Rissbreitenbewehrung für den Lastfall Abfließen der Hydrationswärme

Wasserdichte Stahlbetonkonstruktionen - sogenannte „Weiße Wannen“ - werden von unseren Auftraggebern immer öfter als 1. Wahl der möglichen Ausführungen von dichten Konstruktionen gegen drückendes Wasser, z.B. für Kellergeschosse von Wohn- und Bürogebäuden sowie Tiefgaragen, betrachtet und beauftragt. Bei dieser Konstruktion wird die Funktion der Abdichtung gegen drückendes Wasser allein von der Stahlbetonkonstruktion übernommen, also ohne zusätzliche äußere Abdichtungen, wie z.B. bituminöse Dichtungen. Die Stahlbetonkonstruktion bleibt also „weiß“, eigentlich betongrau.

Die nachhaltige Wasserdichtigkeit einer derartigen Stahlbetonkonstruktion wird dabei durch die richtige Kombination verschiedener Materialeigenschaften und Konstruktionsmerkmalen realisiert, was bereits mit der fachgerechten Planung durch Ihren Tragwerksplaner beginnt.

Dieser wird daher zunächst mit Ihnen und Ihrem Gebäudeplaner Ihre Anforderungen an die „Weiße Wanne“ ermitteln. In Abhängigkeit von Ihren Nutzungsanforderungen und gewünschtem Raumklima wird Letzterer die zu realisierende Nutzungsklasse gemäß der WU-Richtlinie des DAfStb für Ihre „Weiße Wanne“ festlegen.
Ihr Tragwerksplaner setzt diese Anforderungen dann bei seiner Planung um. Neben den Anforderungen aus der Bauphysik - wie Wärme- und Schallschutz - berücksichtigt dieser auch die Einwirkungen aus Lasten.
Zudem legt er gemeinsam mit Ihrem Gebäudeplaner die Expositions- und Feuchteklassen fest, die für die Planung der erforderlichen Betonfestigkeitsklasse und Betondeckung und damit für die Dauerhaftigkeit des Betons von großer Bedeutung sind.
In Abstimmung mit Ihrem Gebäudeplaner erstellt Ihr Tragwerksplaner dann den Tragwerksentwurf Ihrer „Weißen Wanne“. In diesem werden neben den Bauteilabmessungen und der Betonzusammensetzung auch die Dichtmaßnahmen gemäß der WU-Richtlinie, wie z.B. die Begrenzung der zulässigen Rissweiten im Beton, festgelegt.
Es werden die erforderlichen Bewegungs- und Arbeitsfugen sowie die Sollrissquerschnitte und deren Abdichtungsmaßnahmen geplant.
Abschließend erläutert Ihnen Ihr Gebäudeplaner gemeinsam mit Ihrem Tragwerksplaner die Konsequenzen dieses Tragwerksentwurfs Ihrer „Weißen Wanne“. Eine dieser Konsequenzen ist z. B. die erforderliche Rissbreitenbewehrung. Diese begrenzt unzulässig weite Risse im Beton, die z. B. auch entstehen, wenn die Zwangszugspannungen im jungen Beton größer werden, als die Zugfestigkeit des noch jungen Betons. Die Stahlbetonkonstruktion muss daher für diesen speziellen Lastfall „zentrischer Zwang aus Hydratation“ im frühen Betonalter bemessen werden. Der Beton erreicht nämlich erst nach 28 Tagen seine Normfestigkeit, die bei der Bemessung für alle äußeren Lasteinwirkungen verwendet wird. Auch unter allen anderen, also späteren Lasteinwirkungen, dürfen die Risse zur Einhaltung der geplanten Nutzungsklasse und damit zur Sicherung der Gebrauchstauglichkeit die festgelegte, zulässige Rissweite nicht überschreiten. Für diese Lasteinwirkungen gelten die Regelungen der DIN EN 1992-1-1:2011-01 Abs. 7.3.

Im Absatz (5) dieser DIN EN 1992-1-1:2011-01 wird ausdrücklich darauf verwiesen, dass bei Fehlen spezifischer Anforderungen - wie z.B. Wasserundurchlässigkeit - davon ausgegangen werden kann, dass „… hinsichtlich des Erscheinungsbilds und der Dauerhaftigkeit die Begrenzung der zulässigen Rissbreiten für Stahlbetonbauteile im Hochbau unter der quasi ständigen Einwirkungskombination auf die Werte von wmax gemäß Tabelle 7.1N, im Allgemeinen ausreicht.“

Dies bedeutet im Umkehrschluss, dass die Erfüllung der Anforderungen dieses Normabschnitts für die Sicherung der Gebrauchstauglichkeit (Wasserdichtigkeit) allein nicht ausreicht. Der Lastfall „zentrischer Zwang aus Hydratation“ wird mit diesem Normabschnitt nicht behandelt. Für diesen frühen und zeitlich begrenzten Lastfall ist eine gesonderte Bemessung durchzuführen. Durch eine bezüglich Stabdurchmesser und –abstand abgestimmte, sogenannte Rissbreitenbewehrung wird sichergestellt, dass der junge Beton nicht überlastet wird und unzulässig weit reißt.

Durch Optimierung der Randbedingungen - wie z.B. durch eine flügelgeglättete Sauberkeitsschicht mit mehrlagigen PE-Folien unter einer Betonsohle - können die Zwangskräfte für diesen Lastfall derart minimiert  werden, dass die erforderliche Rissbreitenbewehrung deutlich vermindert werden kann, u. U. sogar unterhalb der statisch erforderlichen Bewehrung. Auch durch eine fachgerechte Nachbehandlung des Frischbetons lassen sich Randbedingungen, die die Risse minimieren, optimieren.

Fazit: Die wasserdichte Stahlbetonkonstruktion ist Stand der Technik. Sie wird heute sehr oft geplant und realisiert. Bei Einhaltung der vorhandenen anerkannten Regeln der Technik können dauerhaft dichte „Weiße Wannen“  wirtschaftlich geplant und realisiert werden. Sie setzt jedoch eine komplexe Planung unter Beteiligung des Auftraggebers voraus, die zudem dokumentiert werden sollte. Mit der Ausführung sollten nur anerkannte Fachbetriebe beauftragt und deren Ausführung überwacht und dokumentiert werden.
Abweichungen von diesen anerkannten Planungs- und Ausführungsstandards generieren die Möglichkeit eines Mangels, nämlich der fehlenden Dichtigkeit gegen drückendes Wasser und machen dann ggfs. Sanierungsmaßnahmen erforderlich.

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