die tragende stahlbeton- und spannbetonkonstruktion in...
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Fachtagung Schwimmbäder und Wellnesseinrichtungen9. 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 Stahl-und Spannbeton im Hallen- und Freibad
Die Abfrage der Thesen an FALLBEISPIELEN
Die KONSEQUENZEN zur Erhaltung der Konstruktionen
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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 kannUndichtheiten wirken als STÖRWASSER für trockene Konstruktionsteile, gehe zurück auf A
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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
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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 1045 – 1988 DIN 1045/1 -
2001
EC 2 - 2012
t =
1.100d
(Bild 3)
10.000d
(Bild 3)
∞
(Tab 7)
Tragwerksplaner:
∞
∞ 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“
r.L. = 50 %
0,30 0,37
0,37 0,64 0,72
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Freibad O in Wiesbaden Baujahr 1933, 1935 )1
MPA-Prüfzeugnisse P 169-174/V-89, P 227/V-89, P 228-2/VI-94, P 245/VII-94, P 341/X-94
Druck-festig-
keit
Karbo-natisierungs-
tiefe
Schädigung
[N/mm²] [mm]
Chloridgehalt Cl-z
[%] Bauteil
0 - 20 mm
20 - 40 mm
40 - 60 mm
60 - 80 mm
von innen 0 - 5 0,3 0,1 0,1 - tragende innere Kragarmbe-wegung korrosionsfrei
im Vertikalriss
0,5 - - -
in der Fläche 0,4 0,3 0,15 -
Korrosion bei Null-Betondeckung und Kiesnestern
Wand des Schwimmbeckens
h = 1,4 m bis 3,6 m
d = 12 cm bis 38 cm
von außen (hohe r. L.) Arbeitsfuge
zur Bodenplatte
C 30/37, vereinzelt
haufwerks-porös mit C 12/15
0 - 15
0,3 0,3 0,2 0,25 bei w > 0,4 mm starke Korrosionskerben
Rutsche 0 - 0,4 0,1 - 0,4 - - punktuelle Schäden freistehende
Stützen Umkleide 0,2 0,3 - 0,8 - - stark geschädigte Stützenfüße
talseitige Umlaufplatte, von unten frei bewittert
20 - 40
- - - - starke Bewehrungs-korrosion
in 1990 ABRISS
)1 bis 1975 „Kunststoffanstrich“ mit Wasserverlusten, 1975 Folie, ca. 1983 – 1993 erneute Wasserverluste, 1993 neue Folie
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Freibäder
Hallenschwimmbäder
Die Abfrage der Thesen an Fallbeispielen
Druckring vorgespannter Zugring
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Hallenbad Stadtwerke O Baujahr 1972
MPA-Prüfzeugnisse P 197/VII-2008, P 127/VIII-2008 und P 198/VII-2006
Druck-festig-
keit
Karbo-natisierungs-
tiefe Schädigung
[N/mm²] [mm]
Chloridgehalt Cl-z
[%]
Feuchte bei
Untersuchung Bauteil
0 - 25 mm
0 - 15 mm
15 - 30 mm
im Raumklima
im Raumklima bei zeitweiliger Nässe
Hallen-seite
47 20 - 40 - 0,3 - 0,7 0 - 0,1
20 0,1 - - Ortbeton
Außen-seite
10 - 40 - 0 - 0,1 0 - 0,1
67 5 - 15 0,1
Spannbeton-Zugring
Spritzbeton außen mit Spannstahl
5 - 10 )1 0 - 0,1 0
im Allg. trocken, aber an vielen Stellen vom Dach aus durchnässt
keine
in den Nassbereichen Betonaufbrüche über korrodierendem Betonstahl
Hallen-dach
Stahlbeton-Druckring in Dachspitze - 10 - 20 0,2 - 0,3 0 - 0,2 trocken nur bei Null-Betondeckung
-
Becken Stahlbeton-
Kinder-becken
Ortbeton -
0 (bei Durch-feuchtung) bis 40 (am Unterzug)
- 0,4 0,1 - 0,2 nass
beeinflusst von den Wasser-durchtritten
starke Betonstahl-korrosion
)1 ein 4 cm tiefer Netzriss ist an den Flächen 2 mm tief karbonatisiert
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zu schützender Spannstahl
vorh. Füllbeton
Trogplatte, Anzahl 30 Stück, Länge 19 m
Pos 02
chloriddicht, elastisch zu füllender Spaltb = 3 bis 8 mmh = 21 cm
Dachaufbau
Pos 01
chloriddichte Polymer-Zement-Beschichtung
3 bis 8 mm Spaltbreite
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Hallenbad Stadt N Baujahr 1972
MPA-Prüfzeugnisse P 110/II-03 2009 + 10 2009
Druck-festig-
keit
Karbo-natisierungs-
tiefe Bauteil
Stelle [N/mm²] [mm]
Chloridgehalt Cl-
z
[%]
Feuchte bei Untersuchung
Schädigung am Spann- bzw. Betonstahl
Aktion
1 10 - 30 mm 0,15
2 10 - 30 mm 0,17
3 10 - 30 mm 0,13
4 0 - 15 mm 0,28
Hallen-dach
Spannbeton-Trogträger
5 0 - 15 mm
sehr hoch 5 - 10
0,26
trocken (Aussinterungen
aus Bauzeit) keine
für weitere 5 Jahre CL--abgedichtet
A oben - 0,12 nass
unten 35
5 0,43 nass
starke Korrosion, massive Betonstahlkorrosion
sofort abgestützt
B oben - 1,01 etwas feucht
unten 37
15 0,15 trocken, alte Aussinterung
in Öffnungen oberflächiger Flugrost, keine Betonabplatzungen
C oben - - -
Spannbeton-Hohlplatten aus Bn450
unten 31
5 - 10 0,02 trocken
in Öffnungen oberflächiger Flugrost, keine Betonabplatzungen
oben - 0,04
Becken-umgang
Außenrand Stahlbeton-unterzug unten
- - 0,94
trocken, alte Aussinterungen
bei Null-Betondeckung Betonstahlkorrosion
(inzwischen abgestützt wegen Überlast)
)1 ein 4 cm tiefer Netzriss ist an den Flächen 2 mm tief karbonatisiert
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Freibäder
Hallenschwimmbäder
Aufdachen von keramischen Fliesen
Die Abfrage der Thesen an Fallbeispielen
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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 nachträg-licher Hinterfeuchtung?
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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
DGfdB
Nr. 25.04: Schwimm- und Badebecken aus Stahlbeton
2011 mit Abschn. 6.7 mit Abschn. 6.7 wenn • keine Austrocknung des Belags bei Nutzung • Feuchthalten des Betons
- -
2004 - mit Abschn. 5.2.6 Belegreife = 28 d
- -
Nr. 25.01 Stahlbetonbecken mit keramischen Auskleidungen – Schwinden und dessen Einfluss auf das Verbundverhalten
2002 -
mit Abschn. 2.1 mineralisch, wenn • keine Austrocknung vorher• keine Austrocknung bei Nutzung
- -
ZDB
Schwimmbadbau: Hinweise für Planung und Ausführung keramischer Beläge
2008 mit Abschn. 7.2
-
mit Abschn. 7.2 Wasserbelastung ist bis zur Durchtrocknung der Abdichtung auszuschließen
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
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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 : WARTUNG5 keramische Beläge auf das Schwinden einstellen
Die Konsequenzen zur Erhaltung der Konstruktionen
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