Decken- und Dachkonstruktionen aus Beton

Einleitung Im Altbaubestand findet man vor allem gewölbte Massivdecken mit Stein- und Betongewölbe, später Stahlträgerdecken (z. B. Stahlbetonhohldielen, Monierdecke), Stahlbetonrippendecken (z. B. DIN-F-Decke, Menzel-L-Decke, Zwickauer Decke), aber auch die inzwischen üblichen Stahlbeton- und Spannbetondecken (monolythische Decken, Plattendecken). Typische Massivdecken im Bestand Bauphysikalische Anforderungen Die an Geschossdecken gestellten bauphysikalischen Anforderungen beziehen sich vor allem auf Schall- und Brandschutz , seltener auf Wärmeschutz . Dabei unterscheidet man zunächst nach Lage der Decke einerseits in Decken unter nicht ausgebauten Dachräumen und Decken, die Räume nach oben und unten gegen Außenluft abgrenzen und andererseits in Kellerdecken und Decken gegen unbeheizte Räume sowie Decken, die an Erdreich grenzen. Normen, Richtlinien Im Zuge der Angleichung der europäischen Normen gelten die Normen DIN 1045 und DIN EN 206 . Im Gegensatz zur ?alten? deutschen Norm DIN 1045 wurde die Klassifizierung geändert, was zu einer neuen Begrifflichkeit führte. Die Einteilung in sog. Expositionsklassen zeigt die folgende Tabelle: Klassen- bezeichnung Beschreibung der Umgebung Beispiele für die Zuordnung von Expositionsklassen Mindestdruck- festigkeits- klasse Bewehrungskorrosion XO Kein Korrosions- oder Angriffsrisiko Für Beton ohne Bewehrung oder eingebettetes Metall; alle Expositionsklassen, ausgenommen Frostangriff mit und ohne Taumittel, Abrieb oder chemischer Angriff Fundamente ohne Bewehrung und ohne Frost C8/10 Innenbauteile ohne Bewehrung XC Bewehrungskorrosion, ausgelöst durch Karbonatisierung XC1 trocken oder ständig nass Bauteile in Innenräumen mit üblicher Luftfeuchte C16/20 Beton, der ständig in Wasser getaucht ist XC2 nass, selten trocken Teile von Wasserbehältern; Gründungsbauteile XC3 mäßige Feuchte Bauteile, zu denen die Außenluft häufig oder ständig Zugang hat C20/25 XC4 wechselnd nass und trocken Außenbauteile mit direkter Beregnung C25/30 XD Bewehrungskorrosion, verursacht durch Chloride, ausgenommen Meerwasser XD1 mäßige Feuchte Bauteile im Sprühnebelbereich von Verkehrsflächen C25/30 (LP) C30/37 Einzelgaragen XD2 nass, selten trocken Solebäder C30/37 (LP) C35/45 Bauteile, die chloridhaltigen Industrieabwässern ausgesetzt sind XD3 wechselnd nass und trocken Teile von Brücken, mit häufiger Spritzwasserbeanspruchung C30/37 (LP) C35/45 Fahrbahndecken, Parkdecks XS Bewehrungskorrosion, verursacht durch Chloride aus Meerwasser XS1 salzhaltige Luft, aber kein unmittelbarer Kontakt mit Meerwasser Außenbauteile in Küstennähe C25/30 (LP) C30/37 XS2 unter Wasser Bauteile in Hafenanlagen, die ständig unter Wasser liegen C30/37 (LP) C35/45 XS3 Tidebereich, Spritzwasser- und Sprühnebelbereiche Kaimauern in Hafenanlagen C30/37 (LP) C35/45 Betonangriff XF Frostangriff, mit oder ohne Taumittel XF1 mäßige Wassersättigung ohne Taumittel Außenbauteile C25/30 XF2 mäßige Wassersättigung mit Taumittel Bauteile im Sprühnebel- oder Spritzwasserbereich von tau- mittelbehandelten Verkehrs- flächen, soweit nicht XF4 C25/30 (LP) C35/45 Bauteile im Sprühnebelbereich von Meerwasser XF3 hohe Wassersättigung ohne Taumittel Offene Wasserbehälter C25/30 (LP) C35/45 Bauteile in der Wasserwechsel- zone von Süßwasser XF4 hohe Wassersättigung mit Taumittel Verkehrsflächen, die mit Taumitteln behandelt werden C30/37 (LP) Überwiegend horizontale Bauteile im Spritzwasserbereich von taumittelbehandelten Verkehrs- flächen Räumerlaufbahnen von Klär- anlagen Meerwasserbauteile in der Wasserwechselzone XA Chemischer Betonangriff XA1 chemisch schwach angreifende Umgebung nach Tabelle 2, DIN 1045-2 Behälter von Kläranlagen C25/30 Güllebehälter XA2 chemisch mäßig angreifende Umgebung nach Tabelle 2, DIN 1045-2 und Meeresbau- werke Betonbauteile, die mit Meerwasser in Berührung kommen C30/37 (LP) C35/45 Bauteile in betonangreifenden Böden XA3 chemisch stark angreifende Umgebung nach Tabelle 2, DIN 1045-2 Industrieabwasseranlagen mit chemisch angreifenden Abwässern C30/37 (LP) C35/45 Gärfuttersilos und Futtertische der Landwirtschaft Kühltürme mit Rauchgasableitung XM Betonangriff durch Verschleißbeanspruchung XM1 mäßige Verschleißbeanspruchung Tragende oder aussteifende Industrieböden mit Beanspruchung durch luftbereifte Fahrzeuge C25/30 (LP) C30/37 XM2 starke Verschleißbeanspruchung Tragende oder aussteifende Industrieböden mit Beanspruchung durch luft- oder vollgummibereifte Gabelstapler C30/37 (LP) C35/45 C30/37 XM3 sehr starke Verschleißbeanspruchung Tragende oder aussteifende Industrieböden mit Beanspruchung durch elastomer- oder stahlrollen- bereifte Gabelstapler C30/37 (LP) C35/45 Oberflächen, die häufig mit Kettenfahrzeugen befahren werden Wasserbauwerke in geschiebe- belasteten Gewässern, z. B. Tosbecken Die Betoninstandsetzung erfolgt nach der Richtlinie ?Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen? (Instandsetzungsrichtlinie) des DAfStb (Deutscher Ausschuss für Stahlbeton), die in den meisten Bundesländern bereits als technische Baubestimmung gemäß der Landesbauordnung Gültigkeit besitzt.

Einleitung Typische Schäden und Mängel an Geschossdecken aus Beton lassen sich unterscheiden in Oberflächenschäden, wie Risse, Ausblühungen und Krusten, Schäden, die die Dauerhaftigkeit und Standsicherheit gefährden, wie Bewehrungsstahlkorrosion und Durchfeuchtung und bauteilspezifische Schäden, wie Deckendurchbiegungen oder unzureichende Anforderungen an den Wärme-, Brand- und/oder Schallschutz. Risse Risse im Beton lassen sich nicht generell vermeiden. Nach DIN 1045 ist die Rissbreite in dem Maße zu beschränken wie es der Verwendungszweck erfordert. Risse im Beton sind so lange nicht schädlich, sofern die Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit der Betonbauteile nicht dadurch beeinträchtigt werden. Lediglich ihre Breitenausdehnung sollte kontrolliert werden, da sie auf ein unschädliches Maß beschränkt oder der Riss fachgerecht geschlossen werden muss. Risse sind bzgl. Entstehungszeit , Rissbild, Risstiefe, Rissalter und Rissursache zu beurteilen. Rissursachen Risse entstehen am häufigsten durch Schwinden und Schrumpfen des Betons oder das Abfließen der Hydrationswärme , jedoch auch bereits beim Setzen des Frischbetons, durch äußere Temperatureinwirkungen, Frost, äußere direkte Lasten, Änderungen der Auflagerbedingungen, Eigenspannungszustände oder Korrosion der Bewehrung. Typische Rissbilder in Beton sind: Netzrisse Schwindrisse Risse längs der Bewehrung Biegerisse Zugrisse Verbundrisse Haarrisse Krakelee-Risse Korrosion des Bewehrungsstahls Die Korrosion von Bewehrungsstählen kann verschiedene Schäden an Betonbauteilen verursachen. Meist erkennt man sie zuerst an der Betonoberfläche anhand von Verfärbungen, so genannten Rostfahnen , später kommt es dann zu Abplatzungen und Absprengungen . Ursache dafür ist der mangelnde Korrosionsschutz. Bewehrungsstahlkorrosion

Einleitung Die meisten Mängel und Schäden an Betonbauteilen treten an der äußeren Oberfläche auf bzw. zeichnen sich dort ab, so dass bei der Zustandsanalyse und -bewertung die Dokumentation des Schadensbildes anhand Kartierungen, Rissbreiten u. Ä. im Vordergrund steht. Häufig erlauben diese Aussagen bereits Rückschlüsse auf die Schadensursache. Weitere spezifische Untersuchungen sind ggf. erforderlich, um Aufbau und Querschnitt der Deckenkonstruktion zu ermitteln und Aussagen zur Bewehrung, Materialität und Festigkeit zu treffen. Das Öffnen evtl. Unterdecken, Deckenbekleidungen bzw. Fußbodenaufbauten ist dabei meist unerlässlich, da Geschossdecken aus Beton i. d. R. nicht den sichtbaren Raumabschluss bilden. Vordergründig sollte bei jeglichen Mängeln und Schäden im Bereich von Geschossdeckenkonstruktionen deren Tragfähigkeit betrachtet werden, da diese uneingeschränkt gewährleistet werden muss. Dokumentation des Schadensbildes Bei der Dokumentation des Schadensbildes steht zunächst der visuelle Eindruck im Vordergrund. Er gibt wichtige Hinweise auf die Notwendigkeit einer Reparatur, die Einschätzung, ob es sich um einen Mangel mit einer rein optischen bzw. gestalterischen Beeinträchtigung handelt oder einen substanziellen Schaden. Die visuelle Beurteilung schließt folgende Maßnahmen ein: Kartierung des Schadens Dokumentation von Rissbild und Rissverlauf Messung der Rissbreite Feststellung des Rissalters Feststellung von Hohlstellen Dokumentation von Verfärbungen Untersuchungen am Bauwerk Untersuchungen am Bauwerk können schnell und einfach eine Vielzahl von aufschlussreichen Ergebnissen liefern. Mit Hilfe von speziellen Messgeräten und Hilfsmitteln lassen sich die Druckfestigkeit , Abreißfestigkeit , Rissbreite , Karbonatisierungstiefe , Betondeckung , Korrosionsausmaß , Feuchtegehalt durch Erwärmen der Betonoberfläche und der Abrostungsgrad der Bewehrung bestimmen. Untersuchung der Bewehrung Da die Korrosion der Bewehrungsstähle zu einem der häufigsten Schäden bei Decken aus Beton gehört, ist deren genaue Untersuchung wichtig. Der Zustand der Bewehrung hat entscheidenden Einfluss auf die Standfestigkeit des Bauteils. Maßgebliche Beurteilungskriterien sind die Betondeckung und die Karbonatisierungstiefe . Untersuchung des gesamten Bauteilquerschnitts anhand eines Bohrkerns Anhand der zerstörenden Gebäudeuntersuchung durch die Entnahme eines Bohrkerns kann neben dem genauen Schichtaufbau der Betondecke auch der Bewehrungsstahl und ggf. auch die Risstiefe, -flanken und deren Verlauf ermittelt werden. Die Bestimmung des Schichtaufbaus mehrschichtiger Außenwände anhand eines Bohrkerns dient vor allem zur Ermittlung der Betondruckfestigkeit der einzelnen Schichten. Laboruntersuchungen Mit Hilfe von Laboruntersuchungen lassen sich zusätzlich noch eine Anzahl weiterer Tests machen, z. B.: Prüfung der Rohdichte und der Gesamtporosität Prüfung der Wasseraufnahme bzw. -eindringtiefe Prüfung von Frost- bzw. Frost-Taumittelwiderstand Prüfung des Abriebwiderstands Prüfung der Betonzusammensetzung sowie des Gehaltes an Fremdsalzen und organischen Stoffen

Einleitung Bei der Beseitigung von Mängeln bzw. Schäden im Bereich von Geschossdecken aus Beton muss aufgrund der Schadensursache zwischen materialbedingten Schäden (Richtlinie ?Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen? (Instandsetzungsrichtlinie) des DAfStb (Deutscher Ausschuss für Stahlbeton)), wie Rissen, Ausblühungen u. Ä. und bauteilspezifischen Schäden, wie Deckendurchbiegungen und unzureichenden bauphysikalischen Anforderungen unterschieden werden. Bauphysikalische Ertüchtigung Eine Ertüchtigung der Geschossdecken durch das nachträgliche Anbringen einer Geschossdeckendämmung gehört zu den typischen Modernisierungsmaßnahmen im Altbaubestand. Dabei muss je nach Konstruktion (Holzbalkendecke, Massivdecke) und möglicher Lastaufnahme individuell nach einer geeigneten Möglichkeit gesucht werden. Zur Erhöhung der Tragfähigkeit ist auch eine Reduktion der Deckeneigenlast möglich. Dabei können z. B. Zement- durch Trockenestriche ersetzt oder schwere Füllungen von Holzbalkendecken entfernt werden, wenn eine schallschutztechnische Ertüchtigung nicht im Vordergrund steht. Meistens werden brand-, schall- und wärmeschutztechnische Ertüchtigungen im Altbaubestand mittels einer Deckenbekleidung erreicht, die entweder im Zwischenraum Dämmung aufnimmt oder entsprechend ihrer Materialität und Baustoffklasse alleine oder in Kombination mit der Bestandsdecke den an den Brandschutz gestellten Anforderungen genügt. Viele Hersteller bieten heute platzsparende, leichte und einfach zu montierende Deckensysteme an, die diese Aufgaben erfüllen. Instandsetzungsprinzipien Die Betoninstandsetzung erfolgt nach der Richtlinie ?Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen? (Instandsetzungsrichtlinie) des DAfStb (Deutscher Ausschuss für Stahlbeton), die in den meisten Bundesländern bereits als technische Baubestimmung gemäß den Landesbauordnungen Gültigkeit besitzt. Sie bezieht sich dabei auf Beton und Stahlbeton nach DIN 1045 , DIN EN 206 , kann jedoch auch auf andere Betonbauwerke oder -teile angewendet werden. Die Richtlinie ?Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen? unterscheidet zwischen Schutz- und Instandsetzungsmaßnahmen und vier verschiedenen Instandsetzungsprinzipien: Instandsetzungsprinzip R (Repassivierung) Instandsetzungsprinzip W (Begrenzung des Wassergehaltes) Instandsetzungsprinzip C (Beschichtung der Bewehrung) Instandsetzungsprinzip K (kathodischer Korrosionsschutz) Die Standsicherheit der Betonbauteile wird in der Richtlinie nicht berücksichtigt und sollte ggf. durch einen Fachmann geprüft werden. Die Richtlinie setzt sich allerdings mit der Restnutzungsdauer auseinander. Schutz- und Instandsetzungsmaßnahmen Zu den Schutz- und Instandsetzungsmaßnahmen des Betons zählen nach einer ausreichenden Vorbereitung des Betonuntergrundes das Füllen von Rissen und Hohlräumen mit Reaktionsharz, Zementleim oder -suspension (Verpressung ) Ausfüllen örtlich begrenzter Fehlstellen mit Mörtel oder Beton (Spachtelmethode ) Diese grundlegenden Maßnahmen können je nach Zielsetzung einzeln oder kombiniert angewendet werden. Untergrundvorbereitung Bei der Behebung sämtlicher Schäden und Mängel muss auf eine sorgfältige Vorbehandlung des Untergrundes geachtet werden. Im Gegensatz zu anderen Baustoffen müssen beim Stahlbeton beide Komponenten, also Beton und Stahl vorbehandelt werden. Bei der Untergrundvorbereitung der Betonfläche steht nach der Entfernung des Altbetons die Vorbehandlung für eine flächige Sanierungsmaßnahme im Vordergrund, z. B. durch sorgfältige Reinigung der Betonoberfläche . Zur Untergrundvorbereitung des Bewehrungsstahles gehört neben dem Freilegen vor allem die anschließende Entrostung . Eingesetzte Verfahren sind: Sandstrahlen , Flammstrahlen oder Hochdruckwasserstrahlen .