Die sachkundige Planung von Instandsetzungs- und Verstärkungsmaßnahmen mittels Spritzmörtel / Spritzbeton nach DIN EN 14 487 / DIN 18 551 sowie mittels Vergussbeton nach der Vergussbeton- Richtlinie des DAfStb Prof. Dr.-Ing Rolf Breitenbücher 7. GUEP Planertage 1 Krefeld
Grundlagen für Instandsetzung Erneuerung / Wiederherstellung der Betondeckung meist dünne Schichten Je dünner die Schicht, umso kritischer! Maßgebend: Dauerhafter Verbund unter allen möglichen Einwirkungen DAfStb-Richtlinie Schutz und Instandsetzen von Betonbauteilen (Rili-SIB) 7. GUEP Planertage 2 Krefeld
Beton-/Mörtelart Verschiedene Materialien für Beton nach EN 206-1 / DIN 1045-2 Spritzbeton nach EN 14487 / DIN 18551 unterschiedliche Dicken Größtkorn [mm] Schichtdicke min [mm] max [mm] 8 oder 16 50-8 30-16 50 - Zementmörtel 4 20 40 PCC 8 10 50 SPCC 8 10 50 PC 8 5 40 7. GUEP Planertage 3 Krefeld
Bewehrung einbetten ja, aber vollständig Bewehrung voll umhüllen (Verbund!) 7. GUEP Planertage 4 Krefeld
Grundlagen für Instandsetzung Feuchtezustand Verklammerung Feinmörtel des Betonersatzes mit dem Untergrund i.a. Haftbrücken + frisch-in-frisch - Auftrag!! nicht immer einfach bei großflächigem Betonersatz: andere Lösungen Nachbehandlung 7. GUEP Planertage 5 Krefeld
Haftbrücke? Wegen Bewehrung: keine Haftbrücke möglich: Spritzbeton Beton mit weicher / fließfähiger Konsistenz (F4/F5), Vergussbeton 7. GUEP Planertage 6 Krefeld
Grundlagen Spritzbeton Verdichtung des Betons durch Aufprall (v 30 m/s) Einhämmern des Feinmörtels in den Betonuntergrund sehr gute Verbindungsebene Haftbrücke entbehrlich Trocken- /Naßspritzbeton Abwägung Leistung./. Reinigungsaufwand Trockenspritzen: ca. 2 4 m³/h Naßspritzen: ca. 10 15 m³/h 7. GUEP Planertage 7 Krefeld
Spritzbeton Applikation: Keine Haftbrücke notwendig Auftrag auf mattfeuchten Untergrund Für größere Schichtdicken: Spritzen in mehreren Lagen Nachfolgende Lage erst auf ausreichend erhärtete Lage aufspritzen 7. GUEP Planertage 8 Krefeld
Spritzbeton Düsenabstand: ca. 0,8 bis 1,5 m Rechtwinklig auf Auftragsfläche spritzen (außer bei Bewehrung einspritzen) 7. GUEP Planertage 9 Krefeld
Rückprall beim Spritzbetoneinbau Rückprallanteil in der Praxis: Je nach Randbedingungen: 10... 45 M.-% 7. GUEP Planertage 10 Krefeld
Rückprall von Spritzbeton in Abhängigkeit vom Düsenabstand 7. GUEP Planertage 11 Krefeld
Rückprall in Abhängigkeit von der Eigenfeuchte des Bereitstellungsgemisches (Trockenspritzverfahren) 7. GUEP Planertage 12 Krefeld
Rückprall von Spritzbeton 100 80 Spritzbeton 80 Siebdurchgang in Gew.-% 60 40 20 14 9 C 16 27 15 35 22 A 16 0 0,125 0,25 0,5 1 2 4 8 16 40 30 Lochweite in mm Erhöhung des Zementgehalts in Spritzbetonschicht 58 48 70 Ausgangsmischung Erhöhtes Schwind-/ Kriechpotenzial Veränderte Festigkeit /Steifigkeit B 16 7. GUEP Planertage 13 Krefeld
Druckfestigkeit von Spritzbeton in Abhängigkeit vom Düsenabstand f c 7. GUEP Planertage 14 Krefeld
Druckfestigkeit von Spritzbeton in Abhängigkeit vom Düsenwinkel f c 7. GUEP Planertage 15 Krefeld
E-Modul und Druckfestigkeit von Spritzbeton (senkrecht und parallel zur Spritzrichtung) 7. GUEP Planertage 16 Krefeld
Maßgebliche Beanspruchungen des Spritzbetons Altbeton Spritzbeton Fall A: E SB > E AB, f c,sb > f c,ab hohe Zwangs-/ Eigenspannungen 0,3 0,5 mm 20-40 cm 7. GUEP Planertage 17 Krefeld
Maßgebliche Beanspruchungen des Spritzbetons Altbeton Spritzbeton Fall B: E SB < E AB, f c,sb < f c,ab geringe Zwangs-/ Eigenspannungen 0,05 0,1 mm 2-10 cm Ziel: Spritzbeton und Altbeton in Steifigkeit und Festigkeit etwa gleich ( Putzregel) 7. GUEP Planertage 18 Krefeld
Elastizitätsmodul Rechenwerte nach DIN 1045-1 (grobe Richtwerte) E cm [N/mm²] C12/15 25800 C16/20 27400 C20/25 28800 C25/30 30500 C30/37 31900 C35/45 33300 C40/50 34500 E cm [N/mm²] C45/55 35700 C50/60 36800 C55/67 37800 C60/75 38800 C70/85 40600 C80/95 42300 C90/105 43800 Abweichungen je nach Art der Gesteinskörnung: ± 40% 7. GUEP Planertage 19 Krefeld
Druckfestigkeit - Elastizitätsmodul Red. z Hydr. KSM Kalkstein- Kalk splitt 7. GUEP Planertage 20 Krefeld
Spritzbeton Nachbehandlung der einzelnen Lagen!! Nach DIN 18551: Spritzbeton nicht abreiben! oberste Lage als Spritzmörtel auftragen In Praxis oft direkt abgerieben, wenn nachgewiesen, dass keine Beeinträchtigung zu befürchten ist 7. GUEP Planertage 21 Krefeld
Spritzbeton Nachbehandlung der einzelnen Lagen!! Nach DIN 18551: Spritzbeton nicht abreiben! oberste Lage als Spritzmörtel auftragen In Praxis oft direkt abgerieben, wenn nachgewiesen, dass keine Beeinträchtigung zu befürchten ist 7. GUEP Planertage 22 Krefeld
Spritzrauhe Spritzbetonoberfläche 7. GUEP Planertage 23 Krefeld
Bearbeiten der obersten Spritzbetonlage 7. GUEP Planertage 24 Krefeld
Spritzbetonarbeiten über Kopf 7. GUEP Planertage 25 Krefeld
Normung Spritzbeton Europäisch: EN 14487 Spritzbeton u.a. für Instandsetzung National: DIN 18551 (heute: nationale Ergänzung zu EN 14487) Spritzbeton nach EN 14487 orientiert sich an Regelungen entsprechend EN 206-1 nur Beton, d.h. Größtkorn > 4 mm geregelt National: DIN 1045-2 (5.3.8): Erweiterung Betonnorm auch auf Zementmörtel für Fugen Analog: Übernahme Spritzmörtel (max D GK = 4 mm) in DIN 18551 7. GUEP Planertage 26 Krefeld
Spezifikation Spritzbeton Analog Beton nach EN 206-1: Konsistenzklasse (falls zutreffend); Druckfestigkeitsklasse, Expositionsklasse; Chloridklasse, Überwachungskategorie: Größtnennkorn der Gesteinskörnung Bei faserbewehrtem Beton zusätzlich: Restfestigkeit / Energieabsorptionsvermögen 7. GUEP Planertage 27 Krefeld
Überwachungskategorien Spritzbeton Festlegung der Kategorie durch den Planer unter Berücksichtigung der Komplexizität, des Risikogrades und der Entwurfslebensdauer des jeweiligen Projekts! 7. GUEP Planertage 28 Krefeld
Überwachung Spritzbeton Umfang entsprechend Tab. 12 in EN 14487: Maßgeblich: Druckfestigkeit an Bohrkernen (aus Spritzkisten oder aus dem Bauwerk, z.b.: Kat. 1: 1 Probe je 500 m³ oder je 2500 m² oder min 1 Kat. 2: 1 Probe je 100 m³ oder je 500 m² oder min 2 Kat. 3: 1 Probe je 50 m³ oder je 250 m² oder min 3 1 Probe = Mittelwert aus 5 Bohrkernen, wobei bis zu 2 Bohrkerne zu verwerfen sind, wenn deren Festigkeit um mehr als ± 20% vom Mittelwert abweichen (alternativ: nur 3 BK, alle Einzelwerte berücksichtigen) Verfahrensbedingt w/z-wert beim Trockenspritzen nicht nachweisbar: in der Regel unter 0,50 7. GUEP Planertage 29 Krefeld
Bei kleineren Flächen und Rundflächen: Vergussbeton durchaus erwägenswert! Untergrundvorbehandlung: wie vor Haftbrücke kann entfallen, wg. extrem weicher Konsistenz Verklammerung des Zementleims im Untergrund verbessert Besonderheiten für Vergussbeton/ Vergussmörtel beachten! 7. GUEP Planertage 30 Krefeld
Vergussmörtel / Vergussbeton Spezieller Trockenbeton, v.a. mit ausgeprägtem Fließvermögen für besondere Anwendungen im Betonbau Gemisch aus Zement, trockenen Gesteinskörnungen, ggf. pulverförmigen Betonzusätzen werkmäßig hergestellter Trockenmörtel /-beton Differenzierung: Vergussmörtel: Größtkorn 4 mm Vergussbeton: Größtkorn > 4 mm Seit über 25 Jahren verwendet und bewährt 7. GUEP Planertage 31 Krefeld
Vergussbeton / Vergussmörtel Abweichungen gegenüber Beton nach DIN EN 206-1 / DIN 1045-2: Konsistenz: besonders fließfähig Mehlkorngehalt: über den Grenzen von DIN 1045-2 Zugabe von Quellzusätzen Separate bauaufsichtliche Regelungen notwendig Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen DAfStb-Richtlinie Herstellung und Verwendung von zementgebundenem Vergussbeton und Vergussmörtel 7. GUEP Planertage 32 Krefeld
DAfStb-Richtlinie Erstausgabe Juni 2006 Überarbeitete Version: Nov. 2011 Aufnahme in Bauregelliste 2007/2 bauaufsichtl. eingeführt Ergänzende Regelungen zu DIN EN 206-1 / DIN 1045-2 Normregelungen gelten sinngemäß, soweit hier keine Änderungen / Ergänzungen angeführt Vergussbeton regelungstechnisch gleichwertig zu Beton nach EN 206-1/DIN 1045-2 unter Berücksichtigung der dort definierten Randbedingungen 7. GUEP Planertage 33 Krefeld
Geltungsbereich der DAfStb-Richtlinie Vergussbeton /-mörtel Vergussbetone /-mörtel mit hoher Frühfestigkeit und Druckfestigkeit mindestens C 50/60 Richtlinie gilt nicht für Vergussbetone /-mörtel mit leichter, schwerer oder rezyklierter Gesteinskörnung, mit künstlich eingeführten Luftporen, mit Festlegung als Standardbeton. Alle Ausgangsstoffe müssen genormt oder bauaufsichtlich zugelassen sein; Einpresshilfen nach DIN EN 934-4 dürfen für Vergussbeton /-mörtel verwendet werden Für alle anderen Vergussbetone /-mörtel: Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder Zustimmung im Einzelfall 7. GUEP Planertage 34 Krefeld
Zugelassene Anwendungsbereiche (Bsp.) Lagerverguss Fugenverguss bei Fertigteilen Betonersatz nach DAfStb-Richtlinie SIB für Unterbzw. Vergießen von Bauteilen, Vergießen kleinformatiger Fehlstellen, Spalten und Hohlräume 7. GUEP Planertage 35 Krefeld
Anwendungsbereiche DAfStb-Richtlinie Vergussbeton /-mörtel Nicht durch Richtlinie abgedeckt: Herstellen von Tragwerken / großformatigen Bauteilen Verankern von Bauteilen (Schubknaggen, Ankerplatten,...) Nachträgliche Einmörtelung von Bewehrungsstäben Großformatige Instandsetzung nach DAfStb-Richtlinie SIB Verwendung in den Expositionsklassen XM und XF4 7. GUEP Planertage 36 Krefeld
Anforderungen an Vergussmörtel/-beton Allgemeine Anforderungen (Druckfestigkeitsklassen, Expositionsklassen, Art der Verwendung usw.) sinngemäß entsprechend DIN EN 206-1 / DIN 1045-2 Begrenzung des Mehlkorngehalts nicht anzuwenden Konsistenz: eigene Klassifizierung Keine Entmischung, keine Sedimentation Quellmaß: 0,1 % Frühfestigkeit nach 24 Stunden: eigene Klassifizierung Schwinden: eigene Klassifizierung Maximale Einbaudicke: d 25 Größtkorn z.b. bei GK 8 mm: max d = 20 cm 16 mm: max d = 40 cm 7. GUEP Planertage 37 Krefeld
Konsistenz von Vergussbeton Bewertung: Ausfließmaß ( Ausbreitmaß ohne Schlagen ) Ausfließmaßklassen: a 1: Ausfließmaß 500 bis 590 mm a 2: Ausfließmaß 600 bis 690 mm a 3: Ausfließmaß 700 mm Rückgang des Ausfließmaßes innerhalb 30 Min.: max. 80 mm 7. GUEP Planertage 38 Krefeld
Konsistenz von Vergussmörtel Prüfung mit Fließrinne Einteilung in Fließmaßklassen: f1: Fließmaß 550 bis 640 mm f2: Fließmaß 650 bis 740 mm f3: Fließmaß 750 mm innerhalb von 30 Minuten: f 100 mm Alternative für Überprüfung auf der Baustelle: Ausfließmaß aus Mörtelkonus Korrelation vorab herstellen 7. GUEP Planertage 39 Krefeld
Quellen und Stabilität von Vergussbeton Entmischen am Frischmörtel: augenscheinliche Beurteilung hinsichtlich Grobkornabsonderung, Bluten... Sedimentationsstabilität: Augenscheinliche Beurteilung des Mörtelgefüges an der Spalt-/Schnittfläche der Quellprobe Quellen ( Dosenversuch ) nach DIN EN 445: nach 24 h : 0,1% 7. GUEP Planertage 40 Krefeld
Druckfestigkeit von Vergussbeton /- mörtel Druckfestigkeiten nach 24 h A: 40 N/mm² (Frühfestigkeitsklassen): B: 25 N/mm² C: 10 N/mm² Festigkeitsklassen nach 28 Tagen entsprechend DIN EN 206-1 (Würfel a = 150 mm) Nach 56 und 91 Tagen kein Festigkeitsabfall gegenüber 28-Tage-Druckfestigkeit 7. GUEP Planertage 41 Krefeld
Schwinden von Vergussbeton /-mörtel Prüfung mit vom Hersteller angegebener höchster Wassermenge Schwindklassen SKVM 0: ε s,m,91 0,6, ε s,i,91 0,8 Vergussmörtel: SKVM I: ε s,m,91 0,8, ε s,i,91 1,0 (Prismen) SKVM II: ε s,m,91 1,2, ε s,i,91 1,4 SKVM III: ε s,m,91 1,5, ε s,i,91 2,0 Schwindklassen SKVB 0: ε s,m,91 0,6, ε s,i,91 0,8 Vergussbeton: SKVB I: ε s,m,91 0,8, ε s,i,91 1,0 (Zylinder) SKVB II: ε s,m,91 1,5, ε s,i,91 2,0 7. GUEP Planertage 42 Krefeld
Betonergänzung mit Vergussbeton/ mörtel Eigentliche Herstellung des Frischbetons erst auf Baustelle: Veränderte Aufteilung der Verantwortlichkeiten Immer ganze Säcke verwenden Einhaltung der Mindest- und Höchstmenge an Zugabewasser Materialspezifische Überwachung auf der Baustelle (Konsistenz, Quellen, Schwinden, Festigkeit, Sedimentation) 7. GUEP Planertage 43 Krefeld
Instandsetzung mit Vergussbeton Einfüll- / Entlüftungsöffnungen einplanen / vorbereiten Abschrägung nach oben Vor Betonage: Entfernen loser Teile, Reinigung von Staub, u.ä. Mindestens 24 Stunden Nachbehandlung 7. GUEP Planertage 44 Krefeld
Instandsetzung mit Vergussbeton 7. GUEP Planertage 45 Krefeld
Instandsetzung mit Vergussbeton 7. GUEP Planertage 46 Krefeld
Instandsetzung mit Vergussbeton 7. GUEP Planertage 47 Krefeld
Normung Spritzmörtel - Vergussmörtel Spritzbeton nach EN 14487 orientiert sich an Regelungen entsprechend EN 206-1 nur Beton, d.h. Größtkorn > 4 mm geregelt National: DIN 1045-2 (5.3.8): Erweiterung Betonnorm auch auf Zementmörtel für Fugen Analog: Übernahme Spritzmörtel (max D GK = 4 mm) in DIN 18551 Vergussbeton und Vergussmörtel gleichzeitig in DAfStb-Richtlinie Herstellung und Verwendung von zementgebundenem Vergussbeton und Vergussmörtel geregelt 7. GUEP Planertage 48 Krefeld
Spritzmörtel - Vergussmörtel./. Spritzbeton - Vergussbeton Maßgebend: Verbund unterliegt bei dünnen Schichten massiveren Beanspruchung DAfStb-Richtlinie Instandsetzung: Für Mörtel: Für Beton: Umfangreiche zusätzliche Nachweise /Materialprüfungen aufgrund der besonderen Beanspruchungen in dünnen Schichten Beton /Spritzbeton nach einschlägigen Normen für dickere Schichten ausreichend; Nachweise wie bei anderen Betonanwendungen 7. GUEP Planertage 49 Krefeld
Spritzmörtel - Vergussmörtel./. Spritzbeton - Vergussbeton Diese besonderen Regelungen für dünne Schichten resp. Mörtel können bei Instandsetzungen nicht durch allgemeine Regelungen für Spritzmörtel (DIN 18551) bzw. Vergussmörtel (Rili) ausgehebelt werden! 7. GUEP Planertage 50 Krefeld
Spritzmörtel - Vergussmörtel./. Spritzbeton - Vergussbeton Derzeitiger Diskussionsstand: Spritzbeton nach EN/DIN entsprechend Rili SIB Vergussbeton nach Rili VB entsprechend Beton nach Rili SIB; jedoch eigene Spezifikation Spritzmörtel wird aus DIN 18551 herausgenommen Regelungen entsprechend Rili SIB (genauer Umfang der zusätzlichen Nachweise noch festzulegen) Vergussmörtel nach Rili VM bei Anwendung Instandsetzung nach Rili SIB (genauer Umfang der zusätzlichen Nachweise noch festzulegen) 7. GUEP Planertage 51 Krefeld
Zweckmäßige Spezifikation für Vergussbetone für Instandsetzungen Festigkeit / Steifigkeit des Vergussbetons ähnlich der des Altbetons (nicht signifikant darüber!) Festigkeitsentwicklung: langsam Frühfestigkeitsklasse C ( 10 N/mm² n. 24 Stunden) Schwinden so gering wie möglich SKVB 0! Sedimentationsstabil 7. GUEP Planertage 52 Krefeld
Spritzbetone und Vergussbetone für Instandsetzungen 7. GUEP Planertage 53 Krefeld