2. Bauweise mit verminderter Rissbildung
Auszug aus Schadis IRB- Verlag:
Die durch Zwang innerhalb der Bauteile entstehenden Längszugspannungen können so gering gehalten werden, dass die Zugfestigkeit des Betons nicht erreicht wird. Dazu sind konstruktive, betontechnologische und ausführungstechnische Maßnahmen erforderlich
- günstige Bauteilformen und Bauteilabmessungen
- glatte Bauwerksunterseite ohne Verhakungen im Baugrund,
- genügend große Bauteilabmessungen ohne Querschnittsänderungen,
- ausreichende Fugenanordnung,
- günstige Betonzusammensetzung,
- sorgfältige Verdichtung des Betons,
- zusätzliche Nachverdichtung sowie
- sofort einsetzende und langandauernde Nachbehandlung des Betons.
Je ungünstiger die Konstruktion gewählt wird und je weniger die betontechnologischen und ausführungstechnischen Belange beachtet werden, um so wichtiger ist die Ausbildung von Fugen. Fugen können Zwangbeanspruchungen in den Bauteilen gering halten; sie sind aber oft auch Schwachpunkte der Konstruktion. Fugen bedürfen einer sorgfältigen Planung. Die richtige Anordnung von Fugen ist im Gesamtzusammenhang mit folgenden Kriterien zu sehen:
- Lagerung der Bauteile (z.B. Sohlenunterseite uneben, Wände auf vorher hergestellter Sohle betoniert),
- Abmessungen der Bauteile (Länge, Höhe und Dicke),
- Bewehrungsanordnung,
- Betonierablauf,
- Wärmeentwicklung des Betons (Zementart, Zementmenge),
- Schwindverhalten des Betons (Wassergehalt, Austrocknung),
- Erhärtungsbedingungen (Nachbehandlung, Jahreszeit, Wetter).
Bei Sohlen mit unebener Unterseite (Fundamentvertiefungen, Aufzugschächte) ist mit vollem Zwang zu rechnen; die Rissgefahr ist groß. Entstehende Risse können durch die gesamte Bauteildicke durchgehen und sind bei entsprechender Breite wasserführend. Diese Risse müssen später verpreßt werden. Bei Wänden, die auf vorher betonierter Bodenplatte erstellt werden, sind zum Vermeiden von Rissen stets Fugen in engeren Abständen anzulegen als bei Wänden, die mit der Sohle in einem Arbeitsgang betoniert werden. Die Abstände sind abhängig von:
- Betonierbedingungen,
- Wanddicke d,
- Wandhöhe h.
Der Abstand a der Arbeitsfugen bzw. Scheinfugen kann bei Wanddicken von d = 0,30 bis 2 m abgeschätzt werden:
Fugenabstand a kleiner gleich 9-2,5 d in mm
Abstände von Arbeitsfugen bzw. Betonierfugen zur Aufteilung der Wände in Betonierabschnitte sollten außerdem nicht größer als die 2,5fache Wandhöhe h sein [3]: Betonierfugenabstand a kleiner gleich 2,5 h.
Scheinfugen innerhalb der Betonierabschnitte sollten kleinere Abstände von höchstens der zweifachen Wandhöhe h haben, da hier der entstehende Zwang wegen des wirkenden Restquerschnitts größer ist als bei Arbeitsfugen:
Scheinfugenabstand a gleich oder kleiner als 2,0 h.
Zusätzlich zu den erforderlichen konstruktiven Bedingungen gehören folgende betontechnologische und bautechnische Bedingungen:
- Verwendung von Zement mit niedriger Wärmeentwicklung (z.B. Zement Z 35 L-NW),
- niedrige Frischbetontemperatur (möglichst gleich oder kleiner als 15 Grad C),
- niedrige und möglichst gleichbleibende Lufttemperaturen, keine direkte Sonneneinstrahlung.
Aus dieser Veröffentlichung des IRB- Verlages erkennt man die Schwierigkeiten der Herstellung weißer Wannen bzw. den hohen Stahlverbrauch bei Rissbeschränkung weiter oben unter 1. Rissbeschränkung durch zusätzliche Armierung.
Eine "weiße Wanne" ist eine Abdichtungsmöglichkeit gegen drückendes Wasser. Leider wird oft, auch von Bauschaffenden die Meinung vertreten, mit einer "weißen Wanne" sind alle Abdichtungsprobleme erledigt. Dabei wird oft aus Kostengründen auf die richtige, konsequent ausgebildete weiße Wanne verzichtet. Wählt man den Weg der Rissbeschränkung (1), so ist erheblich mehr Baustahl hierfür nötig als für die statisch erforderliche Menge. Auch mit der Ausführung mit verminderter Rissbildung (2) sind erhebliche Mehraufwendungen in Planung und Ausführung nötig.
Beide Lösungen kosten richtig Geld.
Eine Wanne ist notwendig, wenn drückendes Wasser ansteht. Drückendes Wasser ist vorhanden, wenn man
- ins Grundwasser baut
- wenn sich Oberflächenwasser im Arbeitsraum – Bereich sammeln kann, weil der Baugrund nicht sickerfähig ist, bzw. wenn Hangwasser auftritt.
Drückendes Wasser kann bei einem nicht sickerfähigem Baugrund durch Drainagen verhindert werden. Dann genügt eine Abdichtung gegen nicht drückendes Wasser entsprechend DIN 18195 Teil 3.
Drainagen sind bei bindigen Böden und Hanglagen sowieso nötig, wenn Kellerfenster unter dem Gelände (mit Lichtschächten etc.) vorhanden sind. Ansonsten besteht Gefahr, dass sich bei entsprechendem Niederschlag das Wasser im ehemaligen Arbeitsraum so hoch staut, dass das Wasser über die Fensterbrüstung läuft.
Eine weitere Möglichkeit für die Ausführung einer "weißen Wanne" besteht eventuell darin, Risse in Kauf zu nehmen und diese dann zu verpressen.
Selbstverständlich bedarf diese "Lösung"
- einer sauberen Planung bei der Gefahrenpunkte ausgeschlossen werden
- Einsatz einer wohlüberlegten Betontechnologie wie unter 2. beschrieben
- konsequente Beton – Nachbehandlung
und
- der Bauherr muss über die Problematik aufgeklärt werden. Es muss ihm klar gelegt werden, dass er sich zwar erheblich Geld sparen kann, er aber das Risiko und die Kosten für eventuelle Verpressarbeiten hat.
- diese "Lösung" muss vertraglich exakt definiert sein.
- es muss ein klar vereinbartes Zusammenspiel von Architekt, Tragwerksplaner und ausführender Firma vorhanden sein, mit dem nötigen Vertrauensverhältnis zum Bauherrn.
Der Verfasser dieses Berichtes hat diese "Lösung" mehrmals mit Erfolg angewandt. So konnten z. B. bei einer Tiefgarage mit 48 Stellplätzen rd. DM 40 000,-- gespart werden, weil auf die Rissbeschränkung verzichtet wurde. Übrigens, es sind keine wasserführenden Risse aufgetreten.
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