Chemischer Angriff - Planung und Ausführung von Betonbauwerken (E-Book)

Die Angebotsvielfalt an werkseitig vorgefertigten Betonprodukten für Verkehrsflächenbefestigungen sowie die Ansprüche an entsprechende Pflasterdecken und Plattenbeläge haben in den vergangenen Jahrzehnten enorm zugenommen. Damit einhergehend ist sowohl die Anzahl der Reklamationen und Beanstandungen als auch die Anzahl der gerichtlichen Auseinandersetzungen stetig angestiegen. Eine Vielzahl der Reklamationen und Beanstandungen bezieht sich dabei auf das äußere, optisch wahrnehmbare Erscheinungsbild des Belags und/oder der dafür eingesetzten Produkte. Für deren optische Bewertung wird mit diesen Beurteilungsgrundlagen von einem interdisziplinär besetzten Arbeitskreis über vier Fachverbände hinweg eine verlässliche Basis geschaffen. Die Beurteilungsgrundlagen zeichnen sich durch die systematische Beschreibung einer Vielzahl möglicher Ursachen für die optische Beschaffenheit von Pflastersteinen und Platten aus Beton sowie der entsprechenden Flächenbeläge aus.

Aus den Spannungs-Dehnungslinien von kraftgeregelten Druckschwellversuchen lassen sich die Dissipationsenergiewerte bestimmen. Diese Dissipationsenergie ist für die Erwärmung der Probekörper infolge der zyklisch-mechanischen Beanspruchung verantwortlich. Auf Basis der festgestellten Korrelation zwischen der Probekörpererwärmung und der Schädigungsentwicklung wird nun die direkte Korrelation zwischen der Dissipationsenergie und der Rissentwicklung untersucht. Es zeigt sich, dass sich die Verläufe der mit jedem Lastwechsel dissipierten Energie analog zu den bereits bekannten Verläufen anderer Messparameter und Schädigungsindikatoren in drei Phasen aufteilen lassen. Aus der Auswertung der bis zum Versagen eines Probekörpers kumulierten Dissipationsenergie resultiert ein funktionaler Zusammenhang zur jeweiligen Bruchlastwechselzahl. Sämtliche Auswertungspunkte, die durch die Bruchlastwechselzahlen und den bis zum jeweiligen Versagen kumulierten Dissipationsenergiewerten beschrieben werden, liegen auf einer Kurve, die als Versagenskurve bezeichnet wird. Darauf aufbauend wird in dieser Arbeit ein neuer Schädigungsparameter eingeführt und ein neues Schädigungsmodell beschrieben.

Das Merkblatt wurde 2004 von dem Arbeitskreis "Selbstverdichtender Beton" des Deutschen Beton- und Bautechnik-Vereins erstmalig aufgestellt. Seitdem wurden die zugehörigen technischen Regelwerke inklusive entsprechender Prüfverfahren in die Praxis eingeführt. Das Merkblatt wurde 2017 aktualisiert. Es gibt praktische Hinweise zur Verwendung und Qualitätssicherung von SVB, die auf Erfahrungen basieren. Im Merkblatt werden die einzustellenden Frischbetoneigenschaften, mögliche Einbauverfahren sowie Hinweise zur Ausführung und Qualitätssicherung auf der Baustelle sowie im Herstellwerk erläutert.

In den letzten Jahren wurden diverse Prüfverfahren und Methoden entwickelt, um die Leistungsfähigkeit von Beton bzw. Bindemittel hinsichtlich des Widerstands gegenüber betonaggressiven Einwirkungen beurteilen zu können. Ein wesentliches Ziel von Prüfverfahren zur Beurteilung der Dauerhaftigkeit von Baustoffen ist, die im Laufe der Nutzungsdauer zu erwartenden Einwirkungen auf den Baustoff realitätsnah abzubilden. Dazu sind die Prüfparameter auf die im jeweiligen Anwendungsbereich vorherrschenden Umgebungs- und Randbedingungen anzupassen. Daneben sind auch die Bewertungskriterien individuell unter Berücksichtigung der im Einzelfall geforderten Nutzungsdauer eines Bauwerks festzulegen. Eine systematische Zuordnung von adäquaten Prüfverfahren bzw. Prüfparametern und Bewertungskriterien für die verschiedenen Anwendungsbereiche im Betonbau, in denen betonaggressive Einwirkungen auftreten, ist mit Ausnahme von Einzelfällen bislang nicht vorhanden. Daneben stellt sich in der Praxis immer wieder das Problem, das Angriffspotenzial der Umgebung eines Bauwerks (prüftechnisch) zu erfassen und zu bewerten. Das Merkblatt erläutert Grundsätze und bewährte Methoden zur Beurteilung der Einwirkungs- und Widerstandsseite beim chemischen Angriff auf Beton. Hinsichtlich der Anwendungsbereiche, der Schädigungsmechanismen im Beton sowie Schutzprinzipien nimmt dieses Merkblatt Bezug auf Inhalte des DBV-Merkblatts "Chemischer Angriff auf Betonbauwerke - Bewertung des Angriffsgrads und geeignete Schutzprinzipien".

In den letzten Jahren wurden diverse Prüfverfahren und Methoden entwickelt, um die Leistungsfähigkeit von Beton bzw. Bindemittel hinsichtlich des Widerstands gegenüber betonaggressiven Einwirkungen beurteilen zu können. Ein wesentliches Ziel von Prüfverfahren zur Beurteilung der Dauerhaftigkeit von Baustoffen ist, die im Laufe der Nutzungsdauer zu erwartenden Einwirkungen auf den Baustoff realitätsnah abzubilden. Dazu sind die Prüfparameter auf die im jeweiligen Anwendungsbereich vorherrschenden Umgebungs- und Randbedingungen anzupassen. Daneben sind auch die Bewertungskriterien individuell unter Berücksichtigung der im Einzelfall geforderten Nutzungsdauer eines Bauwerks festzulegen. Eine systematische Zuordnung von adäquaten Prüfverfahren bzw. Prüfparametern und Bewertungskriterien für die verschiedenen Anwendungsbereiche im Betonbau, in denen betonaggressive Einwirkungen auftreten, ist mit Ausnahme von Einzelfällen bislang nicht vorhanden. Daneben stellt sich in der Praxis immer wieder das Problem, das Angriffspotenzial der Umgebung eines Bauwerks prüftechnisch zu erfassen und zu bewerten. In Ergänzung zum DBV-Merkblatt "Chemischer Angriff auf Beton - Empfehlungen zur Prüfung und Bewertung" (Fassung Mai 2017) werden im DBV-Heft 41 "Chemischer Angriff auf Beton - Prüfverfahren zur Bewertung des Säurewiderstands von Beton" bisher nicht in Normen geregelte, aber in Deutschland durchaus gängige Prüfverfahren zur Beurteilung des Säurewiderstands von Beton zusammengestellt und in Bezug auf die wesentlichen Prüfparameter beschrieben.

Im Auftrag des DBV wurden am Lehrstuhl für Baustofftechnik der Ruhr-Universität Bochum an verschiedenen Vergussbetonen eingehende Laboruntersuchungen u. a. zur Hydratationswärme- und Festigkeitsentwicklung, zum Frostwiderstand sowie zur sekundären Ettringitbildung vorgenommen. Zum Forschungshintergrund: In der DAfStb-Richtlinie Herstellung und Verwendung von zementgebundenem Vergussbeton und Vergussmörtel (Ausgabe November 2011) ist die Einbauhöhe auf das 25-fache des Größtkorns begrenzt. Ausschlaggebend für diese Regelung war die Sorge, dass sich durch sehr hohe Temperaturen im Zuge der Hydratation Beeinträchtigungen im Festbeton, insbesondere der Dauerhaftigkeit, ergeben könnten. Einschlägige Untersuchungen hierzu waren bislang jedoch nicht verfügbar. Diese wurden nun mit dem DBV-Heft 31 "Untersuchungen zur Einbaudicke von zementgebundenem Vergussbeton" erstmalig vorgelegt. Im Ergebnis zeigen die durchgeführten Untersuchungen, dass auch bei Einbauhöhen von Vergussbeton jenseits der bislang geltenden Begrenzung keine Beeinträchtigung der maßgeblichen Festbetoneigenschaften zu erwarten ist.

In dem Merkblatt werden zur Stoffauswahl und Herstellung des selbstverdichtenden Beton ebenso Hinweise gegeben wie zur Verarbeitung. Hierbei fließen die Erfahrungen ein, die Mitgliedsunternehmen des DBV sowohl auf Seiten der Betonherstellung als auch bei der Verwendung gesammelt haben.Insbesondere nehmen die Festlegung der Eigenschaften des SVB in Abhängigkeit der Verwendung und die Qualitätssicherung einen entsprechenden Raum im Merkblatt ein.

Ziel der Feuchtemessung von Baustoffen ist es, eine Grundlage für die Instandsetzungsplanung von Bauwerken zu schaffen. Der Bericht gibt eine Übersicht und Bewertung der existierenden Verfahren zur Messung der Feuchte von mineralischen Baustoffen. Die Autoren beschreiben die Definitionen der feuchtetechnischen Kennwerte der Baustoffe und befassen sich mit den in Frage kommenden Messverfahren. Sie erläutern die Darr-Methode, die CM-Methode sowie den Folientest und das Luftfeuchte-Ausgleichsverfahren. Diese vier praxiserprobten Verfahren sind auch Bestandteil des hier entwickelten, gleichnamigen WTA-Merkblatts.

Der Erfolg von Schutz- und Instandsetzungsmaßnahmen an Betonbauteilen ist in besonderem Maße vom Haftverbund der hierfür eingesetzten Werkstoffe mit Untergrund von Beton und Stahl abhängig. Für die Verbundwirkung ist neben den Eigenschaften der Instandsetzungs- und Oberflächenschutzsysteme vor allem die Beschaffenheit des Untergrundes, der vielen Einflüssen unterworfen ist, maßgebend. Dementsprechend werden Anforderungen beschrieben, die vor Applikation der unterschiedlichen Schutz- und Instandsetzungsprodukte vorliegen müssen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, stehen verschiedene Verfahren zur Untergrundvorbereitung zur Verfügung, deren Anwendungsbereiche, Wirkungsweise, erzielbare Ergebnisse, Leistungen und Randbedingungen aufgezeigt werden. Dabei wird auch auf in der Entwicklung befindliche Verfahren eingegangen. Abschließend wird dargelegt, auf welche Weise eine Prüfung des Untergrundes erfolgen kann, um nachzuweisen und zu dokumentieren, inwieweit die gestellten Anforderungen erfüllt werden bzw. bestimmte Eigenschaften oder auch Risiken vorliegen. Das Literaturverzeichnis am Schluß des Merkblattes eröffnet die Möglichkeit, bestimmte Wissensbereiche zu vertiefen. Auch in den einschlägigen Regelwerken für dieses Arbeitsgebiet wird der Bedeutung der Untergrundbeschaffenheit Rechnung getragen. In diesem Merkblatt wird jedoch wesentlich ausführlicher und umfangreicher darauf eingegangen.