3 Anforderungen an Schutzsysteme und Grundsätze zur Wahl
4.4 Instandsetzung von Be- Be-ton und Bewehrung
4.4.4 Betonuntergrund und Witterungs- Witterungs-bedingungen
4.4.4.1 Allgemeines
Es wird oftmals vergessen, wie gross der Einfluss des Betonuntergrundes und der Witterungs-bedingungen ist, wenn es darum geht neues Ma-terial auf einen bestehenden Bauteil aufzutragen.
Der Beton muss an seiner Oberfläche und im oberflächennahen Untergrund zu definieren-de Eigenschaften aufweisen. Die Dauerhaftig-keit kann vor allem durch eine unzureichende Haftfestigkeit entscheidend beeinträchtigt wer-den. Die Grenzfläche soll deshalb im nicht geschä-digten Beton liegen und unter anderem keine Ver-unreinigungen aufweisen, welche den Verbund stören können.
In diesem Zusammenhang ist kurz auf eine interes-sante Forschungsarbeit an der ETH in Zürich hinzu-weisen, welche u.a. das Problem der schubfesten Verbindung von Alt- und Neubauten untersucht. In praxisnahen Versuchen ist die Ausbildung der Kontaktfläche bzw. des Aufrauhungsgrades, sowie die Wirkung verschiedener Arten der Verdübelung geprüft worden. Es hat sich gezeigt, dass die Wir-kungsweise der Dübel durch den Grad der Aufrau-hung entscheidend beeinflusst wird. Ein Ziel der Arbeit besteht darin, für die Baustelle die Anforde-rungen an die Oberflächenrauhigkeit zu definie-ren. Der Schlussbericht ist im Laufe dieses Jahres zu erwarten [4.13].
Auch in bezug auf die, während des Applizierens und während der Nachbehandlung der Schutzsy-steme tolerierbaren Witterungsbedingungen sind je nach Instandsetzungsmassnahme Festle-gungen zu treffen.
4.4.4.2 Anforderungen
Für die in den Abschnitten 4.4.6 und 4.4.7 behan-delten Instandsetzungsbetone und -mörtel bzw.
die Oberflächenschutzsysteme sind Anforderun-gen in bezug auf die folAnforderun-genden EiAnforderun-genschaften fest-zulegen:
– Oberflächenbeschaffenheit
Es kommt nicht nur auf die eigentliche Oberflä-che an, sondern auch auf die Beschaffenheit der oberflächennahen Schicht (evtl. Risse beispiels-weise durch Abtrag).
Für örtliche Ausbesserungen bzw. flächige Be-schichtungen muss der Betonuntergrund
. frei sein von losen und mürben Teilen (z.B.
auch von minderfesten Risskanten) und von sich leicht ablösenden arteigenen Schichten (z.B. Zementhaut) und darf nicht abmehlen oder absanden,
. frei sein von etwa parallel zur Oberfläche oder schalenförmig im oberflächennahen Bereich verlaufenden Rissen oder Ablösungen, . frei sein von Graten; in zu begründenden
Fällen können sie belassen werden,
. eine dem zu verwendenden Stoff angepasste Rauheit aufweisen,
. frei sein von artfremden Stoffen (wie Gummi-abrieb, Trennmittel, ungeeigneten Altbe-schichtungen, Ausblühungen, Öl, Bewuchs u.ä.).
Kiesnester und andere Hohlstellen sind sachge-recht auszubessern.
Hinsichtlich senkrecht zur Oberfläche verlaufen-der Risse siehe Abschnitt 4.4.8. Hinsichtlich verlaufen-der Oberflächenfeuchtigkeit siehe Abschnitt näch-ste Seite. Für Imprägnierungen gelten die Aus-führungsanweisungen der Produkthersteller.
– Mechanische Eigenschaften
Hier geht es in erster Linie um die Betonzugfe-stigkeit im Oberflächenbereich. In bezug auf geforderte Werte und Art der Prüfungen sei auf die Fachliteratur verwiesen, z.B. [4.26, 4.7], so-wie als Beispiel auf die Tabelle 4.4 .
– Chemische Eigenschaften
Die Kriterien bezüglich chemischer Eigenschaf-ten des Betonuntergrundes betreffen in erster Linie die Frage der Karbonatisierungsfront und des Verlaufes des kritischen Chloridgehaltes.
Hinweise hiezu sind in Abschnitt 4.4.3 enthalten.
– Betonfeuchtigkeit
Unmittelbar vor dem örtlichen Ausbessern, dem Imprägnieren bzw. dem flächigen Be-schichten müssen folgende Anforderungen er-füllt sein:
. Die meisten kunstharzgebundenen Betone bzw. Mörtel, Imprägnierungsmittel und film-bildenden Beschichtungsstoffe erfordern ei-nen trockeei-nen bis höchstens feuchten Beton-untergrund.
. Für das Aufbringen einer zementgebundenen Beschichtung oder Haftbrücke und für die
örtliche Ausbesserung mit zement-gebundenem Beton/Mörtel ohne oder mit Kunststoffzusatz sowie für wasserdispergier-bare filmbildende Kunststoffbeschichtungen muss der Betonuntergrund feucht sein.
. Beim Oberflächenschutzsystem OS 8 mit ent-sprechender Zusatzforderung darf der Beton-untergrund nass sein. (Die Oberflächen-schutzsysteme sind in Tabelle 4.9 klassifi-ziert.)
Im Sinne der Richtlinie [4.11] bedeutet . «trocken»: Eine rund 2 cm tiefe frisch
herge-stellte Bruchfläche darf (infolge Austrok-knens) nicht augenscheinlich heller werden.
In Zweifelsfällen gilt Beton als trocken, wenn er die Ausgleichsfeuchte für Klima 23/50 auf-weist.
. «feucht»: Die Oberfläche hat ein mattfeuchtes Aussehen, darf aber keinen glänzenden Was-serfilm aufweisen; das Porensystem des Be-tonuntergrundes darf nicht wassergesättigt sein, d.h. aufgebrachte Wassertropfen müs-sen eingesogen werden und nach kurzer Zeit muss die Oberfläche wieder matt erscheinen.
. «nass»: Das Porensystem des Betonunter-grundes darf wassergesättigt sein; die Beton-oberfläche darf glänzend wirken, jedoch kei-nen tropfbaren Wasserfilm aufweisen.
Sofern stoffspezifisch (z.B. vom Hersteller) ge-nauere Werte gefordert werden, sind die vor-handenen zu ermitteln und ggf. die geforderten herzustellen.
– Temperaturen
Die Tabelle 4.6 enthält Richtwerte für die Tem-peraturen des Betonuntergrundes und der an-grenzenden Luftschicht die angewendet werden können, wenn keine anderen Angaben vorlie-gen. Dabei ist die Temperaturentwicklung
wäh-Betonbau
rend der Ausführung und auch während eines festzulegenden Zeitraumes danach zu beachten (z.B. Abkühlung in der Nacht, örtliche Be-sonderheiten).
Für kunststoffgebundene Materialien muss die Oberflächentemperatur des Betons und bei un-terlagigen Beschichtungen diejenigen des je-weiligen Untergrundes immer mindestens 3 K über dem Taupunkt liegen.
– Andere Witterungsbedingungen
Sofern für die eingesetzten Materialien keine spezifischen Angaben des Herstellers vorliegen, können die Bestimmungen in Tabelle 4.7 zu-grundegelegt werden.
– Bauwerkserschütterungen
Insbesondere im Brückenbau müssen die In-standsetzungsmassnahmen oft unter Verkehr durchgeführt werden, was zu Bauwerkserschüt-terungen führen kann. Dies gilt auch für Erschüt-terungen, die sich aus dem Baubetrieb ergeben können. Es ist zu prüfen, ob die verwendeten Materialien die zu erwartenden Erschütterun-gen schadlos ertraErschütterun-gen können, oder ob diese ggf. auf ein zulässiges Mass reduziert werden müssen. In der Fachliteratur finden sich nützli-che Hinweise [4.7, 4.27]. Die kritisnützli-che Phase für den frischen Beton liegt im Zeitraum zwischen 3 und 14 Stunden nach dem Einbringen des Be-tons. Erschütterungen mit Schwinggeschwin-digkeiten bis 20 mm/sec haben keine nachteili-gen Folnachteili-gen, solange die Wegamplitude unter 0.7 mm bleibt. Sobald eine Druckfestigkeit von 5–6 N/mm2 erreicht ist, verursachen auch grössere Erschütterungen keine Beeinträchtigung. Der Bereich Schwinggeschwindigkeit mit Amplitu-de, bei welchem Schäden am abbindenden Be-ton entstehen können, ist selten erreicht.
Schutz- bzw. Instandsetzungs- Oberflächenzugfestigkeit 1) Sonstiges massnahme:
Örtliche Ausbesserung bzw. Mittelwert kleinster
flächige Beschichtung mit Einzelwert
N/mm2
1 2 3 4
Druckfestigkeit
1 ≥ 1,5 ≥ 1,0 und E-Modul
ermitteln 2), 3)
2 ≥ 1,5 ≥ 1,0 –
3 OS 2, OS 4 4) – ≥ 0,5 –
4 OS 3 4) – ≥ 1,0 5) –
5 OS 5 4) ≥ 1,0 ≥ 0,8 –
6 OS 6, OS 7, OS 9, OS 10, OS 11 4) ≥ 1,5 ≥ 1,0 –
7 OS 8, OS 12 4) ≥ 2,0 ≥ 1,5 –
1) die Oberflächenfestigkeit bezieht sich auf das Verfahren mit Vorbohren (vgl. DIN 1048, Teil 2)
2) bei Anwendung im konstruktiven, statisch wirksamen Bereich
3) über Anforderungen im Einzelfall entscheidet der sachkundige Planungsingenieur
4) OS siehe Abschnitt 4.4.7
5) je nach Belastung
Tab. 4.4 Mechanische Eigenschaften, aus [4.11]
Zementbeton/-mörtel, auch kunststoffmodifiziert
Reaktionsharzbeton/-mörtel für nicht befahrbare Flächen
Betonbau
Tab. 4.5 Behandlungsverfahren zum Erreichen der Anforderungen, aus [4.11] Forts.
Tab. 4.5 Behandlungsverfahren zum Erreichen der Anforderungen, aus [4.11] Forts.
Betonbau
aufzubringender Stoff Kleinstwert Grösstwert
0C
1 2 3
1 zementgebundene Stoffe, auch mit Kunststoffzusatz 5 30
2 Reaktionsharze und Reaktionsharzmörtel/-betone 8 40
(OS 3 und 6 bis 12) sowie Rissfüllstoffe
3 einkomponentige, lösemittelhaltige Oberflächenschutzsysteme:
OS 1 und 2 1) 5 30
OS 4 1) 8 30
4 wasserdispergierbare Oberflächenschutzsysteme (OS 5) 1) 10 40
1) OS s. Abschnitt 4.4.7
Tab. 4.6 Grenztemperaturen des Betonuntergrundes und der unmittelbar überlagernden Luftschicht (Richtwer-te), aus [4.11]
Wetterelement zementgebundene Stoffe, auch mit Kunststoffzusatz kunststoffgebundene Stoffe
1 2 3
1 relative Luftfeuchte keine Forderung so, dass die Betontemperatur
≥ 3K über dem Taupunkt liegt
2 Niederschlag kein Regen kein Regen oder Nebelnässen
3 Wind/Sonne Austrocknung durch Wind (Forderung ≤ 3 Beaufort, Staub muss ferngehalten werden entsprechend ≤ ca. 5 m/s) und/oder
Sonneneinstrahlung muss vermieden werden
Tab. 4.7 Witterungsbedingungen ausser Temperatur, aus [4.11]
4.4.5 Vorbehandlung der Bewehrung