G. Lohmeyer • K. Ebeling
Weiße Wannen
einfach und sicher
Konstruktion und Ausführung
wasserundurchlässiger Bauwerke aus Beton
VERLAG [ b l BAU+TECHNIK .
Institut tur Oeoiechnik - BIBLIOTHEK - Prof. Dr.-Ing. R. Katzenbach Technische Universität Darmstadi Petersenstr. 13 • 64287 Darmstadi'-
Inhaltsverzeichnis
1 Allgemeine Begriffe 15 1.1 Angriffsart 16 1.1.1 Beanspruchungsklasse 16 1.1.2 Bemessungswasserstand 16 1.1.3 Bodenfeuchte und nicht stauendes Sickerwasser 16 1.1.4 Nicht drückendes Wasser 17 1.1.5 Drückendes Wasser und zeitweise aufstauendes Sickerwasser 17 1.2 Betonangriff durch aggressive chemische Umgebung 17 1.3 Betonangriff durch Verschleißbeanspruchung 18 1.4 Nutzungsklassen 18 1.5 Abdichtende Wirkung 18 1.5.1 Wasserdichte Stoffe 18 1.5.2 Wasserundurchlässige Stoffe 19 1.5.3 Wasserabweisende Stoffe 20 1.5.4 Wasserhemmende Stoffe 20
2 Abdichtungsarten 21 2.1 Bahnen- und hautförmige Abdichtungen 21 2.2 Starre Abdichtungen 22 2.2.1 Feuchteschutz durch Putz und Estrich 22 2.2.2 Abdichtungen mit Spritzmörtel oder Spritzbeton 23 2.2.3 Abdichtungen mit flexiblen Dichtungsschlämmen 23 2.2.4 Abdichtungen mit Beton 24 2.3 Vor- und Nachteile starrer Abdichtungen 26 2.4 Kostenvergleich Weiße Wanne / Schwarze Wanne 28
3 Eigenschaften des Betons und Anforderungen 29 3.1 Klasseneinteilungen von Beton 30 3.1.1 Druckfestigkeitsklassen 30 3.1.2 Klasseneinteilung nach Umgebungsbedingungen (Exposition) 32 3.1.3 Anforderungen an klassifizierten Beton 33 3.1.4 Beton mit hohem Wassereindringwiderstand 33 3.1.5 Wasserzementwert und Hydratationsgrad 38 3.1.6 Kapillarporosität : 39 3.1.7 Einflüsse der Praxis 41 3.1.8 Nachweis der Wassereindringtiefe 41 3.1.9 Grundlegende und zusätzliche Anforderungen an Beton 46 3.1.9.1 Beton nach Eigenschaften 47
3.1.9.2 Beton nach Zusammensetzung 48 3.1.9.3 Standardbeton 48 3.1.9.4 Günstige Betonzusammensetzung für WW-Beton 49 3.1.10 Anforderungen an die Ausgangsstoffe des Betons 49 3.1.10.1 Zemente 49 3.1.10.2 Zusatzmittel 53 3.1.10.3 Zusatzstoffe 54 3.1.11 Grenzwerte für die Betonszusammensetzung '. . 56 3.1.12 Selbstheilung des Betons 57 3.2 Chemische Widerstandsfähigkeit 60 3.2.1 Grundwasser 61 3.2.2 Schutzmaßnahmen für den Beton 62 3.2.3 Flüssigkeiten der Industrie 64 3.2.4 Maßnahmen zum Schutz des Bodens und des Grundwassers 68 3.2.5 Schädigende Alkalireaktion 73 3.3 Festigkeiten des Betons 74 3.3.1 Druckfestigkeit . . 74 3.3.2 Festigkeitsentwicklung 76 3.3.3 Zugfestigkeit 77 3.3.3.1 Zentrische Betonzugfestigkeit 77 3.3.3.2 Betonzugfestigkeit für den Nachweis der Risssicherheit . . . . 79 3.3.3.3 Haftzugfestigkeit 79 3.4 Dehnvermögen des Betons 80 3.4.1 Elastizitätsmodul , 81 3.4.2 Entwicklung des Elastizitätsmoduls 82 3.5 Temperatur des Betons 84 3.5.1 Temperatur des Frischbetons 84 3.5.2 Wärmeleitfähigkeit 85 3.5.3 Temperaturdehnung 87 3.5.4 Temperaturunterschiede aus Hydratationswärmeentwicklung 88 3.6 Schwinden des Betons 89 3.7 Kriechen und Relaxation 93 3.7.1 Kriechen des Betons 93 3.7.2 Relaxation des Betons 93
4 Verhalten des Betons im Bauwerk 94 4.1 Bruchdehnung 95 4.1.1 Kurzzeit-Bruchdehnung 95 4.1.2 Langzeit-Bruchdehnung 96 4.2 Erwärmung und Abkühlung des Betons 97 4.2.1 Zeitpunkt der maximalen Temperatur beim erhärtenden Beton 98 4.2.2 Zeitpunkt des Temperaturausgleichs beim erhärtenden Beton 99 4.2.3 Temperaturerhöhung im Bauteil durch Hydratationswärme 100 4.2.4 Temperatureinwirkungen aus Witterungseinflüssen 101
4.3 Rissempfindlichkeit des Betons 104 4.3.1 Risse im Bereich der Oberfläche (Schalenrisse) 104 4.3.2 Durchgehende Risse (Trennrisse) 107 4.4 Nachweis der Spannungen durch Zwang 112 4.5 Beanspruchung des Betons bei Verformungsbehinderung 119 4.5.1 Zwangbeanspruchung in Sohlplatten 119 4.5.2 Zwangbeanspruchung in Wänden 124
5 Beton und Bewehrung 132 5.1 Lage der Bewehrung 132 5.2 Betondeckung der Bewehrung 133 5.3 Abstandhalter 136 5.4 Wassereindringtiefe und Betondeckung 139
6 Beton und Schalung 140 6.1 Oberflächenbeschaffenheit 140 6.2 Schalungsstöße 141 6.3 Deckschalungen und Gegenschalungen 143
• 6.4: Einhüftige Wandschalüngen 145 6.5 Aufgestelzte Schalungen 145 6.6 Betondruck und Schalung 146 6.7 Schalungsanker 148 6.8 Trennmittel 150 6.9 Schalungstechnische Besonderheiten für SVB-Beton und LVB-Beton 150
7 Verarbeitung des Betons 152 7.1 Betonbestellung und -abnähme 152 7.2 Vorbereiten des Betonierens 154 7.3 Einbau des Betons 155 7.4 Verdichten des Betons 156 7.5 Betonieren in einem Arbeitsgang 158 7.6 Nachbehandeln des Betons 158 7.7 Nachweis der Wasserundurchlässigkeit 163 7.7.1 Nachweis der Wassereindringtiefe an Probekörpern 163 7.7.2 Nachweis der Dichtheit am Bauwerk 163
8 Konstruktion der Weißen Wanne 165 8.1 Maßgebliche Randbedingungen und Beanspruchungsklassen 166
8.2 Wasserundurchlässigkeit und Nutzungsanforderungen 167 8.2.1 Nutzungsklasse A für hohe Anforderungen 168 8.2.2 Nutzungsklasse B für geringe Anforderungen 168 8.2.3 Weitergehende Nutzungsanforderungen 168 8.3 Wahl der Bauweise 168 8.3.1 Entwurfsgrundsätze (Bauweisen) 170 8.3.2 Planungsgrundsätze 171 8.3.3 Konstruktionsgrundsätze 172 8.3.4 Allgemeine Konstruktionspunkte 173 8.4 Bauteilabmessungen und -Schwächungen 174 8.4.1 Bauteildicken 174 8.4.2 Wandhöhen 176 8.4.3 Öffnungen in Wänden 178 8.4.4 Nischen und Versprünge in Wänden 179 8.4.5 Durchdringungen 179 8.4.6 Bewehrung bei Querschnittsschwächungen 180 8.5 Nachweis der Gebrauchstauglichkeit 181 8.5.1 Begrenzung der Spannungen 182 8.5.2 Begrenzung der Rissbreiten 183 8.5.3 Begrenzung der Verformungen 183 8.6 Bauweise zur Vermeidung von Trennrissen 184
8.6.1 Günstige Konstruktionen für Bauteile zur Vermeidung von
Trennrissen 186 8.6.2 Sohlplatte des Bauwerks 186 8.6.3 Fundamentbalken 188 . 8.6.4 Schächte und Kanäle 191 8.6.5 Wände des Bauwerks 194 8.7 Bauweise mit Trennrissen begrenzter Rissbreite 194 8.7.1 Vorgänge bei der Rissbildung 196 8.7.2 Begrenzung der Rissbreite ohne direkte Berechnung 198 8.7.3 Berechnung der Mindestbewehrung und der Rissbreite 205 8.7.3.1 Mindestbewehrung 206 8.7.3.2 Rissbreite 207 8.7.3.3 Direkte Berechnung der Rissbewehrung bei vollem Zwang 208 8.8 Bauweise mit zugelassenen Trennrissen 215 8.9 Bauweisen für Wände mit Halbfertigteilen bzw. Fertigteilen 215 8.10 Einbau- und Anbauteile 216 8.10.1 Einbauteile 216 8.10.2 Anbauteile 217 8.10.2.1 Anschluss alt/neu 217 8.10.2.2 Lichtschächte 217 8.11 Anwendungsgrenzen der „Weißen Wannen" 218 8.12 Ungünstige Konstruktionen 219
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9 Abdichtung von Fugen 221 9.1 Fugenarten bei wasserundurchlässigen Bauteilen 222 9.1.1 Arbeitsfugen 222 9.1.2 Sollrissquerschnitte (Scheinfugen) 224 9.1.3 Stoßfugen 225 9.1.4 Bewegungsfugen 225 9.2 Geschlossene Systeme der Fugenabdichtung 226 9.3 Art der Fugenabdichtungen 229 9.3.1 Fugenbleche 234 9.3.1.1 Verbindungen bei Fugenblechen 235 9.3.1.2 Verbindungen von Fugenblechen mit Fugenbändern 237 9.3.2 Fugenbänder 237 9.3.2.1 Fugenbänder für Arbeitsfugen 239 9.3.2.2 Fugenbänder für Bewegungsfugen 241 9.3.2.3 Innen liegende Fugenbänder 243 9.3.2.4 Außen liegende Fugenbänder 244 9.3.2.5 Klemmfugenbänder 244 9.3.2.6 Fugenabschlussbänder 245 9.3.2.7 Kompressionsfugenbänder 246 9.3.2.8 Brandschutzsysteme für Bewegungsfugen 246 9.3.2.9 Verbindungen von Fugenbändern 247 9.3.3 Andere Fugenabdichtungen 247 9.3.3.1 Ausführung verschiedener Wandfugen 247 9.3.3.2 Injektionsschläuche 248 9.3.3.3 Quellfähige Fugeneinlagen 249 9.3.3.4 Dichtrohre 250 9.4 Ungeeignete Fugenabdichtungen 251
10 Bauen mit der Elementwand (Dreifachwand) 252 10.1 Allgemeines 252 10.2 Elementplatten mit Ortbeton 252 10.3 Abmessungen der Doppelelemente 254 10.4 Abnahme, Montage und Betonieren bei Elementwänden 254 10.5 Fugenausbildung 256
11 Bauphysikalische Maßnahmen 268 11.1 Mögliche Wassertransporte 268 11.1.1 Kapillarer Wassertransport 268 11.1.2 Wasserdampfdiffusion 269 11.1.3 Austrocknung des Überschusswassers 273 11.2 Nutzungsbedingte Feuchte 276 11.3 Verdunstungsmenge 276
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11.4 Feuchtebilanz 278 11.5 Zusätzliche Maßnahmen 279 11.5.1 Behälter, Becken und ähnliche Baukörper 279 11.5.2 Bauwerke im Grundwasser 279 11.5.3 Tiefgaragen 279 11.5.4 Heizungs- und Technikkeller, Lager- und Vorratskeller 281 11.5.5 Aufenthaltsräume 282 11.6 Tauwasserbildung 283 11.6.1 Tauwasserbildung im Sommer 284 11.6.2 Tauwasserbildung im Winter 286
12 Auffangbauwerke 287 12.1 Gesetze, Verordnungen, Technische Regeln 287 12.2 Bautechnische Unterlagen 288 12.3 Mechanische Einwirkungen 288 12.4 Physikalische Einwirkungen 289
12.4.1 Eindringen in ungerissenen Beton ohne
chemisch/mechanischen Angriff (Fall A) 290 12.4.2 Eindringen in ungerissenen Beton mit
chemisch/mechanischem Angriff (Fall B) 290 12.4.3 Eindringen in gerissenen Beton ohne chemischen Angriff (Fall C ) . . 291 12.4.4 Eindringen in gerissenen Beton mit chemischem Angriff (Fall D) . . 291 12.5 Nachweis der Dichtheit 291 12.6 Konstruktion und Ausführung 293 12.7 Überwachung, Konzept bei Beaufschlagung 294 12.8 Maßnahmen nach einer Beaufschlagung 294
13 Maßnahmen bei Durchfeuchtungen 295 13.1 Füllen von Rissen und Hohlräumen 296 13.1.1 Injektion von Rissen 297 13.1.2 Injektion gegen Wasserdruck 299 13.1.3 Injektion von Hohlräumen 299 13.2 Abdichten durch Injektionsschleier im Baugrund 300 13.3 Ersetzen durch Spritzbeton 301
14 Ausführungsbeispiele 302 14.1 Tiefgaragen im Grundwasser 302 14.1.1 Gründung 303 14.1.2 Arbeitsfugen 303 14.1.3 Bewehrung 304 14.1.4 Nachbehandlung des eingebauten Betons 307
14.2 Wohnhauskeller im Grundwasser 308 14.3 Schwimmbecken 309 14.4 Wasserbehälter (Beispiel nach DVGW) 311 14.4.1 Grundform der Behälter 311 14.4.2 Bemessung und Konstruktion 311 14.4.3 Oberflächenbeschaffenheit 315 14.4.4 Dichtheitsprüfung 318 14.5 Trogbauwerke 318 14.5.1 Konstruktion und Bemessung 318 14.5.2 Ausführung 319 14.5.3 Sicherung gegen Auftrieb 322
15 Zusammenfassung 323 15.1 Hinweise für die Planung 323 15.2 Stichworte für die Ausführung 324 15.3 Schlussbemerkung 325
16 Ablaufschema für die Planung von Weißen Wannen 326
17 Beispiele zu Anforderungen und Nachweisen der WU-Richtlinie 327
18 Schrifttum 328 18.1 Normen 328 18.2 Regelwerke, Richtlinien, Merkblätter 330 18.3 Fachliteratur 331
19 Sachwortverzeichnis 336
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