Leitfaden zur Qualitätssicherung von weißen Wannen während der Ausführungsphase


Projektarbeit, 2018
33 Seiten, Note: 1,3

Leseprobe

Inhalt

1. Einführung
1.1. Einführung und Motivation
1.2. Zielsetzung der Arbeit
1.3. Begriffserklärung zur Wasserbeanspruchung & Undurchlässigkeit

2. WU-Konstruktion - Grundlagen der Planung & Bestandteile
2.1. Definition
2.2. Aufgabe und Regelwerke
2.3. Planungsgrundlagen
2.4 Bestandteile einer WU-Konstruktion

3. Qualitätssichernde Maßnahmen im Ausführungsprozess
3.1. Übergabe der Unterlagen an das Baustellenpersonal
3.2. Schalung stellen
3.3. Einbau Bewehrung
3.4. Einbau Fugensystem
3.5. Einbau Rohrdurchführungen
3.6. Einbau Ortbeton
3.7. Nachbehandlung
3.8. Kontrolle nach dem Ausschalen
3.9. Checklisten für die Ausführung

4. Erscheinungsbilder möglicher Mängel

5. Möglichkeiten der Mängelbeseitigung bei Undichtigkeiten
5.1. Injektionsverpressung
5.2. Nachträgliche Abdichtung von außen

6. Fazit

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis:

1. Einführung

1.1. Einführung und Motivation

Die Abdichtung eines Kellerraums zur Wasserundurchlässigkeit stellt eine der wichtigsten Konstruktionen im Hochbau dar. Die Nutzungsansprüche werden immer größer, daher ist eine sorgfältige Planung und Ausführung unerlässlich. Gebäude, die durch Wasser beansprucht werden, müssen wasserundurchlässig konstruiert sein. Kellerwände aus Beton abzudichten, kann auf verschiedene Weise erfolgen. Man spricht von Schwarzen Wannen, Braunen Wannen und Weißen Wannen. Die Weiße Wanne hat im Gegensatz zu nachträglich aufgebrachten Dichtungssystemen keine nachträglich abdichtenden Stoffe auf Ihrer Betonoberfläche. Sie wird im Vorfeld so geplant und später hergestellt, dass ihre Konstruktion selbsttätig wasserundurchlässig bleibt. Die Herstellung von Weißen Wannen ist der Bauweise von konventionellen Betonwänden ähnlich. Sie müssen zusätzlich planerisch, betontechnisch und ausführungstechnisch so hergestellt werden, dass später keine Fehlstellen entstehen, die zum Wasserdurchtritt führen. Zur Ausführung einer wasserundurchlässigen Wandkonstruktion stehen sich unterschiedliche Varianten gegenüber. Die Ortbetonbauweise, bei der die Betonwände durch Schalung und Ortbeton hergestellt werden und eine Ausführung mit Halbfertigteilen in Elementbauweise, auch Doppelwand genannt.

Mängel aus Undichtigkeiten von Kellerräumen führen immer wieder zu kostenintensiven Schäden, die meistens erst zu einem späteren Zeitpunkt entdeckt und behoben werden können. Durch die steigende Anzahl von fehlenden Fachkräften, müssen Führungskräfte auf der Baustelle mit teilweise in diesen Teilbereichen unqualifizierten Kräften die Arbeiten an WU-Konstruktionen steuern, prüfen und fehlerfrei herstellen können. Bisher gibt es genügend Literatur zur Qualitätssicherung von Weißen Wannen in der Konstruktion und Planung wie z.B. „Weiße Wannen - Einfach und Sicher“ von Lohmeyer und Ebling, die die Qualitätssicherung in der Planungsphase detailliert beschreiben. Jedoch wird die Thematik der Ausführung nur in wenigen Seiten kurz erläutert. Da mehrere Bauteile zu einer funktionierenden Konstruktion zusammengefügt werden, gibt es für jedes Bauteil entsprechende Literatur. Diese ist jedoch aufgrund der Komplexität für Baustellenkräfte in der Darstellung zu unübersichtlich und erst für weiterführende und detaillierte Informationen zu jedem Bauteil hilfreich.

1.2. Zielsetzung der Arbeit

Anhand der beschriebenen Konstruktionsschwerpunkte sowie der Erläuterung der Herstellungsprozesse und der jeweiligen Gefahrenquellen soll dieser Leitfaden Führungskräften auf der Baustelle, sowie Bauleitern als Übersicht von WU-Konstruktionen dienen. Er soll als Arbeitshilfe zur mangelfreien Herstellung und zur Qualitätssicherung einer weißen Wanne während der Ausführung dienen und die Möglichkeiten der Mängelbeseitigung erläutern.

1.3. Begriffserklärung zur Wasserbeanspruchung & Undurchlässigkeit

Grundwasser unterhalb des Bemessungswasserstandes ist drückendes Wasser. Der Grundwasserspiegel schwankt jahreszeitlich und in der Regel auch innerhalb des Grundstückes. Auch stauendes Schichtwasser und stauendes Sickerwasser drückt bei gering durchlässigen Bodenschichten auf das Bauwerk.

Schichtwasser tritt auf, wenn lehmiger Boden mit Kiesadern durchsetzt ist. Drückendes Stauwasser tritt auf, wenn eine Baugrube auf lehmigem Boden mit durchlässigem Schotter verfüllt wird. Im Verfüll- raum stauen sich die Niederschläge, sie drücken auf das Gebäude und dringen bei unzureichender Abdichtung ein.

Sickerwasser füllt die einzelnen Poren des Erdreichs teilweise aus und sickert ohne entgegen gerichteter Kapillarbewegung in tiefere Bodenschichten ab. Trifft es auf eine wenig wasserdurchlässige Bodenschicht, entsteht Schicht-, Stau- und Grundwasser.

Kapillarwasser ist aufsteigendes Grund-, Stau- und Schichtwassers, das infolge Kapillarität des Erdreichs über den Grund-, Stau und Schichtwasserspiegel angehoben wird. Als zusammenhängendes Wasser bildet es den sogenannten geschlossenen Kapillar-Saum. Über diesem befindet sich die lufthaltige Zone, der „offene Saum“. Kapillarwasser wird auch gegen und quer zur Schwerkraft transportiert.

Stauwasser: Der Porenraum über der wasserhemmenden Schicht staut sich mit Wasser an, welches einen hydrostatischen Druck auf das Bauwerk ausübt.

Abbildung in dieer Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Arten der

Wasserbeanspruchung (Priebernig, 2018)

„ Wasserundurchl ä ssigkeit: Im Sinne der Richtlinie ist die Wasserundurchl ä ssigkeit erreicht, wenn die Anforderungen an die Begrenzung/Verhinderung des Wasserdurchtritts durch den Beton, durch Fugen, Arbeitsfugen und Sollrissquerschnitte, durch Einbauteile (Durchdringungen) und Risse erf ü llt werden. Hier wird eine ganzheitliche Betrachtung des Bauwerks

angestrebt und im Weiteren auf die Planungsverantwortung f ü r die einzelnen Bereiche hingewiesen. “ 1

2. WU-Konstruktion - Grundlagen der Planung & Bestandteile

2.1. Definition

„Weiße Wanne“ ist ein Begriff aus dem Bauwesen für eine wasserundurchlässige Stahlbetonkonstruktion. Entscheidendes Merkmal ist das Fehlen zusätzlicher Abdichtungsschichten, da die tragende Stahlbetonkonstruktion auch das abdichtende Element bildet. Das System der Weißen Wanne findet häufig Anwendung bei der Abdichtung gegen Grundwasser oder Sickerwasser. Beispielsweise wird es bei Fundamenten bzw. Bodenplatten, Außenwänden von Kellergeschossen und von oben mit Erde überschütteten Decken verwendet.

Wasserspeicher und Schwimmbecken können auf diese Weise auch abgedichtet werden.

Abbildung in dieer Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Ortbeton und Fertigteilvariante (Beton)

2.2. Aufgabe und Regelwerke

Die Aufgabe einer Weißen Wanne besteht darin, ankommendes Wasser nicht in das Bauwerk eindringen zu lassen. Die Ausbildung einer Stahlbetonwanne, bestehend aus Bodenplatten und Wänden bzw. Decken, hat neben der Fähigkeit die statische Tragfähigkeit des Bauwerks zu gewährleisten, ebenfalls die Wasserundurchlässigkeit durch ihre Eigenschaften zu erfüllen. Die Wasserundurchlässigkeit ist somit eine Nebenaufgabe der Betonbauteile. Diese haben den Vorteil, dass durch relativ geringe Maßnahmen diese Bauteile weitere Funktionen erfüllen können. In der Öffentlichkeit wird oft die Meinung vertreten, dass nur der WU-Beton die Dichtigkeit gewährleistet. Jedoch funktioniert eine WU-Konstruktion nur im Verbund mit allen dazugehörigen Bauteilen. Damit eine Weiße Wanne funktionieren kann, muss die Planung und Ausführung zwingend auf die geforderten Beanspruchungen und Gegebenheiten für jedes Projekt eigenständig entwickelt werden.

Die Normen und Regelwerke der weißen Wanne sind in folgenden Werken geregelt:

-DIN EN 1992-1-1 (EC 2) Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton - und Spannbetonbauwerken
-DafStb-Richtline „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“ umgangssprachlich auch WU-Richtline genannt (hier wurde die aktuellste Fassung 12/2017 berücksichtigt) DBV-Markblatt „Hochwertige Nutzung von Untergeschossen“ Für Fugenbänder aus thermoplastischen Kunstsoff und Elastomer Bänder: DIN 18197 Abdichten von Fugen in Beton mit Fugenbändern
-DIN 18541 Fugenbänder aus thermoplastischen Kunststoffen zur Abdichtung von Fugen in Ortbeton

2.3. Planungsgrundlagen

WU-Konstruktionen verhindern den Durchtritt von Wasser in flüssiger Form. Die Bandbreite der Beanspruchung reicht von Bodenfeuchte bis hin zu nicht drückendem und drückendem Wasser. Der Bemessungswasserstand muss bei der Planung bekannt sein. Die Art der Wasserbeanspruchung wird in eine Beanspruchungsklasse eingestuft. Das Ziel jeder WU-Planung ist eine geometrisch einfache, möglichst zwangsarme Bauwerkskonstruktion, in Verbindung mit einer risikoarmen, kontrollierbaren Ausführung. Vorteilhaft ist eine ebene, reibungsarm gelagerte Bodenplatte mit gleichmäßigen Dicken. Alle Querschnittsänderungen, Versprünge oder Vouten begünstigen eine Rissbildung und sollten daher in der Planung bereits vermieden werden. Die Bewehrung übernimmt zusätzlich die Eigenschaft der Risssteuerung und Begrenzung und ist deshalb ein elementarer Bestandteil der WU-Planung.

2.3.1. Festlegung der Beanspruchung

Für eine solide Planung sind Angaben zu den Grundwasserverhältnissen, sowie zu den Anforderungen an die WU-Konstruktion unerlässlich. Hierfür ist ein geologisches Gutachten zwingend erforderlich, damit die Einwirkungen aus dem Baugrund überhaupt bekannt sind. Die Grundlage der Planung bildet die sogenannte Beanspruchungsklasse. Diese gibt an mit welchen Wassereinwirkungen zu rechnen ist und welche Einwirkungen die WU-Konstruktion standhalten muss. Unterscheiden wird diese in folgende Klassen:

- „ Beanspruchungsklasse 1

(Drückendes Wasser, zeitweise aufstauendes Wasser, nichtdrückendes Wasser)

-Beanspruchungsklasse 2 2

(Bodenfeuchtigkeit, nichtstauendes Sickerwasser)

2.3.2. Festlegung der gew ü nschten Nutzung

Neben der Beanspruchungsklasse ist die Nutzungsklasse ein entscheidender Faktor für die Planung einer Weißen Wanne. Diese sagt aus, wie die späteren Räume innerhalb der WU-Konstruktion genutzt werden und wie hoch daher die Anforderung an die Dichtigkeit sein muss.

Man unterscheidet hier zwischen folgenden Nutzungsklassen, die vom Planer mit dem Nutzer festgelegt werden sollten:

- „ Nutzungsklasse A

(Wasserdurchtritt in flüssiger Form ist nicht zulässig, Feuchtstellen auf der Bauteiloberfläche als Folge von Wasserdurchtritt sind auszuschließen)

- Nutzungsklasse B 3

(Feuchtstellen (in Form von dunklen Verfärbungen) im Bereich von Trennrissen, Sollrissquerschnitten und Fugen sind zulässig

2.3.3. Entwurfsgrunds ä tze

Nach WU- Richtlinie des deutschen Ausschusses f ü r Stahlbeton gibt es drei in der Praxis anerkannte Bauweisen, wie eine wasserundurchlässige Konstruktion geplant und hergestellt werden kann. Jeder Entwurfsgrundsatz kann die Dichtigkeit einer weißen Wanne durch seine speziellen Eigenschaften und der geplanten Bewehrung gewährleisten. Man unterscheidet hier zwischen den Grundsätzen:

a.) „ Vermeidung von Trennrissen Trennrisse vermeiden durch konstruktive, betontechnologische und ausf ü hrungstechnische Ma ß nahmen rissausl ö sender Zwangsspannung
b.) Festlegung von Trennrissbreiten Begrenzung der Trennrissbreite mit dem Ziel, viele kleine Risse zu erzeugen, die durch die Selbstheilung vom Beton wieder verschlossen werden. (Dieser Entwurfsgrundsatz ist bei Nutzungsklasse A nicht zul ä ssig)
c.) Festlegung von trennrissbreiten mit planm äß iger Abdichtung. 4Anzahl der Risse werden minimiert und Sollrisse geplant, die nach Herstellung der WUKonstruktion abgedichtet werden. Z.B. mittels eingelegter Injektionsschl ä uche

Der Entwurfsgrundsatz, sowie die Nutzungsklasse sollte aufgrund der hohen Gefahr bei Streitigkeiten bereits im Auftragsfall im Bauvertrag oder im dazugehörigen Leistungsverzeichnis ausreichend und detailliert beschrieben werden. Bei der Planung und Konstruktion muss bereits darauf geachtet werden, dass alle kritischen Gestaltungselemente wie Nischen, Vertiefungen oder Versprünge zu vermeiden sind. „ In allen einspringenden Ecken entstehen Kerbspannungen, die die Bildung von Rissen beg ü nstigen und durch zus ä tzliche Bewehrung abzusichern sind “ . 5

Zusammenfassung 2.3: erforderliche Planungsgrundsätze sowie Ablauf des Planungsprozesses

Abbildung in dieer Leseprobe nicht enthalten

2.4 Bestandteile einer WU-Konstruktion

Eine funktionierende WU-Konstruktion besteht aus mehreren Komponenten die aufeinander abgestimmt und bis ins Detail geplant werden müssen. Die wesentlichen Bestandteile sind neben dem richtigen Beton, vor allem das Fugensystem, sowie alle Durchdringungen und Einbauteile. Die Bewehrung muss auf die geforderte Beanspruchung ebenfalls abgestimmt, geplant und ausgeführt werden. Diese wird jedoch in der Planung einer WU-Konstruktion abgehandelt und aufgrund der eigenen Komplexität hier nicht näher beschrieben.

2.4.1 Ortbeton

Nicht jeder Beton ist zum Herstellen einer Weißen Wanne geeignet. Er muss wasserundurchlässig und rissunanfällig sein. Hierbei spricht die Fachliteratur von Betonen mit einem hohen Wassereindringwiderstand. Diese sind nicht per Definition nicht wasserdicht. „ Dem Beton mit hohem Wassereindringwiderstand fehlt zwar die spezielle Eigenschaft einer Dampfsperre, es findet aber dennoch keine Wasserwanderung durch die Betonkonstruktion durch Kapillartransport statt. Lediglich im Austrocknungsbereich an der wasserabkehrten Seite wird das Ü berschusswasser aus dem Beton abgegeben. Die Wasserdampfdiffusion ist bei WU-Bauwerken auf ein vernachl ä ssigbares Ma ß begrenzt. “ 6 Um diese Eigenschaften zu erreichen, sind mehrere Einzelheiten von Bedeutung.

Der Wasser/Zement-Wert (W/Z-Wert) sollte zwischen 0,4 und 0,6 liegen. “ 7 Ein zu geringer W/Z- Wert ist Ursache dafür, dass der Beton seinen Hydratationsgrad nicht erreicht. Der Zement kann seine Festigkeitsentwicklung in chemischer Verbindung mit Wasser nicht vollenden. Das hat zur Folge, dass die Wasserdurchlässigkeit steigt. Ist der W/Z-Wert im Beton zu hoch, verdunstet das überschüssige Wasser, das der Zement nicht gebunden hat. Durch die Verdunstung des Überschusswassers entstehen Kapillarporen, die ebenfalls ein Grund dafür sein können, dass die Wasserdurchlässigkeit steigt. Verwendete Festigkeitsklassen in Praxis sind häufig C25/30, C30/37 oder C 35/40.

Grundsätzlich fallen Betone für wasserundurchlässige Bauwerke immer in die Überwachungsklasse 2. „ Nur Betone mit der Druckfestigkeitsklasse C 25/30, die dem Lastfall „ zeitweise aufstauendes Sickerwasser “ ausgesetzt sind, k ö nnen der Ü berwachungsklasse 1 zugeordnet werden. “ 8

Abbildung in dieer Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Verh ä ltnis von W/Z Wert und Wasserdurchl ä ssigkeit (Zement-Taschenbuch, 2002)

Weiterhin kann eine falsche Konsistenz des Betons beim Einbringen in die Wandschalung zu Undichtigkeiten führen. Um eine einfache Verdichtung während der Ausführung zu ermöglichen, sollte der Frischbeton die Konsistenzklasse F3 haben und somit weich beschaffen sein.

Wasserführenden Rissen im Wandquerschnitt entstehen durch Zwangsspannung im Beton.

Ausschlaggebend für Zwangsrisse kann ein Beton sein, der eine zu hohe Temperaturdifferenz bei der Festigkeitswicklung durchläuft. Dieser Prozess wird Hydratationswärmeverlust genannt. Es ist ein Zement zu verwenden, der die Festigkeitsentwicklung langsam einleitet und so die Hitze langsamer abgibt. Dies führt zu einer geringeren Wärmeentwicklung im Baukörper.

Zwang, der zu einem späteren Zeitpunkt nach der Festigkeitsentwicklung entsteht kann ebenfalls zu Rissen führen. Eine spät auftretende Zwangsbeanspruchung kann aus einem Temperaturwechsel durch zum Beispiel Tag- und Nachtwechsel ausgelöst werden.

Eine Setzung infolge von zu großer Belastung und zu nachgiebigem Baugrund kann ebenfalls Grund für eine durch Zwangsspannung verursachte Rissbildung sein. „ Die empfohlenen Mindestbauteildicken f ü r W ä nde liegen bei 240mm sowie bei Bodenplatten bei 150mm (Sickerwasser) und 250mm. (Druckwasser) “ 9

Zusammenfassung Eigenschaften WU-Beton

Abbildung in dieer Leseprobe nicht enthalten

2.4.2 Fugensysteme

Kontrolle der vorgeschriebenen Betonsorte Kontrolle der erhaltenen Planung & Ausschreibung Prüfung Erforderlichkeit und Ausschreibung Absprache mit Bauleitung & Polier Prüfung der erhaltenen Planunterlagen Klärung mit Statiker & Betonlieferant Eine Abdichtung ist nur so gut wie ihre schwächste Stelle. Die Schwachstellen bei weißen Wannen sind die Fugen und vorrangig die Verbindung dieser. Jede Fuge die aufgrund von mehreren Betoniervorgängen, geplanten Dehnfugen oder Sollrissfugen im Bauwerk entsteht, muss fachgerecht abgedichtet werden, damit keine Feuchtigkeit in diese eindringen kann. Fugensysteme werden nach Material, Einbaubarkeit sowie nach der abzudichtenden Fugenart unterteilt. Die Auswahl liegt in der Verantwortung der Planung, daher werden die Produkteigenschaften der Fugensysteme nur in den Grundzügen erläutert. Dieser Abschnitt fokussiert sich auf die Einbaubarkeit, sowie die Qualitätssicherung während der Ausführung. Auf dem Markt werden neben den klassischen Fugenabdichtungssystemen, wie Fugenbändern und unbeschichteten Fugenblechen, auch Systeme eingesetzt die Vorteile beim Einbau und ein Kostenersparnis bieten.

Abbildung in dieer Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4:

Anwendungsm ö glichkeiten von Fugensystemen (Frank, 2018)

In der Praxis werden Fugen in drei Kategorien auf Grundlage des dafür vorgesehenen Einsatzzweckes unterteilt. Man spricht dabei von Arbeitsfugen, Dehn- und Bewegungsfugen und Sollrissfugen. Alle zu verwenden Fugensysteme müssen für die abzudichtende Fugenart zugelassen sein oder ein bauaufsichtliches Prüfzeugnis seitens der Hersteller besitzen

Arbeitsfugen: Entstehen an allen baustellenbedingten Unterbrechungen von angrenzenden Bauteilen, wie z.B. der Anschluss zwischen Bodenplatte und aufgehenden Wänden oder zwischen einzelnen Betonierabschnitten. Als Fugensystem kommen hier Fugenbleche oder Fugenbänder zum Einsatz. Quellbänder oder Injektionsschläuche können zwar verwendet werden, jedoch ist das aufgrund fehlender Normung in der Praxis eher selten der Fall.

Dehn- und Bewegungsfugen: Zur Abdichtung von Bewegungs- oder Dehnfugen sind Abdichtungssysteme erforderlich, die die Fugenbewegung schadlos aufnehmen und gleichzeitig die Fuge abdichten können. Dabei werden im Regelfall innen- oder außenliegende Fugenbänder verwendet.

Fugenbänder werden zur Abdichtung von Bewegungs- und Arbeitsfugen in WU-Bauteilen eingesetzt. Dabei werden diese in Innenliegende und Außenliegende Fugenbänder unterschieden sowie nach ihrer Materialbeschaffenheit als Elastomer oder Thermoplastisches Band. Bei Dehn- und Bewegungsfugen haben diese zusätzlich einen Dehnschlauch, um Bauteilbewegungen schadlos aufnehmen zu können.

Abbildung in dieer Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Dehnfugenband Innenliegend (BAS- Abbildung 6: au ß enliegendes Fugenband de, 2018) ohne Dehneinlage (BAS-de, 2018)

[...]


1 (Beton)

2 (DafStb-Richtlinie, 2018)

3 (DafStb-Richtlinie, 2018; DafStb-Richtlinie, 2018)

4

5 (Zement-Taschenbuch, 2002)

6 (Ebling, 2018)

7 Lohmeyer/Ebelings Weiße Wanne einfach und sicher

8 (Zement-Taschenbuch, 2002)

9 (DafStb-Richtlinie, 2018)

Ende der Leseprobe aus 33 Seiten

Details

Titel
Leitfaden zur Qualitätssicherung von weißen Wannen während der Ausführungsphase
Hochschule
Fachhochschule Münster  (Bauingenieurwesen - Baustellenmanagement)
Veranstaltung
Projektarbeit P1
Note
1,3
Autor
Jahr
2018
Seiten
33
Katalognummer
V450852
ISBN (eBook)
9783668847101
Sprache
Deutsch
Schlagworte
Weiße Wanne, Abdichtung, Wu-Beton, Hochbau, Beton, Mangel
Arbeit zitieren
Marko Drinjak (Autor), 2018, Leitfaden zur Qualitätssicherung von weißen Wannen während der Ausführungsphase, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/450852

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