Bautechnik

Abdichtung von Bauwerken mit wasserundurchlässigem Beton

Text + Foto (Header): © Prof. Dr. P. Schmidt

Die Abdichtung von Bauwerken kann alternativ zum konventionellen Verfahren unter Verwendung von Abdichtungsbahnen oder flüssig zu verarbeitenden Abdichtungsstoffen auch durch Ausführung der Bauteile aus wasserundurchlässigem Beton (WU-Beton) erfolgen. Hierbei sind bestimmte Anforderungen zu beachten, damit die geforderten Gebrauchseigenschaften und Nutzungsbedingungen erfüllt werden. Dies gilt sowohl für die Planung als auch für die Ausführung von WU-Betonbauwerken.

Auszug aus:

Der Bauleiter
Ausgabe Dezember 2019
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Sofern die Abdichtung von wasserbeanspruchten Bauwerken nicht durch bahnenförmige Abdichtungsstoffe (wie Bitumen- und Polymerbitumen oder Kunststoff- oder Elastomerbahnen) oder flüssig zu verarbeitende Stoffe (z. B. mit kunststoffmodifizierten Bitumendickbeschichtungen – PMBC) erfolgt, kann die Dichtheit auch durch Herstellung einer speziellen Betonkonstruktion sichergestellt werden. Hierzu ist Beton mit einem hohen Wassereindringwiderstand zu verwenden. Dieser Beton wird auch als wasserundurchlässiger Beton (WU-Beton) bezeichnet, obwohl diese Bezeichnung aus fachlicher Sicht nicht ganz korrekt ist. Bauteile aus WU-Beton sind im Gegensatz zu den genannten konventionellen Abdichtungsstoffen dampfdurchlässig, d. h., Feuchtigkeit kann in Form von Wasserdampf durch die WU-Betonbauteile diffundieren.

Außerdem kann je nach Nutzungsanforderung und Ausführung ein (geringer) Wasserdurchtritt zugelassen werden. Die Besonderheit von WU-Betonbauwerken im Vergleich zu konventionell abgedichteten Bauwerken besteht darin, dass die WU-Betonkonstruktion die lastabtragende und die abdichtende Funktion vereint. Mit Ausnahme der Abdichtung von Fugen und Rissen sind bei WU-Betonbauteilen keine weiteren Abdichtungsmaßnahmen erforderlich. Typische Anwendungsgebiete von WU-Betonkonstruktionen sind Kellergeschosse von Gebäuden, die in das Grundwasser eintauchen und durch hydrostatischen Druck beansprucht werden. Derartige Konstruktionen aus WU-Beton werden als weiße Wanne bezeichnet (auch WU-Wanne). Im Gegensatz dazu wird der Begriff „schwarze Wanne“ für Konstruktionen verwendet, die mit bituminösen Abdichtungsstoffen abgedichtet werden. Weitere Anwendungsgebiete von Konstruktionen aus WU-Beton sind unterirdische Ingenieurbauwerke, die gegen einwirkendes (meist drückendes) Wasser abgedichtet werden müssen. Hierzu gehören Straßen- und Bahntunnel, U-Bahn-Stationen sowie Becken und Stützmauern.

Auch Dächer und erdüberschüttete Decken können als WU-Betonkonstruktionen ausgeführt werden. Ihre Planung und Ausführung fallen in den Anwendungsbereich der für die von wasserundurchlässigen Bauwerken aus Beton geltende WU-Richtlinie [1]. Aufgrund der Sonderstellung derartiger Bauteile und der nur geringen Anwendung wird nachfolgend hierauf nicht weiter eingegangen. Für weitere Hinweise zur Ausbildung von WU-Dächern wird auf das DAfStb-Heft 555 [2] verwiesen. Seit einigen Jahren haben sich auch Mischbauweisen etabliert, bei denen sowohl Bauteile aus WU-Beton als auch anders abgedichtete Bauteile gemeinsam für die Abdichtung des Bauwerks verwendet werden. Beispielhaft sei die Ausführung der Bodenplatte aus WU-Beton genannt, während die Abdichtung der Kelleraußenwände konventionell mit Bitumenbahnen erfolgt. Entsprechende Regelungen für die Planung und Ausführung derartiger Bauweisen – insbesondere die Regeln für die Ausbildung des Übergangs zwischen der Bahnenabdichtung und der WU-Beton-Bodenplatte – finden sich in der neuen Abdichtungsnorm DIN 18533 „Abdichtung von erdberührten Bauteilen“ [3].

 

WU-Richtlinie und weitere Regelwerke

Für die Planung und Ausführung von wasserundurchlässigen Bauwerken aus Beton ist die DAfStb-Richtlinie „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie)“ [1] zu beachten. Die WU-Richtlinie gilt für Bauwerke, die teilweise oder ganz ins Erdreich einbinden (WU-Wanne) sowie für die bereits genannten Decken und Dächer des Hochbaus. Außerdem kann die WU-Richtlinie sinngemäß auf andere Bauten wie unterirdische Ingenieurbauwerke und Becken angewendet werden. Dagegen zählen Zwischendecken in Parkhäusern oder Tiefgaragen sowie Bauwerke, für die die ZTV-ING gelten, nicht zum Anwendungsbereich der WU-Richtlinie. Weiterhin sind die einschlägigen Normen zu beachten, die die Eigenschaften und Herstellung von Beton regeln. Hierzu gehören in erster Linie die europäische Norm DIN EN 206 „Beton – Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität“ [4] sowie die DIN 1045-2 [5], in der die nationalen Anwendungsregeln zu DIN EN 206 festgelegt sind. Für die Bauausführung von WU-Betonbauwerken sind außerdem DIN EN 13670 [6] und DIN 1045-3 [7] zu beachten, bei Fertigteilen gilt zusätzlich auch DIN 1045-4 [8].

Weiterhin gelten die üblichen Regeln für die Bemessung und Konstruktion von Tragwerken aus Stahlbeton, die in DIN EN 1992 (Eurocode 2) festgelegt sind; siehe hierzu DIN EN 1992-1-1 [9] sowie die ergänzenden nationalen Festlegungen in DIN EN 1992-1-1/NA [10]. Eine besondere Bedeutung bei Bauwerken aus WU-Beton hat die Abdichtung von Fugen. Hierfür sind geeignete Fugenbänder und/oder Fugenbleche zu verwenden. Zu beachtende Normen sind DIN 7865 „Elastomer-Fugenbänder zur Abdichtung von Fugen in Beton“ [11], DIN 18197 „Abdichten von Fugen in Beton mit Fugenbändern“ [12], DIN 18541 „Fugenbänder aus thermoplastischen Kunststoffen zur Abdichtung von Fugen in Beton“ [13] und DIN EN 10051 „Kontinuierlich warmgewalztes Blech und Band …“ [14]. Sofern hohe Anforderungen an das Raumklima gestellt werden und neben einem Wasserdurchtritt auch der Durchlass von Wasserdampf ausgeschlossen werden muss, um zu hohe relative Raumluftfeuchten zu vermeiden, ist zusätzlich das DBV-Merkblatt „Hochwertige Nutzung von Untergeschossen – Bauphysik und Raumklima“ [15] zu beachten.

 

Wasserundurchlässigkeit von WU-Betonbauwerken

Die Wasserundurchlässigkeit von Betonbauwerken wird gewährleistet, indem die in der WU-Richtlinie definierten Anforderungen an den Beton sowie die Mindestdicken der Bauteile eingehalten werden. Dadurch wird grundsätzlich ausgeschlossen, dass ein Wasserdurchtritt durch den ungerissenen Betonquerschnitt möglich ist.

Weiterhin sind sämtliche Fugen nach den Vorgaben der WU-Richtlinie auszubilden und abzudichten, um den Wasserdurchtritt an diesen Stellen zu verhindern. Der Wasserdurchtritt durch Biegerisse bei biegebeanspuchten Bauteilen wird ausgeschlossen, indem je nach Nutzungsklasse die geforderte Mindesthöhe der Druckzone einzuhalten ist bzw. die Rissbreite von Biegerissen begrenzt wird.

 

Aufgaben der Planung

Eine entscheidende Bedeutung für die dauerhafte und zuverlässige Dichtfunktion bzw. Wasserundurchlässigkeit eines WU-Betonbauwerks hat die Planung. Sie umfasst im Wesentlichen die Festlegung der Nutzungsanforderungen an das Bauwerk und deren Umsetzung und gibt die erforderlichen Regeln für den Entwurf und die Ausführung an. Verantwortlich für die Durchführung der Planung und deren Koordination ist der Objektplaner. Er hat auch die Aufgabe, die technischen Verantwortlichkeiten für die einzelnen Teilbereiche der Planung zu Projektbeginn festzulegen.

Folgende Aufgaben sollten mindestens Bestandteil der Planung von WU-Bauwerken sein:

  1. Bedarfsplanung: Im Rahmen der Bedarfsplanung sind die Nutzungsanforderungen festzulegen.
  2. Festlegung der Beanspruchungsklasse: Die Beanspruchungsklassen, d. h., die Art der Einwirkung durch Wasser oder Feuchte, sind festzulegen.
  3. Bestimmung der Nutzungsklasse: Aufgrund der definierten Nutzungsanforderungen (Punkt a) ist eine geeignete Nutzungsklasse zu bestimmen. Außerdem ist der Nutzungsbeginn festzulegen. Bei hohen Anforderungen an die Nutzung sind zusätzliche bauphysikalische und raumklimatische Maßnahmen nach [15] vorzusehen.
  4. Wahl eines Entwurfsgrundsatzes: Für die einzelnen Bauteile ist einer der folgenden Entwurfsgrundsätze zu wählen: „Vermeidung von Rissen“, „Begrenzung der Rissbreiten für Selbstheilung“ oder „Zulassen von Einzelrissen und planmäßige Abdichtung“.
  5. Konstruktive, betontechnische, ausführungstechnische Maßnahmen: Auf Grundlage der Entwurfsgrundsätze (Punkt d) sind die konstruktiven, betontechnischen und ausführungstechnischen Maßnahmen zu wählen.
  6. Bauteilabmessungen und Fugen: Bauteilabmessungen, Bewegungsfugen sowie Soll-Rissfugen sind zu wählen.
  7. Bemessung und Konstruktion: Die Bauteile sind zu bemessen und nachzuweisen; die Bewehrungsführung ist zu konstruieren.
  8. Einbauteile, Durchdringungen: Gegebenenfalls vorhandene Einbauteile und Durchdringungen sind zu planen.
  9. Bauablauf: Bauablauf, Betonierabschnitte und Arbeitsfugen sind zu planen, wobei die Maßnahmen zur Qualitätssicherung zu beachten sind.
  10. Abdichtung der Fugen: Die Fugenabdichtung (Fugenabdichtungssystem) ist zu planen.
  11. Abdichtung der Trennrisse: Die Abdichtung aller planmäßigen und unplanmäßigen Trennrisse ist zu planen und auszuschreiben.
  12. WU-Konzept: Es ist ein WU-Konzept aufzustellen, d. h. eine Dokumentation aller Festlegungen. Das WU-Konzept ist an alle Beteiligten weiterzuleiten.
  13. Nutzungseinschränkungen: Gegebenenfalls zu beachtende Nutzungseinschränkungen sind zu beschreiben (z. B. für den Zeitraum der Selbstheilung von Rissen).

 

Entwurfsgrundsätze

Bei der Planung von WU-Betonbauwerken ist aufgrund der festgelegten Anforderungen an die Nutzung ein geeigneter Entwurfsgrundsatz zu wählen. Die Entwurfsgrundsätze beschreiben die Anforderungen an die Trennrissbildung im Bauteilquerschnitt. Es werden drei Entwurfsgrundsätze unterschieden:

Entwurfsgrundsatz <a>: Vermeidung von Trennrissen:
Trennrisse werden durch entsprechende konstruktive, betontechnische und ausführungstechnische Maßnahmen vollständig vermieden, indem Zwangbeanspruchungen geringgehalten werden. Entwurfsgrundsatz <a> ist z. B. zu wählen, wenn Nutzungsklasse A gefordert wird, d. h. Feuchtstellen nicht zulässig sind.

Entwurfsgrundsatz <b>: Festlegung (Begrenzung)
von Trennrissbreiten (viele schmale Risse): Die Trennrissbreiten sind so gewählt, dass bei Beanspruchungsklasse 1 (drückendes Wasser) der Wasserdurchtritt durch Selbstheilung der Risse begrenzt wird. Bei der Selbstheilung wird der Trennriss bei einer ausreichend geringen Durchflussgeschwindigkeit des Wassers durch chemisch-physikalische Vorgänge (Bildung von Calciumcarbonat, Quellen, Hydratation) abgedichtet. Die Selbstheilung funktioniert allerdings nur bei drückendem Wasser, d. h., wenn Beanspruchungsklasse 1 vorliegt. Bei Bodenfeuchte (Beanspruchungsklasse 2) kann der Riss nicht durch Selbstheilung abgedichtet werden, weil das hierzu erforderliche Wasser fehlt. Entwurfsgrundsatz <b> ist nur für Nutzungsklasse B anzunehmen, d. h., wenn Feuchtstellen auf der Bauteilinnenoberfläche zulässig sind.

Entwurfsgrundsatz <c>: Festlegung von Trennrissbreiten
mit Dichtmaßnahmen (wenige breite Risse): Bei Entwurfsgrundsatz <c> werden Trennrisse zugelassen, die nachträglich planmäßig abgedichtet werden müssen. Für weitere Hinweise und Regeln wird auf die WU-Richtlinie verwiesen.

 

Anforderungen an den Beton

Nach der WU-Richtlinie trägt für die regelkonforme Betonzusammensetzung der Bauausführende die Hauptverantwortung. Dem Tragwerksplaner wird dagegen nur eine mitwirkende Funktion zugeschrieben. Insofern ist eine genaue Kenntnis der entsprechenden Regeln der WU-Richtlinie hinsichtlich der Anforderungen an den WU-Beton von entscheidender Bedeutung. Für die Anforderungen an den Beton von WU-Betonbauteilen sind neben den Regeln, die sich für die anzunehmende Expositionsklasse nach DIN EN 1992-1-1/NA ergeben, auch die zusätzlichen Forderungen an einen Beton mit hohem Wassereindringwiderstand nach DIN EN 206 und DIN 1045-2 zu beachten. Danach muss der Beton bei Bauteildicken bis 40 cm einen Wasserzementwert von w/z ≤ 0,60 sowie mindestens einen Zementgehalt von 280 kg/m3 (bei Anrechnung von Zusatzstoffen 270 kg/m3) aufweisen. Die Druckfestigkeitsklasse muss mindestens C25/30 betragen. Dieser Beton wird auch als „WU1-Beton“ bezeichnet. Bei größeren Bauteildicken (> 40 cm) kann der Wasserzementwert erhöht werden. Nach DIN 1045-2 darf er aber nicht größer als 0,70 sein (d. h., es ist w/z ≤ 0,70 einzuhalten).

Abweichend von den genannten Regeln ist der Wasserzementwert des Betons auf 0,55 zu begrenzen (w/z ≤ 0,55), wenn die Mindestbauteildicken nach der WU-Richtlinie ausgenutzt werden und gleichzeitig Beanspruchungsklasse 1 (drückendes Wasser) anzunehmen ist. Nach der WU-Richtlinie liegt eine Ausnutzung der Mindestbauteildicken nicht mehr vor, wenn die Dicken mindestens 15 % größer als die angegebenen Mindestmaße sind. Zusätzlich darf das Größtkorn der Gesteinskörnung des Betons nicht größer als 16 mm sein (Dmax ≤ 16 mm). Für diesen Beton wird in der Praxis auch der Begriff „WU2-Beton“ verwendet. Sofern ein WU2-Beton ausgeführt wird, sind die zusätzlichen Anforderungen an den w/z-Wert sowie die Begrenzung des Durchmessers der Gesteinskörnung in der Ausschreibung und den Ausführungsunterlagen mit anzugeben. Nach der WU-Richtlinie sollte der Beton für WU-Betonbauteile der Konsistenzklasse F3 entsprechen (d. h. Ausbreitmaß 420 bis 480 mm, Konsistenz weich) oder weicher sein, d. h. Konsistenzklassen > F3. Bei der Festlegung der Konsistenzklasse sowie ggf. weiterer Betoneigen schaften wie z. B. Verdichtbarkeit und Pumpbarkeit ist auch zu berücksichtigen, mit welchem Gerät der Beton eingebaut werden soll und welche Einbaugeschwindigkeit geplant ist.

Bei der Ausführung von Wänden muss eine Anschlussmischung vorgesehen werden, wenn die freie Fallhöhe 1 m überschreitet. Eine Anschlussmischung ist ein feinkörniger Beton mit einem Größtkorn von 8 mm mit gleichem w/z-Wert wie der darauf folgende Beton. Durch den Einbau einer Anschlussmischung soll eine Entmischung der Gesteinskörnung beim Betonieren verhindert und gleichzeitig ein fehlstellenfreier Betoneinbau am Wandfuß sichergestellt werden. Die Anschlussmischung ist auf einer Höhe von mindestens 30 cm einzubauen. Bei Elementwänden ist unabhängig von der Fallhöhe immer eine Anschlussmischung mit einer Höhe von mindestens 30 cm vorzusehen.

Bei der Festlegung der Betonrezeptur sind sämtliche Parameter zu beachten, die die Entstehung von Zwangsbeanspruchungen beeinflussen. Hierzu zählen die Frischbetontemperatur, die Hydratationswärmeentwicklung und die Festigkeitsentwicklung des Betons sowie die geplante Nachbehandlung; siehe hierzu DIN EN 13670 i. V. m. DIN 1045-3. Grundsätzlich wird empfohlen, für WU-Betonbauteile nur Betone mit geringer Schwindneigung sowie geringer Hydratationswärmeentwicklung zu verwenden, um Zwangsbeanspruchungen zu vermindern und das Risiko von Rissbildungen zu minimieren. Neben den genannten Anforderungen sollte der Beton gut gemischt, möglichst schnell eingebaut und gut verdichtet werden. Nach dem Betonieren sind die erforderlichen Nachbehandlungsmaßnahmen so schnell wie möglich aufzunehmen.

 

Mindestdicke von WU-Betonbauteilen

Empfohlene Mindestdicken von WU-Betonbauteilen sind in Abhängigkeit von der Beanspruchungsklasse, der Art des Bauteils sowie der Ausführung in der WU-Richtlinie angegeben. Darüber hinaus ist die Mindestdicke so festzulegen, dass die Bauteile fachgerecht betoniert werden können. Hierbei sind insbesondere die erforderliche Betondeckung, die einzubauenden Bewehrungslagen sowie die erforderlichen Fugenabdichtungen und ggf. Einbauteile zu beachten. Weitere Hinweise sind auch im DBV-Merkblatt „Betonierbarkeit von  Bauteilen aus Beton und Stahlbeton“ [16] enthalten.

 

Berechnung und Konstruktion

Für die Berechnung und Konstruktion von Bauteilen aus WU-Beton wird auf die WU-Richtlinie verwiesen. Die entsprechenden Regeln finden sich in den Abschnitten 8 „Berechnung und Bemessung“ sowie 9 „Bewehrungs- und Konstruktionsregeln“ der WU-Richtlinie. Bei der Berechnung und Bemessung von WU-Betonbauteilen sind zusätzlich zu den üblichen Nachweisen, die bei Stahlbetonbauteilen erforderlich sind, rechnerische Nachweise zur Begrenzung der Rissbreite sowie der Einhaltung der Mindest-Druckzonenhöhe zu führen. Der Nachweis der Druckzonenhöhe kann alternativ auch durch eine Begrenzung der Breite der Biegerisse erfolgen. Die erforderlichen Nachweise sind abhängig von der Beanspruchungsklasse sowie dem gewählten Entwurfsgrundsatz bzw. der Nutzungsklasse. Bei der Konstruktion von WU-Betonbauteilen ist als oberster Grundsatz zu beachten, dass die Bewehrungsführung ein einwandfreies Einbringen und Verdichten des Betons ermöglicht. Auf Bewegungsfugen sollte nach Möglichkeit verzichtet werden. Die Abdichtung erfolgt mit innen und/oder außen liegenden Fugenbändern. Arbeitsfugen sind grundsätzlich zu planen und mit einer Fugenabdichtung abzudichten, z. B. mit Fugenblechen. Arbeitsfugen zwischen Bodenplatte und Wänden sollten im Regelfall in der Ebene der Bodenplatte vorgesehen werden. Alternativ darf die Arbeitsfuge auch als erhöhter Sockel ausgeführt werden. Diese Variante ermöglicht ggf. eine einfachere Bewehrungsführung der oberen Lage in der Bodenplatte, da diese in einer Ebene durchlaufen kann.

 

Ausführung

Bei der Ausführung von WU-Betonbauteilen sind im Vergleich zu herkömmlichen Stahlbetonkonstruktionen einige Besonderheiten zu beachten, die nachfolgend näher betrachtet werden. Grundsätzlich gelten für die Ausführung der Beton- und Bewehrungsarbeiten DIN EN 13670 i. V. m. DIN 1045-3. Für Fertigteile und Halbfertigteile ist zusätzlich auch DIN 1045-4 zu beachten. Darüber hinaus gelten folgende zusätzliche Maßnahmen.

 

Abstandhalter und Schalungsanker

Es dürfen nur solche Abstandhalter und Schalungsanker verwendet werden, die die Wasserundurchlässigkeit nicht beeinträchtigen. Unterstützungen für die obere Bewehrung sind bei horizontalen oder geneigten Bauteilen nur auf die untere Bewehrungslage zu stellen, nicht jedoch auf die Schalung selbst. Siehe hierzu auch die Angaben im DBV-Merkblatt „Abstandhalter nach Eurocode 2“ [17].

 

Fertigteile und Halbfertigteile

Die dem Ortbeton zugewandten Seiten von Elementwandplatten (Innenseiten) und Elementdecken (Oberseiten) müssen eine vollflächige kornraue Verbundfläche aufweisen. Hierdurch soll sichergestellt werden, dass ein einwandfreier Verbund zwischen dem Kernbeton und den Elementwandplatten bzw. dem Aufbeton und den Elementdecken hergestellt wird und sich ein monolithisches Bauteil ergibt. Dadurch wird ein Wasserdurchtritt in der Fuge zwischen der Ortbetonergänzung und den Halbfertigteilen ausgeschlossen. Die mittlere Rautiefe der Verbundfläche der Halbfertigteile muss mindestens 1,5 mm betragen. Die Rautiefe kann in Anlehnung an DIN EN 1766 [18] oder alternativ nach dem Kaufmann-Sandflächen-Verfahren bestimmt werden; siehe WU-Richtlinie. Im Fertigteil-Werk sind die Anforderungen an die Rautiefe zu prüfen und zu dokumentieren. Hierzu ist eine Referenzplatte mit der gleichen Rauigkeit wie die Platten der laufenden Produktion herzustellen, die bei der Sichtprüfung als Vergleichsobjekt dient. In Zweifelsfällen müssen Messungen der Rautiefe vorgenommen werden. Auf der Baustelle ist eine stichprobenartige Sichtprüfung der Oberflächenrauigkeit durchzuführen. In Zweifelsfällen sind auch hier Messungen durchzuführen (z. B. durch Lasermessung).

Bei der Montage der Fertigteile und Halbfertigteile ist darauf zu achten, dass diese nicht beschädigt werden. Risse, die bei der Montage entstehen, sind durch geeignete Dichtmaßnahmen zu verschließen. Andere Schadstellen sind ebenfalls zu beheben. Siehe hierzu die Regeln im Abschnitt 12 der WU-Richtlinie. Vor der Montage müssen die Arbeitsfugen zwischen Bodenplatte und Wänden gesäubert werden, eventuell vorhandene Verunreinigungen sind zu entfernen. Die Arbeitsfugen sind auf die vorgesehene Fugenabdichtung abzustimmen, ggf. ist auch hier eine ebene kornraue Oberfläche herzustellen. Elementwandplatten sind im Bereich der  Arbeitsfuge zwischen Bodenplatte und Wand mindestens 30 mm hoch aufzuständern. Bevor der Kernbeton eingebaut wird, sind die Innenoberflächen der Elementwände ausreichend lange mit Wasser zu beaufschlagen (vorzunässen). Beim Betonieren müssen die Innenoberflächen sowie die Arbeitsfuge auf der Bodenplatte mattfeucht sein. Die Oberflächentemperatur der Elementwände muss über 0 °C betragen. Diese Anforderungen gelten sinngemäß auch für die Oberflächen von Elementdecken, bevor die Ortbetonergänzung aufgebracht wird.

 

Einbau des Ortbetons

Bei Elementwänden darf der Kernbeton nur mit geeigneten Geräten eingebaut werden. Der Beton muss lagenweise im gesamten Betonierabschnitt in allen Wänden eingebracht und gleichmäßig hochgeführt werden. Die einzelnen Lagen sollten gleichmäßig hoch sein und 500 mm nicht überschreiten. Horizontale Arbeitsfugen dürfen nur in Höhe der Bodenplatte und der (Geschoss-)Decken vorgesehen werden. Die Betoniergeschwindigkeit ist vom Betonhersteller anzugeben und einzuhalten. Der Beton ist sorgfältig zu verdichten, um die Bildung von Hohlräumen und Kiesnestern zu vermeiden. Außerdem wird durch eine gute Verdichtung ein ausreichender Verbund zwischen Ortbeton und den Fertigteilen hergestellt. Bevor der Beton nicht ausreichend erhärtet ist, müssen die Wände vor Erschütterungen, Stößen und Belastungen (z. B. durch Baufahrzeuge) geschützt werden, um den Verbund mit den Fertigteilen nicht zu beeinträchtigen. Die Zeitpunkte des Beginns sowie des Endes folgender Arbeitsgänge sind zu dokumentieren: Vornässen, Entladung der Betonmisch-Fahrzeuge, Betoniervorgänge.

 

Ausbildung und Abdichtung von Fugen

Zur Sicherstellung der Wasserundurchlässigkeit von Bauwerken aus WU-Beton ist es im Regelfall erforderlich, sämtliche Fugen gegen Wasserdurchtritt abzudichten. Nur in Einzelfällen und bei Vorliegen bestimmter Voraussetzungen kann auf eine Fugenabdichtung verzichtet werden, wie z. B. bei horizontalen Arbeitsfugen in bewehrten Bauteilen, die sorgfältig vorbereitet und anbetoniert werden; siehe hierzu Abschnitt 9.2 der WU-Richtlinie. Für die Fugenabdichtung dürfen nur solche Bauprodukte verwendet werden, für die die Anforderungen durch einen Verwendbarkeitsnachweis nachgewiesen sind. Diese Forderung gilt als erfüllt, wenn ein Eignungsnachweis auf Grundlage der DIBt-Prüfgrundsätze „Erteilung von allgemeinen bauaufsichtlichen Prüfzeugnissen (abP) für Fugenabdichtungen in Bauteilen“ vorliegt. Eine Liste mit gültigen abP kann auf www.abp-fugenabdichtungen.de abgerufen werden. Die Art der Abdichtung ist von der Fugenart abhängig, wobei Arbeitsfugen, Bewegungsfugen und Soll-Rissfugen bzw. Soll-Rissquerschnitte unterschieden werden. Arbeitsfugen, d. h. Fugen zwischen einzelnen Betonierabschnitten, sind ohne zusätzliche Maßnahmen nicht wasserdicht. Um den Wasserdurchtritt zu verhindern, werden Arbeitsfugen üblicherweise durch unbeschichtete Fugenbleche nach DIN EN 10051 abgedichtet. Eine Ausnahme bildet der bereits beschriebene Sonderfall bei horizontalen Arbeitsfugen in bewehrten Bauteilen, die entsprechend vorbereitet werden müssen und nur in diesem Fall keine Abdichtung erfordern. Sofern die Blechdicke mindestens 1,5 mm beträgt, darf auf den genannten Verwendbarkeitsnachweis verzichtet werden, wenn die Verwendungsbedingungen nach Abschnitt 10.2 der WU-Richtlinie eingehalten werden. Diese umfassen im Wesentlichen Regeln zu den Abmessungen der Fugenbleche in Abhängigkeit von der Beanspruchungsklasse und Wasserdruckhöhe sowie der Nutzungsklasse.

Für die Abdichtung der Arbeitsfuge muss das Fugenblech planmäßig jeweils mit der halben Breite in den Beton der Bauteile beidseits der Fuge einbinden. An Stößen sind die Fugenbleche miteinander zu verbinden, z. B. durch Schweißen oder Kleben. Auch ein Zusammenpressen ist zulässig. In diesem Fall ist zwischen die zu verbindenden Bleche eine abdichtende Zwischenlage vorzusehen. Überlappungen sind nicht zulässig.

Hinweis: Für Fugen, die aufgrund von nicht vorhergesehenen Arbeitsunterbrechungen entstehen (z. B. bei längerer Unterbrechung des Betoniervorgangs), gelten die gleichen Regeln wie für planmäßige Arbeitsfugen. Das bedeutet, dass auch in solchen Fällen eine Fugenabdichtung einzubauen ist. Bei größeren Verformungen der Bauteile im Bereich der Arbeitsfuge muss damit gerechnet werden, dass sich das Fugenblech vom Beton temporär ablöst. Hierdurch kann es zunächst zu einem geringen Wasserdurchtritt kommen, der allerdings zum Stillstand kommt, wenn die Voraussetzungen für die Selbstheilung des Betons vorliegen.

Bewegungsfugen, d. h., Fugen, die Verformungen zwischen zwei benachbarten Bauteilen zulassen, müssen durch Fugenbänder nach DIN 7865 und DIN 18541 abgedichtet werden. Fugenbänder bestehen aus speziellen, dehnfähigen Kunststoffen und weisen eine Profilierung auf, um eine abdichtende, kraftschlüssige Verbindung zum Beton sicherzustellen. In der Mitte des Fugenbands ist ein Dehnteil angeordnet, welches die Verformungen der abzudichtenden Bauteile aufnimmt und entsprechend gedehnt bzw. gestaucht werden kann. Die beiden äußeren Flanken des Fugenbands sind stark profiliert und binden in den Beton ein; sie werden als Dichtteile bezeichnet. Je nach Einbaulage werden innen liegende und außen liegende Fugenbänder unterschieden. Für den Einbau und die Verwendung gilt DIN 18197.

Soll-Rissfugen oder Soll-Rissquerschnitte sind Fugen im Beton, die bei Beanspruchung durch Zwang planmäßig durch Trennrissbildung entstehen sollen. Hierzu wird der Betonquerschnitt im Bereich der Soll-Rissfuge absichtlich geschwächt (mindestens um 1/3 der Querschnittsdicke). Gegebenenfalls ist auch die senkrecht zur Fuge verlaufende Bewehrung an dieser Stelle zu vermindern oder ganz wegzulassen, um eine planmäßige Rissbildung zu gewährleisten. Bei Nutzungsklasse A (Feuchtstellen sind nicht zulässig) ist grundsätzlich eine Fugenabdichtung von Soll-Rissquerschnitten vorzusehen. Bei Nutzungsklasse B (Feuchtstellen sind zulässig) kann der Wasserdurchtritt entweder durch eine Fugenabdichtung oder durch Begrenzung der Trennrissbreiten verhindert werden. Die Art der Abdichtung von Soll-Rissfugen richtet sich nach der Beanspruchungs- und Nutzungsklasse; siehe hierzu Abschnitt 10.2 der WU-Richtlinie. Es sei darauf hingewiesen, dass die Detailplanung und Ausbildung von Fugen zwar dem Objektplaner obliegt, die Bauausführenden aber hierbei zur Mitwirkung verpflichtet sind.

 

Abdichten von Rissen und Instandsetzung von Fehlstellen

Je nach gewähltem Entwurfsgrundsatz kann es erforderlich sein, die Wasserundurchlässigkeit durch nachträgliches Abdichten von Rissen und Fugen sicherzustellen. Hierfür sind die Regeln der DAfStb-Richtlinie „Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen (Instandsetzungs-Richtlinie)“ zu beachten (Hinweis: Die Instandsetzungs-Richtlinie soll in Kürze durch die Instandhaltungs-Richtlinie abgelöst werden; nach Erscheinen ist nur noch die Instandhaltungs-Richtlinie anzuwenden). Die nachträgliche Abdichtung von Rissen und Fugen kann durch Injektionen erfolgen, die ggf. mehrmals nacheinander sowie auch nach größeren Zeitabständen durchzuführen sind. Für die Instandsetzung von Fehlstellen ist ebenfalls die Instandsetzungs-Richtlinie (bzw. die Instandhaltungs-Richtlinie) des DAfStb anzuwenden.

 

Regelwerke, Literatur und Quellen

[1] DAfStb-Richtlinie – Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie); Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e. V. – DAfStb (Hrsg.): Ausgabe Dezember 2017; Berlin

[2] DAfStb-Heft 555: Erläuterungen zur DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton; Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e. V. – DafStb (Hrsg.); 2006; Berlin

[3] DIN 18533:2017-07: Abdichtung von erdberührten Bauteilen; Teile 1 bis 3; Beuth Verlag, Berlin

[4] DIN EN 206:2017-01: Beton – Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität; Beuth Verlag, Berlin

[5] DIN 1045-2:2008-08: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton – Teil 2: Beton – Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität – Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1; Beuth Verlag, Berlin

[6] DIN EN 13670:2011-03: Ausführung von Tragwerken aus Beton; Beuth Verlag, Berlin

[7] DIN 1045-3:2012-03: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton – Teil 3: Bauausführung – Anwendungsregeln zu DIN EN 13670; Beuth Verlag, Berlin

[8] DIN 1045-4:2012-02: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton – Teil 4: Ergänzende Regeln für die Herstellung und die Konformität von Fertigteilen; Beuth Verlag, Berlin

[9] DIN EN 1992-1-1:2011-01: Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den
Hochbau; Beuth Verlag, Berlin

[10] DIN EN 1991-1-1/NA:2013-04: Nationaler Anhang – National festgelegte Parameter – Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; Beuth Verlag, Berlin

[11] DIN 7865: Elastomer-Fugenbänder zur Abdichtung von Fugen in Beton; Teile 1 bis 4; verschiedene Ausgabedaten; Beuth Verlag, Berlin

[12] DIN 18197:2018-01: Abdichten von Fugen in Beton mit Fugenbändern; Beuth Verlag, Berlin

[13] DIN 18541:2014-11: Fugenbänder aus thermoplastischen Kunststoffen zur Abdichtung von Fugen in Beton; Teile 1 und 2; Beuth Verlag, Berlin

[14] DIN EN 10051:2011-02: Kontinuierlich warmgewalztes Band und Blech abgelängt aus Warmbreitband aus unlegierten und legierten Stählen – Grenzabmaße und Formtoleranzen; Beuth Verlag, Berlin

[15] DBV-Merkblatt „Hochwertige Nutzung von Untergeschossen – Bauphysik und Raumklima“; Deutscher Beton- und Bautechnik- Verein e. V.; Berlin

[16] DBV-Merkblatt „Betonierbarkeit von Bauteilen aus Beton und Stahlbeton“; Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e. V.; Berlin

[17] DBV-Merkblatt „Abstandhalter nach Eurocode 2“; Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e. V.; Berlin

[18] DIN EN 1766:2017-05: Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken – Prüfverfahren – Referenzbetone für Prüfungen; Beuth Verlag, Berlin DAfStb-Richtlinie – Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen; Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e. V. – DAfStb (Hrsg.): Oktober 2001; Berlin

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