V5-7 Fugen, Weiße Wanne Flashcards
Fugenarten
Fugenarten:
* Arbeitsfugen
* Scheinfugen
* Setzungsfugen
* Dehnfugen
Wasserundurchlässige Baukörper aus Beton
Konstruktionsarten:
- Hautartige Abdichtungen
− Schwarze Wanne - Betonbauteile übernehmen Lastabtragung und Abdichtung
− Weiße Wanne
Für hochwertige Nutzung:
− Weiße Wanne mit zusätzlichen Maßnahmen,
z. B. außenliegenden Frischbetonverbundfolien
Vorteile und Anwendungsgrenzen
Vorteile der weißen Wanne gegenüber der schwarzen Wanne:
- Erhebliche Kosten- und Terminvorteile
- Undichte Stellen lassen sich leichter aufspüren und abdichten
Anwendungsgrenzen der weißen Wanne: - Sehr starker chemischer Angriff
- hochwertige Nutzung der Innenräume
− z. B. Lagerräume für feuchte-empfindliche Güter, Serverräume
Nur mit entsprechenden konstruktiven oder raumklimatischen und bauphysikalischen Maßnahmen möglich
Wasserdicht/-undurchlässig
- Wasserdicht
− Wasser darf nicht eindringen - Wasserundurchlässig
− Wasser darf nicht durchdringen
ab einer Bauteildicke von
hb > 200 mm ist im Kernbereich kein Feuchtetransport nachweisbar
Mit Beton kann Wasserundurchlässigkeit erreicht werden. „Absolut wasserdicht“ ist wegen Diffusion, Druckgefälle und kapillarer Saugfähigkeit nicht herstellbar.
Elemente einer WU-Planung:
- Verwendung von Beton mit hohem Wassereindringwiderstand (früher: WU-Beton)
- Optimierung der Konstruktion zur Vermeidung von Zwang
- Geeignete Auswahl und Anordnung von Fugenabdichtungen
- Einhaltung der bauphysikalischen Anforderungen an Wärmedämmung, Nutzungsanforderungen und Baufeuchte
- Sicherstellung von guter Betonierbarkeit, Verdichtung und Nachbehandlung
Planungsschritte nach DAfStb-Heft 555 „Erläuterungen zur DAfStb- Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“
- Ermittlung des Bemessungswasserstands und der Beanspruchungsklasse
- Festlegung der Nutzungsklasse
- Wahl eines geeigneten Entwurfsgrundsatzes und Bemessung:
− Bauteildimensionierung
− Bemessung und statisch-konstruktive Durchbildung
− Festlegung betontechnologischer und ausführungstechnischer Maßnahmen - Planung von Fugen, Abdichtungen, Einbauteilen und Durchdringungen
- Planung von Abdichtungsmaßnahmen bei Rissbildung
- Planung der Ausführung und Nachbehandlung
Beanspruchungsklasse 1:
- Ständig und zeitweise drückendes Wasser:
− Grundwasser, Schichtenwasser, Hochwasser oder anderes Wasser, das einen
hydrostatischen Druck ausübt (auch zeitlich begrenzt) - Nichtdrückendes Wasser:
− Wasser in tropfbar flüssiger Form, das keinen oder nur einen geringen hydrostatischen (Wassersäule 100 mm) Druck ausübt. Gilt nicht für an der Wand ablaufendes Wasser. - zeitweise aufstauendes Sickerwasser
− Wasser, das sich auf wenig durchlässigen Bodenschichten ohne Dränung aufstauen kann.
Die Bauwerkssohle liegt mindestens 30 cm über Bemessungswasserstand. - Bei WU-Dächern gilt stets die Beanspruchungsklasse 1
Beanspruchungsklasse 2:
- Bodenfeuchte
− Wasser, das bei sehr stark durchlässigen Böden (kf 10-4 m/s) ohne Aufstau absickern
kann.
− Wasser, das bei wenig durchlässigem Boden durch dauerhaft funktionierende Dränung nach DIN 4095 abgeführt wird - An der Wand ablaufendes Wasser
Nutzungsklasse A:
- Für Bauteile ist ein Feuchtetransport in flüssiger Form nicht zulässig, d.h. keine Feuchtstellen auf der luftseitigen Bauteiloberfläche, auch nicht temporär an Rissen
− Standard für Wohnungsbau, Räume mit hochwertiger Nutzung (z.B. Serverräume)
Nutzungsklasse B:
- Feuchtstellen sind auf der luftseitigen Bauteiloberfläche zulässig
- Wasserdurchtritte, die zum Ablaufen oder Abtropfen von Wassertropfen oder zu Pfützen führen, sind unzulässig
− Garagen, Installations- und Versorgungsschächte und –kanäle, Lagerräume mit geringen
Anforderungen
Selbstheilung der Risse
− Ursachen: Bildung von CaCO3 an den Rissflanken, Nachhydratation des Zementsteins, mechanisches Zusetzen durch Feinstoffe
− Abhängig vom Verhältnis der Rissbreite zum Druckgefälle
− Nicht möglich bei einem pH-Wert < 5,5 und einem Kohlensäuregehalt > 40 mg/l
Verschließen der Risse
− Injektion mit Polyurethan, Epoxidharz, Zementleim oder Zementsuspension
− Abdichtung des Bauteils von außen (falls zugänglich)
▪ Dichtungsbahnen, Flüssigkunststoffe, mineralische Dichtungsschlämme
− innen liegende Abdichtung (nur Beanspruchungsklasse 2)
− Frischbetonverbundfolien (präventiv)
Entwurfsgrundsätze (WU-Richtlinie 12/2017)
a) Vermeidung von Trennrissen
b) Festlegung von Trennrissbreiten
c) Festlegung von Trennrissbreiten, die in Kombination mit im Entwurf vorgesehenen planmäßigen Dichtungsmaßnahmen
Vermeidung von Trennrissen
- konstruktive Maßnahmen
− Reduzierung der Bodenreibung durch geglättete Sauberkeitsschicht und Gleitschichten − Begrenzung fugenfreier Bauabschnitte (Anordnung von Sollrissfugen)
− Verzicht auf Höhenversätze (Konzeption von Flachgründungen)
Vermeidung von Trennrissen
- betontechnologische Maßnahmen
− Verwendung eines Zements mit geringer Hydratationswärmeentwicklung (z.B. CEM III )
oder teilweiser Ersatz durch Flugasche
− Beton mit geringem Zementgehalt
− niedrige Frischbetontemperatur (Kühlen des Frischbetons, Zugabe von Eis)
− Ggf. Einsatz von verzögernden Zusatzmitteln
Vermeidung von Trennrissen
ausführungstechnische Maßnahmen:
− Betonierzeitpunkte günstig wählen (z.B. später Nachmittag; Übergangsmonate) − frühzeitiges Verschatten und Feuchthalten der Oberflächen
− Betoniertakte benachbarter Felder sinnvoll wählen
Bauweise mit zugelassenen Trennrissen
- Bemessung auf die zulässigen Rissbreiten nach EC2
- kein Ansatz der Selbstheilung der Risse
- Planung und Ausschreibung von Abdichtungsmaßnahmen (sind bei der Budgetierung als auch bei der Bauzeit entsprechend zu berücksichtigen)
- Mögliche wirtschaftliche Vorteile gegenüber b) aufgrund geringerer erforderlicher Bewehrungsgehalte
geregelte und nicht geregelte Fugenabdichtungen
Geregelte Fugenabdichtungen:
* unbeschichtete Fugenbleche (innen)
* Fugenbänder (innen/außen) gemäß DIN 7865 und DIN 18541
Nicht geregelte Fugenabdichtungen:
* Injektionsschläuche/Verpressschläuche * Quellprofile
* Dichtrohre
* Bentonitfolien
* Beschichtete Fugenbleche
* Streifenförmige Dichtungen
* Kombinationen (z.B. Fugenblech + Quellprofil)
Minimierung der Zwangskräfte durch
geeignete Bauausführung:
- Betonierabschnitte
- Fugendetails
- Vermeidung von Verzahnungen zw.
Bauwerk und Baugrund
Eine Bodenplatte (Flachgründung) wird in folgenden Fällen notwendig:
- hohe Bauwerkslast
- schlechter Baugrund
- es sind größere Horizontallasten in der Gründungssohle zu übertragen
- das Bauwerk ist gegen Grundwasser abzudichten
Bodenplatte
Vorteile
-einfacherer Bauablauf
-Überbrückung von evtl. Fehlstellen im Baugrund
-ca. 30% kleinere Setzungsunterschiede als bei Einzelfundamenten
-Ableitung von größeren Horizontalkräften über flächige Sohlenreibungskräfte
-Ausführung als WU-Platte möglich
-Auftriebssicherung durch hohes und verteiltes Eigengewicht
Bodenplatte
Nachteile
-großer Beton- und Betonstahlverbrauch
-kein gezielter Abtrag von hohen Lasten unter Stützen und Kernen
Einfluss der Bodensteifigkeit
- schlaffer Überbau – Stützenkräfte als Einzellasten
- elastische Biegemomente der Bodenplatte ohne Einfluss von
zeitabhängigem Materialverhalten
Einfluss der Überbausteifigkeit
- weicher Boden – es stellt sich eine Setzungsmulde ein
- elastische Biegemomente der Bodenplatte ohne Einfluss von zeitabhängigem
Materialverhalten
Zeitabhängiges Verhalten
- Bodensetzungen – indirekter Zwang (Stützensenkungen)
- Stützmomente erfahren eine zeitabhängige Änderung * Unterscheidung:
-Langsame Stützensenkung (Annahme: Setzung affin zum Kriechen)
-Plötzliche Stützensenkung
Betonfestigkeitsklasse / Betonstahlbewehrung
- Expositionsklasse XC2 (Nass, selten trocken)
- Betonfestigkeitsklasse mind. C30/37 ggfs. WU
- Plattendicke: mind. 25-30 cm, übliche Dicken: 40-150 cm, große Dicken 200-600 cm
- die Bodenplatte endet i.d.R. 15-20 cm hinter dem Außenwandrand
- untere und obere Bewehrung vollflächig:
Mattenbewehrung bei dünneren Platten, Betonstahlbewehrung bei dickeren Platten
Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite: Zwangspannungen
Tiefgründungen sind sinnvoll, wenn:
der Baugrund unmittelbar unter dem Bauwerk
wenig tragfähig ist (z. B. Ton)
− zu große Setzungen
− ungleichmäßige Setzungen
hohe punktuelle Lasten z. B. aus Megastützen vorhanden sind
Tiefgründungsarten
- Pfeilergründungen (Fundamenttieferführungen)
- Brunnengründungen, Senkkästen (Caissons)
- Pfähle (Bohr- oder Rammpfähle)
- Kombinierte Pfahl-Plattengründung (KPP)
Pfeilergründungen (Fundamenttieferführungen)
- kleinere Bauvorhaben
- gute Baugrundqulität in wenigen Metern Tiefe
- Pfeiler meist aus unbewehrtem Beton (o. Mauerwerk)
< 1m Tiefe: Fundamenttieferführungen
> 1m Tiefe: Pfeilergründungen
Brunnengründungen, Senkkästen (Caissons)
- Ein Hohlkasten ohne Bodenplatte
- Aushub des innen anstehenden Bodens
- Absinken infolge Eigengewicht (ggf. mit Hilfe von zusätzlichem Balast oder verankerten Zugstangen).
Druckluft-Senkkästen (Caissons):
- Druckkammer im Sohlenbereich
- der Boden wird im Trockenen gelöst
- Zugang zum Arbeitsraum nur über
Druckschleuse möglich - Extrem widrige Arbeitsbedingungen in der
Druckkammer
Brunnengründungen, Senkkästen (Caissons) Vorteile:
-tiefliegende Flächengründung ohne Baugrubenverbau -Gründung unter GW-Spiegel ohne GW-Absenkung möglich
-Verfahren für offenes Wasser geeignet
-große Horizontalkräfte werden Verformungsarm übertragen
Brunnengründungen, Senkkästen (Caissons) Nachteile:
-Setzungen in der unmittelbaren Nähe der Senkkästen -Herstelltoleranzen von 10 cm in der Höhe, 1% Lotabweichung
-konstanter Querschnitt über die Höhe
-beim Absenken am Hang hat der Kasten die Tendenz, in der Richtung des Böschungsschubes auszuwandern
Pfähle – Anordnung
- Hohe Tragfähigkeit der Pfähle in axialer Richtung (Druck und Zug)
- Steife Abstützung der Konstruktion
- Belastung soll möglichst axiale Kräfte erzeugen, da Biegemomente und
Querkräfte große Verformungen erzeugen - Gleichmäßige Kräfteverteilung auf alle Pfähle
- Einzelpfähle vermeiden
- Gründungsarten
− Pfeilergründungen
− Senkkästen
− Pfahlgründungen
− KombiniertePfahl-
Plattengründung (KPP)
Pfähle
Pfahlkräfte werden durch Mantelreibung und Spitzenwiderstand in tiefer liegende, tragende Bodenschichten eingeleitet.
− Anordnung ideal, wenn die Lastabtragung durch axiale Kräfte erfolgt
− Äußere und innere Tragfähigkeit
− Bemessung elastisch gebetteter
Stab
Fugen Nachteile
- aufwendig in der konstruktiven Durchbildung
- schadensempfindlich im Gebrauch
- eine Störung für den Rohbauablauf
- nachteilig für den Innenausbau
Maximale Fugenbreite
Fugenbreite sollte 30 mm nicht überschreiten, da sonst erhöhte Brandschutzanforderungen zu erfüllen sind.
Setzungsfugen:
Aufgaben & Eigenschaften
- Schäden aus unterschiedlichen Setzungen verhindern
- Vertikalbewegung (Dehfugen = horizontal)
- gehen durch die Gründung hindurch
Wann können Setzungsfugen erforderlich werden?
- bei wechselndem Baugrund
- bei sprunghaft wechselnden Gründungstiefen
- bei stark wechselnden Belastungen
- bei zeitlich versetzter Herstellung
Wann kann auf Fugen verzichtet werden?
Dehnfugen:
- Verformungsdifferenzen werden ausgeschlossen
- gleichmäßige Verformung der Bauteile wird erreicht
Setzungsfugen:
- Bodenaustausch
- Tiefgründung
Was stört an Arbeitsfugen?
- stören den Kraftfluss nicht (gut)
- verursachen durch unterschiedliche Betonalter Zwängungen
- Sollbruchstelle, weil Betonzugfestigkeit sehr gering ist
Wie werden Scheinfugen hergestellt?
- Trapezleisten
- nachträglich eingefräste Schlitze
=> Sollbruchstellen
Konstruktionsgrundsäzte Fugen
- Fugenführung und -ausbildung sollen möglichst einfach sein
- Fugenschnitte sollen vollständig sein
- Bewegungen, die durch eine Fuge ermöglicht werden, müssen konsequent weiterverfolgt werden
- Dürfen nicht durch Wandputz oder Bodenestrich verdeckt werden
Massive Deckenkonstruktionen auf Mauerwerkswänden
In der Verbindung kann es zu Zwangschnittkräften kommen, die im Mauerwerk zu einer erhöhten Rissgefahr führen
Klimaeinflüsse, die Verformungen verursachen können
- Wärmeleitung
- Wärmestrahlung
- Änderung der Lufttemperatur
Wie sollte Frischbeton eingebaut werden?
- mit niedrigerTemperatur
- mit geringer Hydrationswärme
- mit geringer Schwindneigung (geringer Zemetsteingehalt)
- mit geringem w/z-Wert
Maximale Fallhöhe beim Betonieren von Wänden
50 cm
Ausführung von Arbeitsfugen
- Fugenband an der Außenseite
- Geschalter Wandsockel mit Fugenband oder -blech
- Verpressschaluch auf Sohlenmulde
- Beschichtetes Fugenblech
Wasserdurchlässige Fehlstellen
- mangelhaft verdichtete poröse Bereiche (Kiesnester)
- mangelhaft einbetonierte, beschädigte oder umgeklappte Fugenbänder
- Risse, die sich nicht erweitern (könne kraftschlüssig verschlossen werden)
- Risse, deren Breite sich im Verlauf verändert (können nicht kraftschlüssig geschlossen werden -> dehnfähiges Injektionsmaterial)
Starres / Elastisches Bauwerk
S: Seine Verformung gegenüber den unterschiedlichen Verformungen des Bodens können vernachlässigt werden
E: Die Verformungen sind von gleicher Größenordnung wie die des Setzmaßes des Bodens
