Beton in der WU-Betonbauweise

Beton in der WU-Betonbauweise

Was ist WU-Beton?

WU-Beton ist Beton mit hohem Wassereindringwiderstand. In Italien gibt es keine spezifischen Normen und Richtlinien im Bezug auf WU-Beton und Weißen Wannen. Folgende Ausführungen beziehen sich deshalb auf die aktuellen österreichischen Normen und Richtlinien.

 

Gemäß österreichischer Normen werden an WU-Beton folgende Anforderungen gestellt:

 

bis 10 m Wasserdruckhöhe:

Expositionsklasse XC3 (W/B ≤ 0,55) oder Nachweis der Wassereindringtiefe von max. 50 mm

 

über 10 m Wasserdruckhöhe:

Expositionsklasse XC4 (W/B ≤ 0,50) oder Nachweis der Wassereindringtiefe von max. 25 mm

 

Gemäß ÖNORM B 4710-1 wäre C20/25/XC3 (= C20/25/B1) bereits eine für wasserundurchlässige Bauteile geeignete Betonsorte, aber nur bei chemisch nicht aggressivem Grundwasser unterhalb der Frostgrenze.

Für umweltbelastete Bauteile, also außenliegende Bauteile, Bauteile im Grundwasser (schwach lösend) usw. ist daher mindestens die Betonsorte C25/30/XC3/XD2/XF1/XA1L/SB bzw. C25/30/B2 erforderlich.

In Italien ist C25/30/XC3 bereits die für wasserundurchlässige Bauteile die mindestfestigkeits-bzw. Expositionsklasse geeignete Betonsorte.

 

WU-Beton alleine macht aber noch keine „Weiße Wanne“!

 

Verhalten von WU-Beton

Anhand folgender Skizze soll das Verhalten von WU-Beton und das Eindringen von Wasser in den Beton veranschaulicht werden:

 

wu beton

 

  

Druckwasserbereich: Wasser dringt durch hydraulischen Druck infolge Permeation bis max. 25 mm ein.

Kapillarbereich: kapillare Wassereindringung bis max. 70 mm.

Kernbereich: in diesem Bereich findet kein Wassertransport statt.

Austrocknungsbereich: Feuchteabgabe durch Diffusion begrenzt auf ca. 80 mm.

 

Wahl des Betons für Weiße Wannen

Damit Weiße Wannen auch tatsächlich wasserundurchlässig sind, müssen die Risse bzw. Rissbreiten begrenzt werden.

Ursache für Risse sind Eigen- und Zwangsspannungen sowie die Behinderung der Verformung beim Abfließen der Hydratationswärme infolge des Schwindens. Folglich kommt der Betontechnologie bei der Planung von Weißen Wanne eine große Bedeutung zu. Empfohlene betontechnologische Maßnahmen sind (nach Lohmeyer):

Beton mit niedriger Wärmeentwicklung:

  • Verwendung von Zementen mit niedriger Hydratationswärmeentwicklung und normaler Anfangsfestigkeit. Beispiel: CEM III 32,5 N-LH, C3A-freie Zemente
  • Reduzierung bzw. Minimierung des Zementgehalts des Betons z < = 320 kg/m³
  • Reduzierung der Frischbetontemperatur < 15°C, möglichst < =10°C

Beton mit geringem Schwindmaß:

  • Reduzierung des Wassergehalts des Betons w < = 165 kg/m³
  • Zementleimgehalt des Beton zl < = 280 l/m³
  • Wasserbindemittelwert des Betons W/B <= 0,55
  • Verwendung von Betonverflüssiger BW und/ oder Fließmittel FM

 

Kontrolle des Betons in der Bauausführung

Der Verarbeitung des Betons kommt bei Weißen Wannen eine besondere Bedeutung zu. Von der Anlieferung über den Einbau, bis hin zur Nachbehandlung und dem Ausschalen muss der Beton weitest möglich vor störenden Einflüssen geschützt werden, damit dieser seine Abdichtungsaufgabe erfüllen kann.

 

Allgemeine Kontrolle

Die Schalung muss sauber, trocken, eis- bzw. schneefrei und stabil sein.

Der Untergrund muss sauber und möglichst glatt sein. Dazu können Gleitschichten unter der Bodenplatte vorgesehen werden (z. B. 2 x PE Folie 0,75 mm), im Bereich von Vertiefungen sollten Zugausgleichsschichten eingeplant werden.

Die Bewehrung muss exakt verlegt werden, wobei Rüttelgassen vorsehen werden sollten, damit das Einbringen des Betons ohne Schwierigkeiten erfolgen kann.

Alle Durchdringungen, wie z.B. Rohrdurchführungssysteme und Abstandhalter (Schalungsbindeelemente) müssen wasserdicht verschließbar sein und müssen dem Wasserdruck standhalten und entsprechende Prüfzeugnisse vorweisen.

 

Betonkontrolle

Die Betonlieferscheine müssen kontrolliert werden. Dabei ist darauf zu achten, dass der korrekte Beton geliefert wurde und die Verarbeitungszeit des Betons eingehalten werden kann.

Der Beton muss augenscheinlich kontrollieren werden, im Bedarfsfall muss auf der Baustelle eine Frischbetonprüfung vorgenommen werden (Konsistenz, Rohdichte…), sowie Probewürfel erstellt werden.

Auch der Betoneinbau muss kontrolliert werden. Es ist darauf zu achten, dass Schütthöhen eingehalten werden, dass korrekt Verdichtung wird und dass der Beton nicht durch Wasserzugaben in der Qualität gemindert wird.

 

Nachbehandlung und Ausschalfristen

Im Sommer sollte mit PE-Folien, im Winter mit Wärmedämmmatten nachbehandelt werden. Für die Sommer- und Wintermonate sollten Maßnahmen für Frost oder extreme Hitze definiert werden (z. B. Beton heizen bzw. kühlen)

Die Ausschalfristen sind in den italienischen „Linee guida per la messa in opera del calcestruzzo strutturale“ des Consiglio superiore die lavori pubblici – servizio tecnico centrale, geregelt und sollten kontrolliert werden.

 

Zwangsspannungen im Beton

Zwangsspannungen treten aufgrund mehrerer Einflüsse im Beton auf. Durch das Betonieren der Bodenplatten an den Untergrund, durch die kraftschlüssige Verbindung von Bauteilen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten aneinander betoniert werden, usw. werden die einzelnen Bauteile in Ihrer Verformung behindert. Auch durch die Geometrie von Bauteilen kann die Verformung behindert werden, die sich aufgrund von Trocknungsschwinden oder Temperaturveränderungen ergeben würde. Dadurch entstehen Zwangsspannungen im Bauteil, welche zu Rissen führen, sobald die Zugfestigkeit des Betons überschritten wurde.

Bei der Planung von Weißen Wannen müssen diese Risse verhindert werden. Einerseits geschieht dies über die Wahl des geeigneten Betons, die Einteilung der Bauteile in zwangsmindernde Betonieretappen, bzw. Bauteilgeometrien und andererseits über die Festlegung von Bewehrungsstahl. Diesbezüglich ist festzuhalten, dass eine enge Bewehrungsanordnung mit kleineren Stabdurchmessern einer weiten Anordnung mit größeren Stabdurchmessern vorzuziehen ist.