbonatisiert 15

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17 Die Abfrage der Thesen an Fallbeispielen Freibäder Hallenschwimmbäder Aufdachen von keramischen Fliesen 17

Mögliche Ursachen für das Aufdachen von Fliesen im Verbund zu flexiblen mineralischen Dichtungsschlämmen: Schwinden des Untergrunds (auch Re- Quellen)

18 Mögliche Ursachen für das Aufdachen von Fliesen im Verbund zu flexiblen mineralischen Dichtungsschlämmen: Schwinden des Untergrunds (auch Re- Quellen) Gefälleestrich als Verlegegrund wird bei nur einer Fehlstelle hinterläufig! flexible MDS bei Fliesenbelegung empfindlich bei nachträglicher Hinterfeuchtung? 18

19 Belegung des nackten Betons mit keramischen und anderen Belägen oder mit Beschichtungen Belegung von Gefälleestrich mit keramischen Belägen nackt mit flexibler Dichtungsschlämme Beton sollte frühestens nach 6 Monaten belegt werden Beton kann auch nach 28 d belegt werden Gefälleestrich sollte nach 28 d bzw. mit 2 CM % belegt werden Nr : Schwimm- und Badebecken aus Stahlbeton 2011 mit Abschn. 6.7 mit Abschn. 6.7 wenn keine Austrocknung des Belags bei Nutzung Feuchthalten des Betons - - DGfdB mit Abschn Belegreife = 28 d - - Nr Stahlbetonbecken mit keramischen Auskleidungen Schwinden und dessen Einfluss auf das Verbundverhalten mit Abschn. 2.1 mineralisch, wenn keine Austrocknung vorher keine Austrocknung bei Nutzung - - Schwimmbadbau: Hinweise für Planung und Ausführung keramischer Beläge 2008 mit Abschn mit Abschn. 7.2 Wasserbelastung ist bis zur Durchtrocknung der Abdichtung auszuschließen ZDB 2005 mit Abschn. 7.2 mit Abschn. 7.2 wenn keine Austrocknung vorher keine Austrocknung bei Nutzung mit Abschn. 7.2 Wasserbelastung ist bis zur Durchtrocknung der Abdichtung auszuschließen 19

Die Konsequenzen zur Erhaltung der Konstruktionen in Schwimmbadwasser: + keine Luft als Voraussetzung für Betonstahlkorrosion - gewisse Langzeit-Cl - -Kontamination des Betons, die an Luft + Nässe

20 Die Konsequenzen zur Erhaltung der Konstruktionen in Schwimmbadwasser: + keine Luft als Voraussetzung für Betonstahlkorrosion - gewisse Langzeit-Cl - -Kontamination des Betons, die an Luft + Nässe aktiv werden kann - Undichtheiten wirken als STÖRWASSER für trockene Konstruktionsteile, siehe A 3 Schwindbeherrschende, rissarme Konstruktion mit sicheren Fugen und Anschlüssen 4 Risse oder undichte Fugen und Anschlüsse sofort abdichten : WARTUNG 5 keramische Beläge auf das Schwinden einstellen SOFORT HANDELN 20

21 SOFORT HANDELN 21

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1. Allgemeine Angaben Bauwerksname: Sachsenbrücke in Leipzig Baujahr: 1929 Oben: Unten: Jetzige Nutzung: Einzel- und Gesamtstützweiten: Anton Bruckner Alle Elsterflutbett Fußgänger, Dienstfahrzeuge 16,5