Betonsanierung. Schwerpunktbeitrag Schäden in Tiefgaragen. Ist Beton von Natur aus ein schlechtes Baumaterial?:

Transkript

1 Betonsanierung Schwerpunktbeitrag Schäden in Tiefgaragen Ist Beton von Natur aus ein schlechtes Baumaterial?: 1

2 Stahlbeton Bauwerke Flussbauwerk (Süßwasser) Stahlbeton Bauwerke Staustufe hochbelastet 2

3 Stahlbeton Bauwerke Leuchtturm im Salzwasser Stahlbeton Bauwerke Leuchtturm in der Brandung 3

4 Stahlbeton Bauwerke Brücke im Meerwasser Stahlbeton Bauwerke Holland: Betonwerft für Häuser im Wasser 4

5 Korrosion und Betonausbrüche Feinde des Stahlbetons: Erstens, die Natur Feuchte Aggressive Luftbestandteile, z.b. Schwefelverbindungen Sauerstoff Bodenplatte Fundament Chloride im Wasser Bodenplatte Beispiel: Stahlbetonstütze in TGa Korrosion und Betonausbrüche Feinde des Stahlbetons: Zweitens Diejenigen i naiven Planer, unter den schlankheitssüchtigen Architekten 5

6 Das Prinzip: Stahl im Stahlbeton: Körbe aus gebogenen Betonstählen, mit Beton ummantelt Erste Betonschäden Detail Stahlbetonstütze Schwindriss Stütze Schwindriss Fundament Betonüberdeckung Beispiel: Zu geringe Betonüberdeckung 6

7 Rückstände von eingeschlepptem Tausalz und Wasser: der Beginn allen Übels Schadensentwicklung: Wanderung des salzhaltigen Schleppwassers Beton stütze Wasser mit chloridhaltigem Tausalz Bodenplatte Fundament Beispiel: Stahlbetonstütze in TGa 7

8 Salzwasser Pfütze: direkt neben Stützenfuß Warum löst sich der Beton am Stützenfuß auf? Nein, er löst sich nicht auf! 8

9 Die Zeitbombe tickt [Stufe 1] Die Zeitbombe tickt lauter [Stufe 2] 9

10 Häufige Betonschäden am Stützenfuß [Stufe 3] Gerissener Stützenfuß [Stufe 3] Darunter befindet sich ein rostender, sich deswegen ausdehnender Stahl! Durch und Abriss 10

11 Stahlbetonstütze: Betonstütze mit Stahlarmierung Armierung als gebogene/ geflochtene Stahlkörbe Bodenplatte Bodenplatte Fundament Beispiel: Stahlbetonstütze in TGa Detailausschnitt Erste Betonschäden Detail Stahlbetonstütze Stütze Schwindriss + Feuchte und Salzwasser Schwindriss i Fundament Überdeckung Fundament Fundament Beispiel: Zu geringe Betonüberdeckung 11

12 Korrosion und Betonausbrüche Detail Stahlbetonstütze Volumenvergrößernde Stahlkorrosion Stütze Feuchte, Sauerstoff und Salzwasser Betonabsprengung Fundament Fundament Fundament Beispiel: Zu geringe Betonüberdeckung Fehlerhafter, saugfähiger Beton (kein Quarzsand, sondern kalkhaltiger, wassersaugender Kies und wenig Zement) [Stufe 4] 12

13 Kombination Bodenplattenriss und sich auflösender Stützenfuß Stützenfuß nach Strahlen mit einem Wasserdruck von 2000 bar 13

14 Mit dem Höchstdruckstrahlen wurde zugleich der Zunder vom Stahl entfernt, aber auch zu viel Beton. Defekter und nicht defekter Beton wurde vom Maschinisten beim Strahlen bis unter den Betonstahl herausgerissen. In der Folge ergeben sich für die Sanierung Probleme mit der Statik. 14

15 Die Stütze (nur noch mit hlb halbem Betonquerschnitt) musste zuerst in der Konsequenz mit Spezialsprießen gesichert und dann komplett erneuert werden. Was meint der Statiker zu den Doppelstützen? 15

16 Riss in TGa Boden, auch durch die Bodenbeschichtung Beispiele: Stahlbetondecke in TGa Korrosion und Betonausbrüche Betonboden/ deckenplatten Ober und unterseitig armierte Betonplatte (z.b. Decke) Beispiel: Stahlbetonplatte 16

17 Korrosion und Betonausbrüche Betonboden/ deckenplatten Schleppwasser mit Chloriden Riss Riss Riss Ober und unterseitig armierte Betonplatte (z.b. Decke) Beispiel: Stahlbetonplatte Korrosion und Betonausbrüche Betonboden/ deckenplatten Schleppwasser mit Chloriden Riss Riss Riss Sobald Betonstähle weggerostet = Statik in Gefahr! Beispiel: Stahlbetonplatte 17

18 Riss läuft auf eine Betonstütze zu : auch die Stütze leidet aufgrund erhöhter Salzwasserbeaufschlagung. Vergeblicher Versuch Deckenriss zu verharzen: Bodenbeschichtung löst sich! 18

19 Decken und Bodenrisse Schleppwasser (mit Tausalz) TGa 1. UG TGa 2. UG Beispiel: Stahlbetonstütze in TGa Deckenriss in der Fahrbahn auch Deckendurchbiegungen durch Autoverkehr belasten Rissreparatur. 19

20 Deckenriss in der Fahrbahn: Wielangebleibt diereparaturdicht? dicht? Hier tropft das Salzwasser vom 1.UG durch die Decke des 2.UG! 20

21 Peinlicher Versuch den Deckenriss im 2. UG von unten zu verschließen... Beispiel: Deckenriss : Außenwandriss Was passiert, wenn er durch die Wand hindurch geht? Reparatur durch Verpressungen Beispiel: Wandriss 21

22 Tiefgaragen Betonsanierung: Wandriss und Arbeitsfuge in der Decke (1) = fehlende Bewegungsfuge Arbeitsfuge (1) Wandfuge (2) Beispiel: Wandriss Tiefgaragen Betonsanierung: Wandriss und Arbeitsfugen in der Decke (2)= fehlende Bewegungsfuge Arbeitsfuge (1) Wandernde Risszone Wandriss Beispiel: Wandriss 22

23 Tiefgaragen Betonsanierung: a Arbeitsfuge b Riss in Unterzug und Arbeitsfugen in der Decke (3) = fehlende Bewegungsfuge a liegt auf b Beispiel: Stahlbetonstütze in TGa : Beim Abklopfen kommt im Riss ein rostiger Stahl zum Vorschein. Beispiel: Stahlbetonstütze in TGa 23

24 : Stahl liegt zu dicht unter der Betonoberfläche Beispiel: Stahlbetonstütze in TGa : Defektes Stützenauflager für Unterzug direkt neben einer Bewegungsfuge g g Beispiel: Stahlbetonstütze TGa 24

25 : Defektes Stützenauflager für Unterzug (2) a) Beton ist nicht basisch b) Stähle sind stark angerostet. Was tun? Beispiel: Stahlbetonstütze in TGa : Fehlerhafte Bewegungsfuge, da durch Stähle verklammerte Deckenteile (1) Beispiel: Untaugliche Bewegungsfuge in TGa Decke 25

26 : Fehlerhaft verklammerte Bewegungsfuge (2) Beispiel: Untaugliche Bewegungsfuge in TGa Decke Ein Sanierungs Endergebnis Maßnahmen: 1. Sanierung rostender Stähle 2. Zusätzliche Betonummantelung wegen fehlender Betonüberdeckung 3. OS 13 Beschichtung Boden 4. OS 2 oder OS 10 Beschichtung um Stütze Beispiel: Stahlbetonstütze in TGa 26

27 Bausünde von Anfang an: Betonanstückelungen, durch die das Wasser kommt Sonderfall : Sog. Verdunstungsrinne korrodierend Sonderfall 27

28 Tiefgaragen Rampenwand: Riss direkt nach einer Betonsanierung: Die Fuge war nicht durchgehend freigelegt worden. Elastische Fugenmasse über scheinbare Fuge Sonderfall Tiefgarage: Schimmel in der Tiefgarage (1) Lüftungskanal Zieht Luft aus feuchtem Luftschacht Sonderfall 28

29 Tiefgarage: Schimmel in der Tiefgarage (2) Sonderfall Die Technik der Betonsanierung (1) Grundsätze der Betonsanierung Prüfen, ob die Funktion oder die Optik beeinträchtigt sind. Die Regelwerke beschreiben die Technologien zur Wiederherstellung bzw. Verlängerung der Dauerhaftigkeit von Bauteilen aus Beton und Stahlbeton. Die Besonderheiten der Betoninstandsetzung stellen im Regelfall höhere Anforderungen an das Fachwissen und die speziellen Materialkenntnisse Untersuchungen vor Ort / im Labor (Analyse des Schadensumfanges) Das Entnehmen von Materialproben erfolgt üblicher Weise mit Kernbohrungen oder Analyse von Bohrmehl - Gesamtsulfatgehalt - Betonüberdeckung - Haftzugfähigkeit - Gesamtchloridgehalt - Druckfestigkeit - Karbonatisierung - Rohdichte 29

30 Phenolphthaleinprobe: Ist der Beton noch alkalisch oder schon sauer? Die Technik der Betonsanierung (2) Freilegung der Schadstellen durch: Ausbrechen / Stemmen./. Höchstdruckwasserstrahlen Anläßlich chloridinduzierter Korrosion der Bewehrung ist der Beton vollständig bis zu jenen Betonteilen zu entfernen, in welcher der Chloridgehalt weniger als 0,5% bezogen auf die Zementmasse beträgt. Freigelegte Bewehrung müssen je nach Art der Instandsetzung durch Strahlen oder Bürsten etc. einen Normreinheitsgrad Sa 2½ (frei von Zunder, Rost und Beschichtung) aufweisen. 30

31 Die Technik der Betonsanierung (3) Korrosionsschutz der freigelegten Betonstähle Standardsatz: "Besteht die Gefahr, dass das korrosive Umfeld weiterhin Zutritt zur Bewehrung haben, sind Maßnahmen zum Korrosionsschutz zu ergreifen. " Hierfür folgende Beschichtungsmöglichkeiten: a) Kunststoffmodifizierte zementgebundene Systeme (PCC) mit hoher Alkalität. (= neue chemische Korrosionsschutzschicht) b) Diffusionssperrende Beschichtungen (wenn Betonüberdeckung nicht ausreichend verstärkt werden kann; Min.: mm) c) Kathodischen Korrosionsschutz: Schutz der Bewehrung wird durch fremdstrominduzierte d i t Polarisierung i oder inerten Anoden hergestellt. Jedoch Alternativ: System Betonal o.ä. Die Technik der Betonsanierung (4) Betonzustand prüfen Nach Entfernen zerstörter Betonabschnitte: Erneut Oberflächenzugfestigkeit von 1,5 N/mm² prüfen Injektagen und Verpressungen gegen Risse im Beton Zweikomponentige Polurethanharze mit folgenden Eigenschaften: - Dauerhaft abdichtende Funktion - Kraftschlüssige Rissflankenverklebungen - Elastizitätserhaltung für weitere Rißbewegungen Das Verpressen erfolgt im Regelfall unter mechanisch erzeugtem Druck über "Packer" 31

32 Die Technik der Betonsanierung (5) Armierungs- und Betonverstärkung für durchgerostete Stähle Erhöhung oder Wiederherstellung der Tragfähigkeit der Konstruktion durch - Querschnittsvergrößerung - Zusatzbewehrung Haftbrücke aufbringen Zur kraftschlüssigen Verbindung Altbeton und Reparaturbeton Material für Betonersatz kunststoffmodifizierte Reparaturmörtel (kleinere Flächen) Spritzbeton (große Flächen oder Querschnitte) PC (Zement) PCC (zusätzlicher Kunststoff für Geschmeidigkeit) SPCC (zum Spritzen) Die Technik der Betonsanierung (6) Oberflächenschutz OS 1 bis OS 13 Garagen: - Innenbereich - Chloridhaltige Feuchten - Rissüberbrückend für: - Böden - Stützen / Wände 32

33 Vermeidung: Ableitung des salzhaltigen Wassers Beton stütze Wasserabweisende Kunstharzbeschichtung Bodenplatte Bodenplatte Fundament Beispiel: Stahlbetonstütze in TGa Die Technik der Betonsanierung (7) Literatur, Normen Diese sind für Deutschland in der Richtlinie zum Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen (Instandsetzungs-Richtlinie, RiliSIB) des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (kurz DAfStb, 2001) beschrieben. Seit 2006 wird die Betoninstandsetzung auf europäischer Ebene durch die Europäische Norm EN 1504 (in Deutschland DIN EN 1504) Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken geregelt. DIN 1045 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton 33

34 Betonsanierung Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit k und Ihr Interesse 34