V5-7 Fugen, Weiße Wanne

Question 1

Fugenarten

Answer 1

Fugenarten:
* Arbeitsfugen
* Scheinfugen
* Setzungsfugen
* Dehnfugen

Question 2

Wasserundurchlässige Baukörper aus Beton

Answer 2

Konstruktionsarten:

• Hautartige Abdichtungen
  − Schwarze Wanne
• Betonbauteile übernehmen Lastabtragung und Abdichtung
  − Weiße Wanne

Für hochwertige Nutzung:
− Weiße Wanne mit zusätzlichen Maßnahmen,
z. B. außenliegenden Frischbetonverbundfolien

Question 3

Vorteile und Anwendungsgrenzen

Answer 3

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

Question 4

Wasserdicht/-undurchlässig

Answer 4

• 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.

Question 5

Elemente einer WU-Planung:

Answer 5

• 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

Question 6

Planungsschritte nach DAfStb-Heft 555 „Erläuterungen zur DAfStb- Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“

Answer 6

• 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

Question 7

Beanspruchungsklasse 1:

Answer 7

• 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

Question 8

Beanspruchungsklasse 2:

Answer 8

• 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

Question 9

Nutzungsklasse A:

Answer 9

• 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)

Question 10

Nutzungsklasse B:

Answer 10

• 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

Question 11

Selbstheilung der Risse

Answer 11

− 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

Question 12

Verschließen der Risse

Answer 12

− 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)

Question 13

Entwurfsgrundsätze (WU-Richtlinie 12/2017)

Answer 13

a) Vermeidung von Trennrissen
b) Festlegung von Trennrissbreiten
c) Festlegung von Trennrissbreiten, die in Kombination mit im Entwurf vorgesehenen planmäßigen Dichtungsmaßnahmen

Question 14

Vermeidung von Trennrissen

• konstruktive Maßnahmen

Answer 14

− Reduzierung der Bodenreibung durch geglättete Sauberkeitsschicht und Gleitschichten − Begrenzung fugenfreier Bauabschnitte (Anordnung von Sollrissfugen)
− Verzicht auf Höhenversätze (Konzeption von Flachgründungen)

Question 15

Vermeidung von Trennrissen

• betontechnologische Maßnahmen

Answer 15

− 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

Question 16

Vermeidung von Trennrissen

ausführungstechnische Maßnahmen:

Answer 16

− Betonierzeitpunkte günstig wählen (z.B. später Nachmittag; Übergangsmonate) − frühzeitiges Verschatten und Feuchthalten der Oberflächen
− Betoniertakte benachbarter Felder sinnvoll wählen

Question 17

Bauweise mit zugelassenen Trennrissen

Answer 17

• 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

Question 18

geregelte und nicht geregelte Fugenabdichtungen

Answer 18

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)

Question 19

Minimierung der Zwangskräfte durch
geeignete Bauausführung:

Answer 19

• Betonierabschnitte
• Fugendetails
• Vermeidung von Verzahnungen zw.
  Bauwerk und Baugrund

Question 20

Eine Bodenplatte (Flachgründung) wird in folgenden Fällen notwendig:

Answer 20

• hohe Bauwerkslast
• schlechter Baugrund
• es sind größere Horizontallasten in der Gründungssohle zu übertragen
• das Bauwerk ist gegen Grundwasser abzudichten

Question 21

Bodenplatte

Vorteile

Answer 21

-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

Question 22

Bodenplatte

Nachteile

Answer 22

-großer Beton- und Betonstahlverbrauch
-kein gezielter Abtrag von hohen Lasten unter Stützen und Kernen

Question 23

Einfluss der Bodensteifigkeit

Answer 23

• schlaffer Überbau – Stützenkräfte als Einzellasten
• elastische Biegemomente der Bodenplatte ohne Einfluss von
  zeitabhängigem Materialverhalten

Question 24

Einfluss der Überbausteifigkeit

Answer 24

• weicher Boden – es stellt sich eine Setzungsmulde ein
• elastische Biegemomente der Bodenplatte ohne Einfluss von zeitabhängigem
  Materialverhalten

Question 25

Zeitabhängiges Verhalten

Answer 25

• Bodensetzungen – indirekter Zwang (Stützensenkungen)
• Stützmomente erfahren eine zeitabhängige Änderung * Unterscheidung:
  -Langsame Stützensenkung (Annahme: Setzung affin zum Kriechen)
  -Plötzliche Stützensenkung

Question 26

Betonfestigkeitsklasse / Betonstahlbewehrung

Answer 26

• 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

Question 27

Tiefgründungen sind sinnvoll, wenn:

Answer 27

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

Question 28

Tiefgründungsarten

Answer 28

• Pfeilergründungen (Fundamenttieferführungen)
• Brunnengründungen, Senkkästen (Caissons)
• Pfähle (Bohr- oder Rammpfähle)
• Kombinierte Pfahl-Plattengründung (KPP)

Question 29

Pfeilergründungen (Fundamenttieferführungen)

Answer 29

• kleinere Bauvorhaben
• gute Baugrundqulität in wenigen Metern Tiefe
• Pfeiler meist aus unbewehrtem Beton (o. Mauerwerk)
  < 1m Tiefe: Fundamenttieferführungen
  > 1m Tiefe: Pfeilergründungen

Question 30

Brunnengründungen, Senkkästen (Caissons)

Answer 30

• Ein Hohlkasten ohne Bodenplatte
• Aushub des innen anstehenden Bodens
• Absinken infolge Eigengewicht (ggf. mit Hilfe von zusätzlichem Balast oder verankerten Zugstangen).

Question 31

Druckluft-Senkkästen (Caissons):

Answer 31

• Druckkammer im Sohlenbereich
• der Boden wird im Trockenen gelöst
• Zugang zum Arbeitsraum nur über
  Druckschleuse möglich
• Extrem widrige Arbeitsbedingungen in der
  Druckkammer

Question 32

Brunnengründungen, Senkkästen (Caissons) Vorteile:

Answer 32

-tiefliegende Flächengründung ohne Baugrubenverbau -Gründung unter GW-Spiegel ohne GW-Absenkung möglich
-Verfahren für offenes Wasser geeignet
-große Horizontalkräfte werden Verformungsarm übertragen

Question 33

Brunnengründungen, Senkkästen (Caissons) Nachteile:

Answer 33

-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

Question 34

Pfähle – Anordnung

Answer 34

• 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

Question 35

• Gründungsarten

Answer 35

− Pfeilergründungen
− Senkkästen
− Pfahlgründungen
− KombiniertePfahl-
Plattengründung (KPP)

Question 36

Pfähle

Answer 36

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

Question 37

Fugen Nachteile

Answer 37

• aufwendig in der konstruktiven Durchbildung
• schadensempfindlich im Gebrauch
• eine Störung für den Rohbauablauf
• nachteilig für den Innenausbau

Question 38

Maximale Fugenbreite

Answer 38

Fugenbreite sollte 30 mm nicht überschreiten, da sonst erhöhte Brandschutzanforderungen zu erfüllen sind.

Question 39

Setzungsfugen:
Aufgaben & Eigenschaften

Answer 39

• Schäden aus unterschiedlichen Setzungen verhindern
• Vertikalbewegung (Dehfugen = horizontal)
• gehen durch die Gründung hindurch

Question 40

Wann können Setzungsfugen erforderlich werden?

Answer 40

• bei wechselndem Baugrund
• bei sprunghaft wechselnden Gründungstiefen
• bei stark wechselnden Belastungen
• bei zeitlich versetzter Herstellung

Question 41

Wann kann auf Fugen verzichtet werden?

Answer 41

Dehnfugen:

• Verformungsdifferenzen werden ausgeschlossen
• gleichmäßige Verformung der Bauteile wird erreicht

Setzungsfugen:

• Bodenaustausch
• Tiefgründung

Question 42

Was stört an Arbeitsfugen?

Answer 42

• stören den Kraftfluss nicht (gut)
• verursachen durch unterschiedliche Betonalter Zwängungen
• Sollbruchstelle, weil Betonzugfestigkeit sehr gering ist

Question 43

Wie werden Scheinfugen hergestellt?

Answer 43

• Trapezleisten
• nachträglich eingefräste Schlitze

=> Sollbruchstellen

Question 44

Konstruktionsgrundsäzte Fugen

Answer 44

• 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

Question 45

Massive Deckenkonstruktionen auf Mauerwerkswänden

Answer 45

In der Verbindung kann es zu Zwangschnittkräften kommen, die im Mauerwerk zu einer erhöhten Rissgefahr führen

Question 46

Klimaeinflüsse, die Verformungen verursachen können

Answer 46

• Wärmeleitung
• Wärmestrahlung
• Änderung der Lufttemperatur

Question 47

Wie sollte Frischbeton eingebaut werden?

Answer 47

• mit niedrigerTemperatur
• mit geringer Hydrationswärme
• mit geringer Schwindneigung (geringer Zemetsteingehalt)
• mit geringem w/z-Wert

Question 48

Maximale Fallhöhe beim Betonieren von Wänden

Answer 48

50 cm

Question 49

Ausführung von Arbeitsfugen

Answer 49

• Fugenband an der Außenseite
• Geschalter Wandsockel mit Fugenband oder -blech
• Verpressschaluch auf Sohlenmulde
• Beschichtetes Fugenblech

Question 50

Wasserdurchlässige Fehlstellen

Answer 50

• 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)

Question 51

Starres / Elastisches Bauwerk

Answer 51

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