Erhaltung von Betonbauwerken

Baustoffe und ihre Eigenschaften

verfasst von: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Michael Raupach, Dr.-Ing. Jeanette Orlowsky

Verlag: Vieweg+Teubner

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Beim Schutz und der Instandsetzung von Betonbauteilen nehmen die Baustoffe und deren Applikation eine zentrale Rolle ein. Basierend auf einer vorausgegangenen Planung erfolgt die Auswahl der Baustoffe. Dabei sind die Materialeigenschaften, Materialverträglichkeiten sowie die am Bauteil vorliegenden Randbedingungen zu beachten. Die Auswahl und der fachgere- te Einsatz der Baustoffe erfordert detailliertes, interdisziplinäres Wissen. Zudem erfordert die Entwicklung neuer Baustoffe und Verfahrenstechniken ebenso wie aktualisierte Richtlinien, Normen und Prüfverfahren eine kontinuierliche Weiterbildung auf diesem Gebiet. Ziel dieses Buches ist es, einerseits die Grundlagen über Materialien zum Schutz und zur - standsetzung von Betonbauteilen zu vermitteln, aber andererseits auch die relevanten Baust- fe mit ihren Eigenschaften, Anwendungsbereichen, Verarbeitungsbedingungen und möglichen Schwachstellen darzustellen. Die Vermeidung von Schäden ist ein wesentlicher Aspekt der Erläuterungen. Eine weitere Motivation zur Verfassung dieses Buches ist die Einführung der europäischen Norm EN 1504, in der erstmalig Produkte für den Schutz und die Instandsetzung von Bet- bauteilen genormt werden. Die Normenreihe regelt sämtliche Anforderungen an die CE- Kennzeichnung der Produkte und verweist auf europäische Prüfverfahren zur Bestimmung der Leistungsmerkmale. Die Prüfung der Produkte erfolgt nun für alle EU-Mitgliedstaaten bindend anhand von europäischen Prüfnormen. Ein Grossteil dieser Prüfnormen wurde erst in den vergangenen Jahren erstellt. Im Rahmen dieses Buches werden Prüfverfahren, die in diesen Normen geregelt sind, beschrieben. Damit wird es für den Planer und Anwender möglich, die für die jeweiligen Produkte angegebenen Anforderungen/Eigenschaften anhand der Prüfv- fahren beurteilen und bewerten zu können.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Auszug

Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen stellen ein vergleichsweise junges Gewerk dar. Um 1960 wurden erste nennenswerte Schäden an Betonbauteilen infolge Bewehrungskorrosion dokumentiert. Die rapide Zunahme dieser Schäden führte seit etwa 1975 zu erheblichen Aufwendungen beim Erhalt der Gebäude und Ingenieurbauwerke.

2. Oberflächennaher Beton — Beurteilung der Eigenschaften

Auszug

Die Berücksichtigung der Eigenschaften der Betonrandzone eines Stahlbetonbauteils ist eine grundlegende Voraussetzung für den Erfolg einer Schutz- und Instandsetzungsmaßnahme. Dies ist zum einen mit der erforderlichen Adhäsion zwischen Altbeton und Instandsetzungsmaterial aber auch mit der Materialkompatibilität zu begründen. Entsprechend den nachfolgenden Erläuterungen ist die Betonrandzone jedoch ständigen Veränderungen unterworfen. Somit sind zur Planung und erfolgreichen Durchführung einer Instandsetzungsmaßnahme detaillierte Kenntnisse über die aktuell vorliegende Betonrandzone erforderlich. Folgende Aspekte sollten bei der Zustandsbeurteilung der Betonrandzone vor einer Schutz- und Instandsetzungsmaßnahme überprüft werden:

Zusammensetzung des oberflächennahen Betons — augenscheinliche Beschaffenheit,
Oberflächenzugfestigkeit,
Feuchtegehalt,
Wasseraufnahme,
Benetzbarkeit der Betonoberfläche,
Risse,
Oberflächenrauheit,
Betondeckung, Lage und Durchmesser der Bewehrung,
Karbonatisierungstiefe,
Chloridverteilung,
Kiesnester, Hohlstellen und Abplatzungen.

3. Adhäsion von Schutz- und Instandsetzungsmaterialien auf Beton

Auszug

Unzureichende Adhäsion von Schutz- und Instandsetzungsmaterialien auf Beton ist eine der Hauptursachen für Schäden bei Schutz- und Instandsetzungsmaßnahmen. Bild 3.1 zeigt zwei Schadensfälle, die auf eine mangelnde Adhäsion zurückzuführen sind.

4. Werkstoffwissenschaftliche Grundlagen für Schutz- und Instandsetzungsstoffe

Auszug

Für den richtigen Umgang mit Schutz- und Instandsetzungsstoffen sind Kenntnisse über die Werkstoffe unumgänglich. Auf die Beschreibung der generellen Eigenschaften von Polymeren wird im Rahmen dieses Buchs verzichtet, da diesbezüglich eine Vielzahl von Literatur, z. B. /Dom05/, zur Verfügung steht. Stattdessen erfolgt im Abschnitt 4.2 zunächst eine kurze Einführung in die Grundlagen der Polymerchemie, um darauf aufbauend in den Abschnitten 4.3 bis 4.6 Epoxidharze, Polyurethane, Acrylate, Silikone und Dispersionen hinsichtlich ihrer Eigenschaften und spezielle im Bauwesen relevante Aspekte zu behandeln. Abschließend wird im Abschnitt 4.7 auf zementgebundene Schutz- und Instandsetzungsstoffe eingegangen.

5. Ersatz geschädigten Betons

Auszug

Innerhalb dieses Kapitels werden die Baustoffe für den Ersatz geschädigten Betons hinsichtlich ihrer Zusammensetzung, Eigenschaften, Anwendungsbereiche und Verarbeitung am Bauteil beschreiben. Hierzu wird zunächst im Abschnitt 5.2 der Aufbau von Betonersatzsystemen mit einer kurzen Gegenüberstellung der Materialien erläutert. Die Anwendungsbereiche und Anforderungen an Betonersatzsystemen nach EN 1504-3 und Instandsetzungsrichtlinie des DAfStb für Bauwerke und Bauteile aus Beton und Stahlbeton RL-SIB /DAfStb01/ werden ebenfalls im Abschnitt 5.2 zusammengefasst.

6. Rissfüllstoffe

Auszug

Das Füllen von Rissen, Hohlräumen und Fehlstellen stellt im Bereich der Bauwerkserhaltung neben der Reprofilierung von Oberflächen (Betonersatzsysteme), dem vollflächigen Oberflächenschutz und Verstärkungsmaßnahmen einen wesentlichen und häufig technisch unerlässlichen Arbeitsschritt dar. Als Füllstoffe werden Epoxidharze, Polyurethane, Acrylatgele, Zementleime und Zementsuspensionen eingesetzt. Diese Rissfüllstoffe werden in den Abschnitten 6.3 bis 6.6 hinsichtlich Zusammensetzung, Eigenschaften, Anwendungsbereichen sowie Verarbeitung und Einsatz am Bauwerk beschrieben.

7. Oberflächenschutzsysteme

Auszug

Oberflächenschutzsysteme dienen dem Schutz von Beton- und Stahlbetonbauteilen. Sie sind entweder eigenständige Maßnahmen oder Bestandteil umfassender Instandsetzungsarbeiten. Die wesentlichen Ziele, die mit einem Oberflächenschutzsystem realisiert werden, können sind:

Schutz des Betons gegen eindringende Stoffe wie z. B. Wasser, Chloride, Kohlenstoffdioxid.
Austrocknung des Betons, indem Wasserzutritt in den Beton verhindert wird und ein Feuchtetransport aus dem Beton durch die Beschichtung möglich ist (Instandsetzungsprinzip W, Bild 1.3).
Erhöhung des Widerstandes gegen Chemikalien und/oder mechanischen Angriff.

Neben diesen Zielen, die die Standsicherheit und Dauerhaftigkeit betreffen, werden auch Ziele zur Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit verfolgt (Farbgestaltung, Reinigungsfähigkeit, Rutschsicherheit etc.)

8. Fugenabdichtungen, Kleber und Verankerungsmörtel

Auszug

Bisher wurden in den Kapiteln 5, 6 und 7 die Stoffe beschrieben, die im großen Umfang für den Schutz und die Instandsetzung von Betonbauteilen eingesetzt werden. Zusätzlich gibt es eine Reihe weiterer Materialien, die nicht in RL-SIB, ZTV-ING, ZTV-W oder EN 1504, sondern anderen Regelwerken enthalten sind, die auch den Neubau betreffen. Diese können im Rahmen dieses Buches nicht komplett dargestellt werden.

9. Europäisch genormte Prüfverfahren für Schutz- und Instandsetzungsstoffe

Auszug

Mit der europäischen Normung von Produkten und Systemen für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken (DIN EN 15044) entsteht in Deutschland ein Umbruch hinsichtlich der bisherigen Vorgehensweisen in diesem Bereich. Bisher war der Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken in der RL-SIB /DAfStb01/, der ZTV-ING /ZTVI/ sowie für spezielle Fragenstellungen im Wasserbau in der ZTV-W /ZTVW/ geregelt. Innerhalb dieser Regelwerke wurden auch die notwendigen Leistungsanforderungen mitsamt Prüfverfahren festgelegt. Insbesondere hinsichtlich der Prüfverfahren bestand eine weitgehende Übereinstimmung zwischen der RL-SIB und der ZTV-ING bzw. ZTV-W. Dabei stand i. d. R. die Prüfung am Gesamtsystem im Vordergrund.

10. Ausblick

Auszug

Die vorangegangenen Kapitel beschreiben die wesentlichen Baustoffe für den Schutz und die Instandsetzung von Betonbauteilen. Aufgrund kontinuierlicher Veränderungen ist das Thema hochaktuell, auch wenn die dargestellten Baustoffe zum Teil schon seit Jahren bzw. Jahrzehnten bekannt sind.

11. Anhang

Backmatter

Titel: Erhaltung von Betonbauwerken
verfasst von: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Michael Raupach
Dr.-Ing. Jeanette Orlowsky
Verlag: Vieweg+Teubner
Electronic ISBN: 978-3-8348-9286-7
Print ISBN: 978-3-8351-0120-3
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-8348-9286-7