Betonbroschüre - Schäden an Betonbauwerken

www.happy-beton.de
Manzke
VORWORT
INHALTSVERZEICHNIS
Vorwort
Inhalt
Kaum ein Baustoff, wie der nachfolgend beschriebene Beton, stellt
so hohe Anforderungen an Eigenschaften, Aussehen und Güte.
0. EinführungSeite 4-5
Häufig hat der Kunde den Wunsch nach einem Beton der „ALLES
KANN“. Und tatsächlich bietet er heute vielfältige Möglichkeiten der
angestrebten Parameter und nimmt damit eine Multifunktion ein.
Das Erreichen einer gewünschten Druck-, Biegezug- und Zugfestigkeit bei gleichzeitiger Elastizität aber auch Widerstandsfähigkeit
1. Abplatzung und Abblätterung
1.1 durch Karbonatisierung
Seite 6-7
1.2 durch mechanische Einwirkung
Seite 8
ist jederzeit machbar; ggf. selbstverdichtend, filigran oder massiv,
2. Zerstörung durch chemischen Angriff
leicht oder schwer, gern auch farbig oder herkömmlich grau – alles
2.1 lösender Angriff ist möglich.
2.2 treibender AngriffSeite 10-11
Leider kommt es immer wieder zu Missverständnissen bei der Um-
3. Zerstörung durch Brand
setzung von der Theorie in die Praxis. Fehlende Kommunikation
3.1 BetonSeite 12
und Kooperation zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer mit
3.2 BewehrungsstähleSeite 13
Seite 9
klarer Definition von Anforderungen führen zuweilen zur Entstehung
schadhafter Bauteile bzw. Bauwerke. Genau diese Problematik soll
4. Schäden durch Chlorideinwirkung
nachfolgend erkannt und beschrieben werden. Nicht nur die Ursa-
4.1 Chloridbelastung durch Brand
Seite 14
chen der Entstehung sondern ebenso Maßnahmen zur Vermeidung
4.2 Chloridbelastung durch Tausalz
Seite 15-17
von Schäden sollen dem Anwender eindrücklich näher gebracht
werden. Richtig angewandt, gewinnt der Baustoff Beton, im Ver-
5. Risse Seite 18-19
gleich zu alternativen Baustoffen, fast jedes Ranking.
Qualität hat ihren Preis, erspart dafür aber Reklamationen, die oft
6. Verarbeitungsfehler
Verzögerer oder Luftporenbildner usw.
7. Verschleiss
Seite 22-23
Beton – es kommt darauf an, was man daraus macht.
8. Impressum
Seite 24
Seite 20-21
deutlich teurer werden, als bspw. der Mehrpreis für Splitt statt Kies,
März 2013 – Dipl.- Ing. Fritz Haase
Manzke
Manzke
VORWORT
INHALTSVERZEICHNIS
Vorwort
Inhalt
Kaum ein Baustoff, wie der nachfolgend beschriebene Beton, stellt
so hohe Anforderungen an Eigenschaften, Aussehen und Güte.
0. EinführungSeite 4-5
Häufig hat der Kunde den Wunsch nach einem Beton der „ALLES
KANN“. Und tatsächlich bietet er heute vielfältige Möglichkeiten der
angestrebten Parameter und nimmt damit eine Multifunktion ein.
Das Erreichen einer gewünschten Druck-, Biegezug- und Zugfestigkeit bei gleichzeitiger Elastizität aber auch Widerstandsfähigkeit
1. Abplatzung und Abblätterung
1.1 durch Karbonatisierung
Seite 6-7
1.2 durch mechanische Einwirkung
Seite 8
ist jederzeit machbar; ggf. selbstverdichtend, filigran oder massiv,
2. Zerstörung durch chemischen Angriff
leicht oder schwer, gern auch farbig oder herkömmlich grau – alles
2.1 lösender Angriff ist möglich.
2.2 treibender AngriffSeite 10-11
Leider kommt es immer wieder zu Missverständnissen bei der Um-
3. Zerstörung durch Brand
setzung von der Theorie in die Praxis. Fehlende Kommunikation
3.1 BetonSeite 12
und Kooperation zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer mit
3.2 BewehrungsstähleSeite 13
Seite 9
klarer Definition von Anforderungen führen zuweilen zur Entstehung
schadhafter Bauteile bzw. Bauwerke. Genau diese Problematik soll
4. Schäden durch Chlorideinwirkung
nachfolgend erkannt und beschrieben werden. Nicht nur die Ursa-
4.1 Chloridbelastung durch Brand
Seite 14
chen der Entstehung sondern ebenso Maßnahmen zur Vermeidung
4.2 Chloridbelastung durch Tausalz
Seite 15-17
von Schäden sollen dem Anwender eindrücklich näher gebracht
werden. Richtig angewandt, gewinnt der Baustoff Beton, im Ver-
5. Risse Seite 18-19
gleich zu alternativen Baustoffen, fast jedes Ranking.
Qualität hat ihren Preis, erspart dafür aber Reklamationen, die oft
6. Verarbeitungsfehler
Verzögerer oder Luftporenbildner usw.
7. Verschleiss
Seite 22-23
Beton – es kommt darauf an, was man daraus macht.
8. Impressum
Seite 24
Seite 20-21
deutlich teurer werden, als bspw. der Mehrpreis für Splitt statt Kies,
März 2013 – Dipl.- Ing. Fritz Haase
Manzke
Schäden an Betonbauwerken
Schäden an Betonbauwerken treten aufgrund der Beanspruchungen aus der Umwelt und Fehlern in der Verarbeitung des Baustoffs
auf. Beton wird in unterschiedlicher Qualität hergestellt und für die
verschiedensten Aufgaben eingesetzt. Die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten, die dieser Baustoff bietet, sowie der Umstand, dass er
in seiner endgültigen Form meist erst auf der Baustelle hergestellt
wird, führen nicht selten zu Ausführungs- oder Planungsfehlern. Beton ist – auch wenn er oft so bezeichnet wird – kein „Universalbaustoff“. Es gibt Beanspruchungen für die er weniger geeignet ist,
sei es wegen seiner chemischen Zusammensetzung, sei es, dass
man ihn in Formen zwängt und durch Kräfte beansprucht, für die er
durch seine materialbedingte Sprödigkeit problematisch ist.
Lange galt die Meinung, dass Betonbauwerke praktisch während ihrer gesamten Nutzungszeit keinerlei Unterhalt erfordern. Die Erfahrung der letzten Jahrzehnte hat gezeigt, dass auch Betonkonstruktionen sachgemäß zu unterhalten sind und dass kleinere Schäden,
wenn man sie nicht umgehend saniert und die Schadensursachen
beseitigt, sich relativ schnell zu größeren Schäden auswachsen, die
nur mit hohem Aufwand zu beseitigen sind.
Es gibt heute für die Betoninstandsetzung eine ganze Reihe von
Spezialverfahren mit den verschiedensten Beanspruchungen angepasste Materialien für die Betoninstandsetzung. Bevor man aber
an die Beseitigung eines aufgetretenen Schadens geht, muss die
Schadensursache geklärt werden. Die Erkennung und Abstellung
der Schadensursachen erfordert gründliche Kenntnisse über das
Verhalten von Baustoffen und Bauteilen unter den auftretenden last-,
nutzungs- und umweltbedingten Beanspruchungen. Abb. zeigt einen Alkalischaden an einem Betonpfeiler
4
5
Schäden an Betonbauwerken
Schäden an Betonbauwerken treten aufgrund der Beanspruchungen aus der Umwelt und Fehlern in der Verarbeitung des Baustoffs
auf. Beton wird in unterschiedlicher Qualität hergestellt und für die
verschiedensten Aufgaben eingesetzt. Die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten, die dieser Baustoff bietet, sowie der Umstand, dass er
in seiner endgültigen Form meist erst auf der Baustelle hergestellt
wird, führen nicht selten zu Ausführungs- oder Planungsfehlern. Beton ist – auch wenn er oft so bezeichnet wird – kein „Universalbaustoff“. Es gibt Beanspruchungen für die er weniger geeignet ist,
sei es wegen seiner chemischen Zusammensetzung, sei es, dass
man ihn in Formen zwängt und durch Kräfte beansprucht, für die er
durch seine materialbedingte Sprödigkeit problematisch ist.
Lange galt die Meinung, dass Betonbauwerke praktisch während ihrer gesamten Nutzungszeit keinerlei Unterhalt erfordern. Die Erfahrung der letzten Jahrzehnte hat gezeigt, dass auch Betonkonstruktionen sachgemäß zu unterhalten sind und dass kleinere Schäden,
wenn man sie nicht umgehend saniert und die Schadensursachen
beseitigt, sich relativ schnell zu größeren Schäden auswachsen, die
nur mit hohem Aufwand zu beseitigen sind.
Es gibt heute für die Betoninstandsetzung eine ganze Reihe von
Spezialverfahren mit den verschiedensten Beanspruchungen angepasste Materialien für die Betoninstandsetzung. Bevor man aber
an die Beseitigung eines aufgetretenen Schadens geht, muss die
Schadensursache geklärt werden. Die Erkennung und Abstellung
der Schadensursachen erfordert gründliche Kenntnisse über das
Verhalten von Baustoffen und Bauteilen unter den auftretenden last-,
nutzungs- und umweltbedingten Beanspruchungen. Abb. zeigt einen Alkalischaden an einem Betonpfeiler
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Manzke
Abplatzung und Abblätterung
Abplatzung und Abblätterung
Abb. Abplatzungen an einem Betonunterzug
Manzke
Abb. Schollenartige Betonablösungen infolge von Betondruck
1. Abplatzung & Abblätterung
1.1 durch Karbonatisierung
6
Beton besitzt bei sehr hoher Druckfestigkeit nur eine gerin-
Die Normen schreiben deshalb je nach Beanspruchung und
Die Karbonatisierung ist maßgeblich von nachfolgenden
Die DIN 1045-1 benennt Betondeckungen in Abhängigkeit
ge Zugfestigkeit. Die von einem Bauteil aufzunehmenden
Umweltbedingungen bzw. Expositionsklasse eine Mindest-
Faktoren abhängig:
von Expositionsklassen, wobei für alle Fälle gilt:
Zugspannungen müssen daher meist durch eingelegte
dicke für die Betonüberdeckung vor. Das sich bei nicht
Stahlstäbe aufgenommen werden (Stahlbeton). Stahl ist ein
mehr ausreichendem Schutz durch die Betondeckung bil-
• der Art des Zementes und Zusatzstoffes
korrosionsanfälliger Baustoff, der sehr schnell rostet, wenn
dende Korrosionsprodukt (Rost) besitzt das mehrfache Vo-
• der Anteil/Menge des Bindemittels
er ungeschützt Luftsauerstoff und Feuchte ausgesetzt ist.
lumen des ursprünglichen Stahls, der sich bildende Druck
• der Porosität eines Betons, wobei der W/Z-Wert und Beton ist hochalkalisch und hat die wichtige Eigenschaft,
sprengt die den Stahl schützende Betondeckung ab. Dieser
durch seine Alkalität eine Passivierungsschicht auf dem
Schaden wird umso eher eintreten, je dünner, poröser und
Stahl zu bilden und ihn so vor Rost zu schützen. Durch Re-
weniger alkalisch die Betondeckung des Stahls ist.
die Nachbehandlung eine entscheidende Rolle spielen
Nennmaß = Mindestmaß + Vorhaltemaß.
Für die Baustelle hilfreich, ist die Angabe des
Verlegemaßes in den Bewehrungsplänen. Das Verlegemaß
ist immer ≥ dem Nennmaß und bietet demzufolge zusätzli-
Portlandzemente besitzen aufgrund ihres Kalciumhydro-
aktion mit dem CO2 der Luft (siehe Karbonatisierung/Beton)
xidgehaltes eine erhöhte Widerstandsfähigkeit. Hochofen-
verliert der Beton aber mit der Zeit seine Alkalität und ist
zemente mit hohen Hüttensandgehalten erfordern längere
dann nicht mehr in der Lage, die eingebetteten Stahlstäbe
Nachbehandlungszeiten zur Erzielung eines dauerhaften
vor Korrosion zu schützen.
Widerstandes gegen Karbonatisierung.
che Sicherheit.
7
Manzke
Abplatzung und Abblätterung
Abplatzung und Abblätterung
Abb. Abplatzungen an einem Betonunterzug
Manzke
Abb. Schollenartige Betonablösungen infolge von Betondruck
1. Abplatzung & Abblätterung
1.1 durch Karbonatisierung
6
Beton besitzt bei sehr hoher Druckfestigkeit nur eine gerin-
Die Normen schreiben deshalb je nach Beanspruchung und
Die Karbonatisierung ist maßgeblich von nachfolgenden
Die DIN 1045-1 benennt Betondeckungen in Abhängigkeit
ge Zugfestigkeit. Die von einem Bauteil aufzunehmenden
Umweltbedingungen bzw. Expositionsklasse eine Mindest-
Faktoren abhängig:
von Expositionsklassen, wobei für alle Fälle gilt:
Zugspannungen müssen daher meist durch eingelegte
dicke für die Betonüberdeckung vor. Das sich bei nicht
Stahlstäbe aufgenommen werden (Stahlbeton). Stahl ist ein
mehr ausreichendem Schutz durch die Betondeckung bil-
• der Art des Zementes und Zusatzstoffes
korrosionsanfälliger Baustoff, der sehr schnell rostet, wenn
dende Korrosionsprodukt (Rost) besitzt das mehrfache Vo-
• der Anteil/Menge des Bindemittels
er ungeschützt Luftsauerstoff und Feuchte ausgesetzt ist.
lumen des ursprünglichen Stahls, der sich bildende Druck
• der Porosität eines Betons, wobei der W/Z-Wert und Beton ist hochalkalisch und hat die wichtige Eigenschaft,
sprengt die den Stahl schützende Betondeckung ab. Dieser
durch seine Alkalität eine Passivierungsschicht auf dem
Schaden wird umso eher eintreten, je dünner, poröser und
Stahl zu bilden und ihn so vor Rost zu schützen. Durch Re-
weniger alkalisch die Betondeckung des Stahls ist.
die Nachbehandlung eine entscheidende Rolle spielen
Nennmaß = Mindestmaß + Vorhaltemaß.
Für die Baustelle hilfreich, ist die Angabe des
Verlegemaßes in den Bewehrungsplänen. Das Verlegemaß
ist immer ≥ dem Nennmaß und bietet demzufolge zusätzli-
Portlandzemente besitzen aufgrund ihres Kalciumhydro-
aktion mit dem CO2 der Luft (siehe Karbonatisierung/Beton)
xidgehaltes eine erhöhte Widerstandsfähigkeit. Hochofen-
verliert der Beton aber mit der Zeit seine Alkalität und ist
zemente mit hohen Hüttensandgehalten erfordern längere
dann nicht mehr in der Lage, die eingebetteten Stahlstäbe
Nachbehandlungszeiten zur Erzielung eines dauerhaften
vor Korrosion zu schützen.
Widerstandes gegen Karbonatisierung.
che Sicherheit.
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Manzke
Abplatzung und Abblätterung
Zerstörung durch chemischen Angriff
2. Zerstörung durch
Manzke
2.1 lösender Angriff
chemischen Angriff
Abb. Entmischter bzw. „verbrannter“ Bordsteinbeton
Abb. Abriebspuren auf einem Verbundpflaster
1.2 durch mech. Einwirkung
Beton an sich ist ein relativ spröder Baustoff mit einer
reibende und ggf. stoßende Angriffe verursachen, unterlie-
geringen Duktilität. Was bedeutet, er versagt schlagartig bei
gen dem Verschleiß. Unter Umständen verändern Beton-
entsprechenden Belastungen. Erst das Zusammenspiel von
schäden die Statik und damit die Standsicherheit. Eine
Betonstahl und Beton verleiht dem Baustoff Widerstands-
zeitnahe Sanierung von Betonschäden trägt maßgeblich
fähigkeit. So ist Beton in der Lage, äußere Lasten wie z.B.
zur Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen bei. Kanten- und
Wind, Erschütterungen schadlos abzufangen. Aufgrund von
Anprallschutz sind nützliche Helfer, die jederzeit und mit
herstellungs- bzw. nutzungsbedingten Fehlern kann es zum
geringem Aufwand erneuert werden können. Auch spezielle
Versagen der Betonmatrix kommen. Abrasion durch schlei-
Beschichtungen bewirken Widerstandsfähigkeit gegenüber
fende oder stoßende Beanspruchung bzw. ein fehlender
mechanischen Einwirkungen, wie die schleifende Beanspru-
oder ungenügender Verbund des Betons sind Hauptursa-
chung beispielsweise an Fahrsilowänden, Hallenfußböden
chen für Abplatzungen und Abblätterungen.
etc. Die Begrenzung des Zementgehaltes, das Einbringen
Speziell im Bereich enger Verkehrsräume (Tiefgaragen,
von Hartstoffen, das Flügelglätten oder Aufbringen einer
Parkhäuser) kann es zu mechanischer Beanspruchung des
Verschleißschicht etc. (speziell im Bereich Betonböden)
Betons kommen. Jedoch auch permanent beanspruchte
haben sich seit Jahren bewährt. Auch ein grobkörniges
Flächen (z. B. Fahrbahnen), die durch rollende und damit
Korngemisch, die Verwendung spezieller Zemente und die
Viele Stoffe sind geneigt, sobald sie mit bestimmten
Beton besteht im Wesentlichen aus durch Zement verkitte-
anderen Molekülen/Atomen in Kontakt kommen, neue
tem Naturgestein. Wenig widerstandsfähig gegen chemische
chemische Verbindungen einzugehen. Hierdurch werden
Angriffe ist der hergestellte Zement, während die in ihrer
die ursprünglichen Stoffeigenschaften mehr oder weniger
jetzigen chemischen Zusammensetzung seit vielen Millio-
verändert. Das gilt auch für den Baustoff Beton.
nen Jahren bestehenden Naturgesteine wesentlich weniger
Seine Neigung solche neuen chemischen Verbindungen
anfällig gegen chemische Einwirkungen sind. Zementstein
einzugehen und damit die Gefahr, dass Betonbauteile von
ist als basisches Produkt besonders wenig widerstandsfä-
chemischen Stoffen angegriffen werden, hängt außer von
hig gegen Säuren. Da die Bestandteile der verschiedenen
der chemischen Zusammensetzung und Konzentration der
Zemente fast alle säurelöslich sind, kann vom erhärteten
auf den Beton einwirkenden Stoffe auch sehr stark von der
Zement, dem Zementstein grundsätzlich keine Beständigkeit
Dichtheit des Beton ab. Also davon, ob die Stoffe nur auf
gegenüber organischen und anorganischen Säuren erwartet
die Oberfläche einwirken oder ob sie auch in das Bauteil
werden. Die komplizierten Kalk-Tonerde-Verbindungen des
eindringen und von innen her einwirken können. Besonders
Zementsteins werden durch den Säureangriff in wasserlös-
gefährdet ist das Bauteil durch das Eindringen chemischer
liche Verbindungen verwandelt, die dann durch Wasser und
aggressiver Flüssigkeiten oder Gase in die Luftporen und
atmosphärische Einwirkungen abgetragen werden können.
Risse des Betons. Unterschieden wird zwischen dem lösen-
Hierdurch wird der Zusammenhalt zwischen Gesteinskör-
den Angriff und dem treibenden Angriff.
nung und Zementstein zunächst gelockert und bei fortschreitendem Angriff zerstört. Solange die Betonhaut noch
ungestört ist, kann der Angriff immer nur von der Oberfläche
Abb. Einschluss von Pyrit in einem Fertigteil
her beginnen. Je größer die Angriffsfläche bei fortschreitender Öffnung und Zerklüftung der Betonaußenhaut aber wird,
desto schneller schreitet die Zerstörung fort.
Abb. Austritt von Kalziumhydroxid aus der Porenlösung
infolge verlangsamter Hydratation
Art und Dauer der Nachbehandlung sind langbewährte
Einflussgrößen.
8
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Manzke
Abplatzung und Abblätterung
Zerstörung durch chemischen Angriff
2. Zerstörung durch
Manzke
2.1 lösender Angriff
chemischen Angriff
Abb. Entmischter bzw. „verbrannter“ Bordsteinbeton
Abb. Abriebspuren auf einem Verbundpflaster
1.2 durch mech. Einwirkung
Beton an sich ist ein relativ spröder Baustoff mit einer
reibende und ggf. stoßende Angriffe verursachen, unterlie-
geringen Duktilität. Was bedeutet, er versagt schlagartig bei
gen dem Verschleiß. Unter Umständen verändern Beton-
entsprechenden Belastungen. Erst das Zusammenspiel von
schäden die Statik und damit die Standsicherheit. Eine
Betonstahl und Beton verleiht dem Baustoff Widerstands-
zeitnahe Sanierung von Betonschäden trägt maßgeblich
fähigkeit. So ist Beton in der Lage, äußere Lasten wie z.B.
zur Dauerhaftigkeit von Betonbauteilen bei. Kanten- und
Wind, Erschütterungen schadlos abzufangen. Aufgrund von
Anprallschutz sind nützliche Helfer, die jederzeit und mit
herstellungs- bzw. nutzungsbedingten Fehlern kann es zum
geringem Aufwand erneuert werden können. Auch spezielle
Versagen der Betonmatrix kommen. Abrasion durch schlei-
Beschichtungen bewirken Widerstandsfähigkeit gegenüber
fende oder stoßende Beanspruchung bzw. ein fehlender
mechanischen Einwirkungen, wie die schleifende Beanspru-
oder ungenügender Verbund des Betons sind Hauptursa-
chung beispielsweise an Fahrsilowänden, Hallenfußböden
chen für Abplatzungen und Abblätterungen.
etc. Die Begrenzung des Zementgehaltes, das Einbringen
Speziell im Bereich enger Verkehrsräume (Tiefgaragen,
von Hartstoffen, das Flügelglätten oder Aufbringen einer
Parkhäuser) kann es zu mechanischer Beanspruchung des
Verschleißschicht etc. (speziell im Bereich Betonböden)
Betons kommen. Jedoch auch permanent beanspruchte
haben sich seit Jahren bewährt. Auch ein grobkörniges
Flächen (z. B. Fahrbahnen), die durch rollende und damit
Korngemisch, die Verwendung spezieller Zemente und die
Viele Stoffe sind geneigt, sobald sie mit bestimmten
Beton besteht im Wesentlichen aus durch Zement verkitte-
anderen Molekülen/Atomen in Kontakt kommen, neue
tem Naturgestein. Wenig widerstandsfähig gegen chemische
chemische Verbindungen einzugehen. Hierdurch werden
Angriffe ist der hergestellte Zement, während die in ihrer
die ursprünglichen Stoffeigenschaften mehr oder weniger
jetzigen chemischen Zusammensetzung seit vielen Millio-
verändert. Das gilt auch für den Baustoff Beton.
nen Jahren bestehenden Naturgesteine wesentlich weniger
Seine Neigung solche neuen chemischen Verbindungen
anfällig gegen chemische Einwirkungen sind. Zementstein
einzugehen und damit die Gefahr, dass Betonbauteile von
ist als basisches Produkt besonders wenig widerstandsfä-
chemischen Stoffen angegriffen werden, hängt außer von
hig gegen Säuren. Da die Bestandteile der verschiedenen
der chemischen Zusammensetzung und Konzentration der
Zemente fast alle säurelöslich sind, kann vom erhärteten
auf den Beton einwirkenden Stoffe auch sehr stark von der
Zement, dem Zementstein grundsätzlich keine Beständigkeit
Dichtheit des Beton ab. Also davon, ob die Stoffe nur auf
gegenüber organischen und anorganischen Säuren erwartet
die Oberfläche einwirken oder ob sie auch in das Bauteil
werden. Die komplizierten Kalk-Tonerde-Verbindungen des
eindringen und von innen her einwirken können. Besonders
Zementsteins werden durch den Säureangriff in wasserlös-
gefährdet ist das Bauteil durch das Eindringen chemischer
liche Verbindungen verwandelt, die dann durch Wasser und
aggressiver Flüssigkeiten oder Gase in die Luftporen und
atmosphärische Einwirkungen abgetragen werden können.
Risse des Betons. Unterschieden wird zwischen dem lösen-
Hierdurch wird der Zusammenhalt zwischen Gesteinskör-
den Angriff und dem treibenden Angriff.
nung und Zementstein zunächst gelockert und bei fortschreitendem Angriff zerstört. Solange die Betonhaut noch
ungestört ist, kann der Angriff immer nur von der Oberfläche
Abb. Einschluss von Pyrit in einem Fertigteil
her beginnen. Je größer die Angriffsfläche bei fortschreitender Öffnung und Zerklüftung der Betonaußenhaut aber wird,
desto schneller schreitet die Zerstörung fort.
Abb. Austritt von Kalziumhydroxid aus der Porenlösung
infolge verlangsamter Hydratation
Art und Dauer der Nachbehandlung sind langbewährte
Einflussgrößen.
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Zerstörung durch chemischen Angriff
Manzke
2.2 treibender Angriff
Treibender Angriff liegt vor, wenn die auf den Beton ein-
gemäß DIN EN 206-1/DIN 1045-2 bewirken Dauerhaftig-
wirkenden Stoffe bei Reaktion mit dem Zementstein, in
keit und Widerstandsfähigkeit eines Bauteils. Zusätzliche
einigen Fällen auch mit den Zuschlägen (Alkalitreiben), neue
Schutzmaßnahmen sind bei XA3 erforderlich, die Ausnah-
Produkte mit wesentlich größerem Volumen bilden. Der
me bilden bauvorhabenbezogene Gutachten/Lösungen.
größere Raumbedarf führt dann zur Sprengung des Betons
Insbesondere bei Sulfatangriff ist für die Expositionsklassen
von innen heraus. Ein typisches Beispiel hierfür ist auch das
XA2 und XA3 der Einsatz von Zement mit hohem Sulfatwi-
Sulfattreiben. Wirken sulfathaltige Gase oder Lösungen auf
derstand vorgeschrieben. Ausnahme bildet der Sulfatgehalt
den Beton ein, dann kommt es durch Reaktion zwischen
angreifenden Wassers bis 1500mg/l, dieser kann mit aus-
den Sulfaten und dem Tricalciumaluminat des Zementsteins
gewählten Zementen zusammen mit Flugasche, definierter
(C3A) zur Bildung von Ettringit.
Menge, erzielt werden.
Dabei vergrößert sich das Volumen der Ausgangsstoffe auf
das Achtfache, der Beton wird von innen heraus gesprengt.
Dieser Schaden tritt häufig bei Abwasserkanälen aus Beton
auf. Hier bildet sich unter den vor allem bei tiefliegenden Kanalsystemen herrschenden Bedingungen (geringe
Fließgeschwindigkeit, relativ hohe Temperatur und fehlende
Belüftung) durch bakterielle Zersetzung der im Abwasser
enthaltenen schwefelhaltigen organischen Stoffen wie Eiweiße, das nach faulen Eiern riechende Schwefelwasserstoffgas. Dieses Gas kann durch andere Bakterien oder durch
Luftsauerstoff zu Sulfaten oxidiert werden und diese können
das Sulfattreiben verursachen.
Eine sachgerechte Betonauswahl erfordert Voruntersuchungen in Hinblick auf anstehende Böden und Grundwässer. Die
DIN EN 206-1/DIN 1045-2 und DIN 4030-1+2 klassifizierten
Abb. Milchsäure in einer Molkerei
Angriffsarten und Konzentrationen in Expositionsklassen
(XA1 … XA3). Im Allgemeinen steigt der Anspruch an einen Beton mit der Expositionsklasse. Dichtheit, Festigkeit, W/Z-Wert,
Zementart und die Einhaltung der Mindestzementgehalte
Abb. Rissbildung mit Austritt des Alkalikieselsäuregels an einem Brückenpfeiler
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Zerstörung durch chemischen Angriff
Manzke
2.2 treibender Angriff
Treibender Angriff liegt vor, wenn die auf den Beton ein-
gemäß DIN EN 206-1/DIN 1045-2 bewirken Dauerhaftig-
wirkenden Stoffe bei Reaktion mit dem Zementstein, in
keit und Widerstandsfähigkeit eines Bauteils. Zusätzliche
einigen Fällen auch mit den Zuschlägen (Alkalitreiben), neue
Schutzmaßnahmen sind bei XA3 erforderlich, die Ausnah-
Produkte mit wesentlich größerem Volumen bilden. Der
me bilden bauvorhabenbezogene Gutachten/Lösungen.
größere Raumbedarf führt dann zur Sprengung des Betons
Insbesondere bei Sulfatangriff ist für die Expositionsklassen
von innen heraus. Ein typisches Beispiel hierfür ist auch das
XA2 und XA3 der Einsatz von Zement mit hohem Sulfatwi-
Sulfattreiben. Wirken sulfathaltige Gase oder Lösungen auf
derstand vorgeschrieben. Ausnahme bildet der Sulfatgehalt
den Beton ein, dann kommt es durch Reaktion zwischen
angreifenden Wassers bis 1500mg/l, dieser kann mit aus-
den Sulfaten und dem Tricalciumaluminat des Zementsteins
gewählten Zementen zusammen mit Flugasche, definierter
(C3A) zur Bildung von Ettringit.
Menge, erzielt werden.
Dabei vergrößert sich das Volumen der Ausgangsstoffe auf
das Achtfache, der Beton wird von innen heraus gesprengt.
Dieser Schaden tritt häufig bei Abwasserkanälen aus Beton
auf. Hier bildet sich unter den vor allem bei tiefliegenden Kanalsystemen herrschenden Bedingungen (geringe
Fließgeschwindigkeit, relativ hohe Temperatur und fehlende
Belüftung) durch bakterielle Zersetzung der im Abwasser
enthaltenen schwefelhaltigen organischen Stoffen wie Eiweiße, das nach faulen Eiern riechende Schwefelwasserstoffgas. Dieses Gas kann durch andere Bakterien oder durch
Luftsauerstoff zu Sulfaten oxidiert werden und diese können
das Sulfattreiben verursachen.
Eine sachgerechte Betonauswahl erfordert Voruntersuchungen in Hinblick auf anstehende Böden und Grundwässer. Die
DIN EN 206-1/DIN 1045-2 und DIN 4030-1+2 klassifizierten
Abb. Milchsäure in einer Molkerei
Angriffsarten und Konzentrationen in Expositionsklassen
(XA1 … XA3). Im Allgemeinen steigt der Anspruch an einen Beton mit der Expositionsklasse. Dichtheit, Festigkeit, W/Z-Wert,
Zementart und die Einhaltung der Mindestzementgehalte
Abb. Rissbildung mit Austritt des Alkalikieselsäuregels an einem Brückenpfeiler
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Manzke
Zerstörung durch Brand
Zerstörung durch Brand
Abb. Durch einen Brand zerstörte Wandfläche
12
Manzke
Abb. Quelle: BCA
3. Zerstörung durch Brand
3.1 Beton
3.2 Bewehrungsstähle
Beton ist ein nicht brennbarer und bei Brandbelastung sehr
Der Abfall der Betonfestigkeit ist bis ca. 200° C minimal.
Betonstahl ist wesentlich temperaturempfindlicher als Be-
Gesteinskörnungen eine geringere Dehnung bei hohen
widerstandsfähiger Baustoff. Trotzdem treten auch bei den
Bei höheren Temperaturen fällt die Festigkeit schneller ab,
ton. Schon bei verhältnismäßig geringen Brandtemperatu-
Temperaturen (>600° C) einstellt. Der Beton hat einen
für Normalbrände typischen Temperaturen von bis 1000° C
und kann bei 500° C schon bis auf 50 % der normalen
ren beginnt sich der Stahl zu dehnen. Dies geschieht umso
erhöhten Widerstand gegen Feuer. Eine brandschutz-
Schäden auf, deren Auswirkungen von Branddauer und Art
Druck- und Spaltzugfestigkeit abgesunken sein. Wegen der
schneller, je kleiner die Betondeckung ist. Durch die Deh-
technische Bemessung für Normalbeton nach DIN 4102-4
der Konstruktion abhängig sind.
schlechten Wärmeleitfähigkeit treten bei normaler Brandbe-
nung des Stahls kommt es zum Abplatzen der Betonde-
genügt, um Abplatzungen zu vermeiden. Bei hochfesten und
lastung für die Standsicherheit relevante Temperaturen aber
ckung, wodurch der Stahl dann direkt der Brandeinwirkung
gefügedichten Leichtbetonen ist generelle Vorsicht geboten.
nur in den obersten Zentimetern auf, während der Kern
ausgesetzt ist. Bei etwa 500° C erreicht der Stahl seine
Hochfeste Betone versagen im Brandfall vorzeitig. Ursache
der Betonkonstruktion meist weniger betroffen ist. Dabei
Fließgrenze, dabei sind hochwertige Stähle ganz allgemein
dafür, ist das dichtere Gefüge und dem damit verbundenen
kommt es meist zu Abplatzungen infolge einer Dampfent-
empfindlicher gegen Brandtemperaturen. Bei Spannstahl
deutlich geringeren Transportvermögen für Feuchte. Ein
wicklung durch die Restfeuchte im Beton.
liegt die kritische Grenze nur knapp über 350° C. Sinkt
Betonversagen im Brandfall kann in diesem Fall explosions-
in einem Stahlbetonbauteil die Fließgrenze des Stahls
artig erfolgen. Dem kann mit geeigneten Maßnahmen, wie
unter die von ihm aufzunehmende Spannung, dann ist die
der Einsatz von Kunststofffasern, Anordnung von Schutzbe-
Tragfähigkeit des Bauteils erschöpft. Es wird sich zunächst
wehrung, entgegengewirkt werden. Bei haufwerksporigem
verformen und bei weiterer Verformung versagen.
Leichtbeton und Porenbeton treten die o. g. Erscheinungen,
Betone nach DIN EN 206-1/DIN 1045 zählen gemäß
aufgrund der ausgeprägten Porenstruktur, nicht auf.
DIN 4102 zur Baustoffklasse A1 und werden demzufolge
Generelle Einflüsse auf das Abplatzverhalten haben:
als nicht brennbar eingestuft. Kalksteinbeton bewirkt,
• die Bauteildicke • die Bewehrungsanordnung
dass sich im Vergleich zu Beton mit quarzitischen
• der Betonfeuchtegehalt • die Druckspannungshöhe
13
Manzke
Zerstörung durch Brand
Zerstörung durch Brand
Abb. Durch einen Brand zerstörte Wandfläche
12
Manzke
Abb. Quelle: BCA
3. Zerstörung durch Brand
3.1 Beton
3.2 Bewehrungsstähle
Beton ist ein nicht brennbarer und bei Brandbelastung sehr
Der Abfall der Betonfestigkeit ist bis ca. 200° C minimal.
Betonstahl ist wesentlich temperaturempfindlicher als Be-
Gesteinskörnungen eine geringere Dehnung bei hohen
widerstandsfähiger Baustoff. Trotzdem treten auch bei den
Bei höheren Temperaturen fällt die Festigkeit schneller ab,
ton. Schon bei verhältnismäßig geringen Brandtemperatu-
Temperaturen (>600° C) einstellt. Der Beton hat einen
für Normalbrände typischen Temperaturen von bis 1000° C
und kann bei 500° C schon bis auf 50 % der normalen
ren beginnt sich der Stahl zu dehnen. Dies geschieht umso
erhöhten Widerstand gegen Feuer. Eine brandschutz-
Schäden auf, deren Auswirkungen von Branddauer und Art
Druck- und Spaltzugfestigkeit abgesunken sein. Wegen der
schneller, je kleiner die Betondeckung ist. Durch die Deh-
technische Bemessung für Normalbeton nach DIN 4102-4
der Konstruktion abhängig sind.
schlechten Wärmeleitfähigkeit treten bei normaler Brandbe-
nung des Stahls kommt es zum Abplatzen der Betonde-
genügt, um Abplatzungen zu vermeiden. Bei hochfesten und
lastung für die Standsicherheit relevante Temperaturen aber
ckung, wodurch der Stahl dann direkt der Brandeinwirkung
gefügedichten Leichtbetonen ist generelle Vorsicht geboten.
nur in den obersten Zentimetern auf, während der Kern
ausgesetzt ist. Bei etwa 500° C erreicht der Stahl seine
Hochfeste Betone versagen im Brandfall vorzeitig. Ursache
der Betonkonstruktion meist weniger betroffen ist. Dabei
Fließgrenze, dabei sind hochwertige Stähle ganz allgemein
dafür, ist das dichtere Gefüge und dem damit verbundenen
kommt es meist zu Abplatzungen infolge einer Dampfent-
empfindlicher gegen Brandtemperaturen. Bei Spannstahl
deutlich geringeren Transportvermögen für Feuchte. Ein
wicklung durch die Restfeuchte im Beton.
liegt die kritische Grenze nur knapp über 350° C. Sinkt
Betonversagen im Brandfall kann in diesem Fall explosions-
in einem Stahlbetonbauteil die Fließgrenze des Stahls
artig erfolgen. Dem kann mit geeigneten Maßnahmen, wie
unter die von ihm aufzunehmende Spannung, dann ist die
der Einsatz von Kunststofffasern, Anordnung von Schutzbe-
Tragfähigkeit des Bauteils erschöpft. Es wird sich zunächst
wehrung, entgegengewirkt werden. Bei haufwerksporigem
verformen und bei weiterer Verformung versagen.
Leichtbeton und Porenbeton treten die o. g. Erscheinungen,
Betone nach DIN EN 206-1/DIN 1045 zählen gemäß
aufgrund der ausgeprägten Porenstruktur, nicht auf.
DIN 4102 zur Baustoffklasse A1 und werden demzufolge
Generelle Einflüsse auf das Abplatzverhalten haben:
als nicht brennbar eingestuft. Kalksteinbeton bewirkt,
• die Bauteildicke • die Bewehrungsanordnung
dass sich im Vergleich zu Beton mit quarzitischen
• der Betonfeuchtegehalt • die Druckspannungshöhe
13
Manzke
Schäden durch Chlorideinwirkung
Schäden durch Chlorideinwirkung
Abb. Tausalzgeschädigter Bereich einer Betonaußenfläche,
hohe Wasser- und Tausalzsättigung im Platteneckbereich infolge
fehlerhafter Gefälleausbildung. Abtragung des Oberflächenmörtels
infolge eines ungenügend ausgebildeten Luftporensystems.
Manzke
Abb. Abtrag der Feinmörtelschicht einer Brückenkappe
4. Schäden durch
4.1 Chloridbelastung
4.2 Chloridbelastung
Chlorideinwirkung
durch Brand
durch Tausalz
Obwohl Chloride den Beton nicht direkt angreifen, können
Durch Verbrennung von PVC-Kunststoffen kommt es, vor al-
Bei Eis- oder Schneebildung werden die befahrenen und
Besonders gefährdet sind Brückenbauwerke und Parkdecks.
sie – falls ausreichend Feuchtigkeit vorhanden ist – zur
lem bei Industriebränden, zur Chloridbelastung von Stahlbe-
begangenen Betonflächen mit Frosttaumitteln, in der Regel
Die Schadensvorgänge spielen sich nicht an der Oberfläche
Lochfraßkorrosion der Bewehrungsstähle im Beton führen.
tonbauteilen. Bei der thermischen Zersetzung von PVC wird
mit Tausalzen bestreut. Das zur Verwendung kommende Salz
ab, wo sie leicht zu erkennen sind, sondern im Inneren des
Schäden durch Chlorideinwirkung können aufgrund von
Chlorwasserstoff freigesetzt und kondensiert in Verbindung
(NaCl) enthält einen großen Anteil Chlorid. Beim Auftauen bil-
Bauteils an der Bewehrung durch punktuelle Zerstörung.
Brand oder Tausalz auftreten.
mit der Verbrennungsfeuchtigkeit in Form von Salzsäure auf
det sich eine Natriumchloridlösung. Gelangen die Chloride an
Sie können deshalb zu dem Zeitpunkt, an dem sie erkannt
kälteren, meist weiter vom Brandherd entfernten Betonflä-
die Bewehrung, so besteht immer die Gefahr der Lochfraß-
werden, bereits zur schweren Beeinträchtigung der Standsi-
chen. Die jeweilige Eindringtiefe ist neben der Menge des
korrosion, insbesondere für den empfindlichen Spannstahl.
cherheit geführt haben.
freigesetzten Chlorwasserstoffes vor allem abhängig von der
Dichtheit des Betons.
14
15
Manzke
Schäden durch Chlorideinwirkung
Schäden durch Chlorideinwirkung
Abb. Tausalzgeschädigter Bereich einer Betonaußenfläche,
hohe Wasser- und Tausalzsättigung im Platteneckbereich infolge
fehlerhafter Gefälleausbildung. Abtragung des Oberflächenmörtels
infolge eines ungenügend ausgebildeten Luftporensystems.
Manzke
Abb. Abtrag der Feinmörtelschicht einer Brückenkappe
4. Schäden durch
4.1 Chloridbelastung
4.2 Chloridbelastung
Chlorideinwirkung
durch Brand
durch Tausalz
Obwohl Chloride den Beton nicht direkt angreifen, können
Durch Verbrennung von PVC-Kunststoffen kommt es, vor al-
Bei Eis- oder Schneebildung werden die befahrenen und
Besonders gefährdet sind Brückenbauwerke und Parkdecks.
sie – falls ausreichend Feuchtigkeit vorhanden ist – zur
lem bei Industriebränden, zur Chloridbelastung von Stahlbe-
begangenen Betonflächen mit Frosttaumitteln, in der Regel
Die Schadensvorgänge spielen sich nicht an der Oberfläche
Lochfraßkorrosion der Bewehrungsstähle im Beton führen.
tonbauteilen. Bei der thermischen Zersetzung von PVC wird
mit Tausalzen bestreut. Das zur Verwendung kommende Salz
ab, wo sie leicht zu erkennen sind, sondern im Inneren des
Schäden durch Chlorideinwirkung können aufgrund von
Chlorwasserstoff freigesetzt und kondensiert in Verbindung
(NaCl) enthält einen großen Anteil Chlorid. Beim Auftauen bil-
Bauteils an der Bewehrung durch punktuelle Zerstörung.
Brand oder Tausalz auftreten.
mit der Verbrennungsfeuchtigkeit in Form von Salzsäure auf
det sich eine Natriumchloridlösung. Gelangen die Chloride an
Sie können deshalb zu dem Zeitpunkt, an dem sie erkannt
kälteren, meist weiter vom Brandherd entfernten Betonflä-
die Bewehrung, so besteht immer die Gefahr der Lochfraß-
werden, bereits zur schweren Beeinträchtigung der Standsi-
chen. Die jeweilige Eindringtiefe ist neben der Menge des
korrosion, insbesondere für den empfindlichen Spannstahl.
cherheit geführt haben.
freigesetzten Chlorwasserstoffes vor allem abhängig von der
Dichtheit des Betons.
14
15
Manzke
Schäden durch Chlorideinwirkung
Um Schäden durch Chlorideinwirkungen durch Tausalze
Bewährte Festbetonprüfungen zum Nachweis eines gleich-
entgegenzuwirken, vermittelt die DIN 1045-2 Anforderun-
mäßigen Luftporensystems sind der Abstandsfaktor und
gen an die Betonzusammensetzung. Entsprechend dem
der Mikroluftporengehalt.
Angriffsgrad (mit oder ohne Taumittel, mäßige oder hohe
Wassersättigung) sind Anforderungen an folgende Parame-
Auf den Einsatz eines LP-Bildners kann unter folgenden
ter klar definiert:
Voraussetzungen verzichtet werden:
-W/Z-Wert
- erdfeuchter Beton mit einem W/Z ≤ 0,40
(Gehwegplatten, Pflastersteine, Bordsteine)
-Festigkeitsklasse
- der Einsatz von CEM III B für Meerwasserbauwerke
-Mindestzementgehalt
und Räumerlaufbahnen.
- Luftporengehalt in Abhängigkeit vom Größtkorn
Die höchsten Chloridkonzentrationen wurden bei Meerwas-
- Zementart und –festigkeit
serbauwerken (Bereich der Wasserwechselzone) und bei
-Gesteinskörnung
Verkehrsbauwerken (im Spritzwasserbereich) festgestellt.
Der Chlorideindringwiderstand ist stark abhängig von:
Der Luftporengehalt ist einer der Paramenter, der seine
- der Porenstruktur/Betonzusammensetzung,
Wirkung im Frischbeton, abhängig von :
- der Verdichtungsarbeit,
- der Nachbehandlung und
- Zement und Zusatzstoff
- dem Chloridbindevermögen des Betons.
- weiteren Zusatzmitteln
- Luft- und Betontemperaturen
Mit steigendem W/Z-Wert nimmt auch die Kapillarporosi-
- der Nassmischzeit etc.
tät des Betons und damit die Eindringgeschwindigkeit der
unterschiedlich ausbildet.
Chloride zu. Festgestellt wurde, dass Betone mit hüttensandhaltigen Zementen im Vergleich zu Betonen mit Portlandzementen (gleicher Zusammensetzung) einen höheren
Aus diesem Grund ist es notwendig, diesen am Frischbe-
Chloriddiffusionswiderstand aufweisen.
ton zu ermitteln. Die Prüfung erfolgt nach DIN EN 12350-7.
Ziel ist es, ein stabil und fein verteiltes Luftporensystem
in der Matrix zu entwickeln. Dabei haben sich Poren im
Bereich <300 µm als günstig herausgestellt.
Abb. Abtrag der Feinmörtelschicht einer Brückenkappe
16
17
Manzke
Schäden durch Chlorideinwirkung
Um Schäden durch Chlorideinwirkungen durch Tausalze
Bewährte Festbetonprüfungen zum Nachweis eines gleich-
entgegenzuwirken, vermittelt die DIN 1045-2 Anforderun-
mäßigen Luftporensystems sind der Abstandsfaktor und
gen an die Betonzusammensetzung. Entsprechend dem
der Mikroluftporengehalt.
Angriffsgrad (mit oder ohne Taumittel, mäßige oder hohe
Wassersättigung) sind Anforderungen an folgende Parame-
Auf den Einsatz eines LP-Bildners kann unter folgenden
ter klar definiert:
Voraussetzungen verzichtet werden:
-W/Z-Wert
- erdfeuchter Beton mit einem W/Z ≤ 0,40
(Gehwegplatten, Pflastersteine, Bordsteine)
-Festigkeitsklasse
- der Einsatz von CEM III B für Meerwasserbauwerke
-Mindestzementgehalt
und Räumerlaufbahnen.
- Luftporengehalt in Abhängigkeit vom Größtkorn
Die höchsten Chloridkonzentrationen wurden bei Meerwas-
- Zementart und –festigkeit
serbauwerken (Bereich der Wasserwechselzone) und bei
-Gesteinskörnung
Verkehrsbauwerken (im Spritzwasserbereich) festgestellt.
Der Chlorideindringwiderstand ist stark abhängig von:
Der Luftporengehalt ist einer der Paramenter, der seine
- der Porenstruktur/Betonzusammensetzung,
Wirkung im Frischbeton, abhängig von :
- der Verdichtungsarbeit,
- der Nachbehandlung und
- Zement und Zusatzstoff
- dem Chloridbindevermögen des Betons.
- weiteren Zusatzmitteln
- Luft- und Betontemperaturen
Mit steigendem W/Z-Wert nimmt auch die Kapillarporosi-
- der Nassmischzeit etc.
tät des Betons und damit die Eindringgeschwindigkeit der
unterschiedlich ausbildet.
Chloride zu. Festgestellt wurde, dass Betone mit hüttensandhaltigen Zementen im Vergleich zu Betonen mit Portlandzementen (gleicher Zusammensetzung) einen höheren
Aus diesem Grund ist es notwendig, diesen am Frischbe-
Chloriddiffusionswiderstand aufweisen.
ton zu ermitteln. Die Prüfung erfolgt nach DIN EN 12350-7.
Ziel ist es, ein stabil und fein verteiltes Luftporensystem
in der Matrix zu entwickeln. Dabei haben sich Poren im
Bereich <300 µm als günstig herausgestellt.
Abb. Abtrag der Feinmörtelschicht einer Brückenkappe
16
17
Manzke
Risse
Risse
Bei der Beurteilung eines Risses ist zu unterscheiden
Manzke
Entscheidende Kriterien dafür sind:
zwischen reinen Oberflächenrissen und trennenden Rissen.
Erstere stellen keine konstruktive Gefährdung des Bauteils
- geeignete Sieblinie, um das Absetzen (Bluten) von
dar, gefährden aber häufig den nur durch eine intakte Be-
Wasser an der Frischbetonoberfläche zu vermeiden,
tondeckung gewährleisteten Korrosionsschutz der Beweh-
- die Wahl über Art und Menge von Bindemittel
rung. Die trennenden Risse, die durch einen größeren Teil
(Zement mit einer niedrigen Hydratationswärmeent-
des Bauwerks hindurch gehen und die für die Standsicher-
wicklung bei Massenbeton oder schwindarmen Beton),
heit erforderliche Übertragung der Kräfte gefährden. - geringer Wassergehalt und damit geringer W/Z-Wert
durch Einsatz von betonverflüssigenden Zusatzmitteln
Bei Bauteilen, die außer einer konstruktiven noch eine
Abb. Risse im Bereich einer Betonoberfläche
5. Risse
Oft muss die Rissentstehung auf Ausführungsfehler, wie
Trinkwasserbehälter oder Bauwerke im Grundwasser
mangelhafte/fehlende Nachbehandlung oder fehlerhafte
(weiße Wannen), ist es nicht immer erforderlich, dass ein
Anordnung der Bewehrung, zurückgeführt werden. Die
Riss durch die ganze Wandstärke hindurch geht. Für das
DIN 1045-1 gibt Vorgaben an die Begrenzung der Rissbrei-
Auftreten von Undichtigkeiten kann es bei dünnen Bauteilen
ten in Abhängigkeit von Expositionsklassen. Ausnahme
unter ungünstigen Umständen ausreichen, dass ein Riss
bilden besondere Anforderungen (WU, Sichtbeton etc.),
bis zur Bewehrung reicht, da die Flüssigkeit sich einen Weg
diese erfordern strengere Begrenzungen.
entlang der um die Stahlstäbe meist vorhandenen Störstellen im kompakten Betongefüge sucht und irgendwo – oft
Da der Korrosionschutz der Bewehrung durch Risse u. U.
In dem inhomogenen Komponentenbaustoff Beton existie-
gerissen ist. Man spricht deshalb bei Stahlbeton scherzhaft
ein ganzes Stück von der Eindringstelle entfernt – wieder
beeinträchtigt werden kann, ist es notwendig, Methoden
ren schon von der Herstellung an feine Risse, die beispiels-
auch von einer „gerissenen Bauweise“. austreten kann.
und Füllstoffe dem Zweck entsprechend zu finden.
weise aus der Kontraktion des Zementsteins bei Abgabe
Zur Sicherstellung einer ausreichenden Gebrauchstaug-
von Überschusswasser herrühren. Diese feinen, in den ers-
lichkeit und Dauerhaftigkeit einer Konstruktion, ist es aber
Häufige Ursachen von Rissen sind Frühschwinden oder
ten Stunden der Erhärtung entstehenden Risse sind kaum
erforderlich, durch Wahl entsprechender Beton- und Stahl-
Abfließen von Hydratationswärme. Jedoch auch das Setzen
-Schließen
erkennbar, und kein Mangel oder gar Schaden. Thermische
querschnittsflächen, sowie durch richtige Verteilung der
des Frischbetons, äußere Temperatureinwirkungen, Eigen-
-Abdichten
oder mechanische Spannungen im Bauteil können aber an
Bewehrung die Risse auf ein unschädliches Maß zu begren-
spannungen, Frost etc. sind typische Einflüsse auf das
- dehnfähiges Verbinden
diesen Mikrorissen ansetzen und sie zu Makrorissen vergrö-
zen, sodass unter normaler atmosphärischer Belastung keine
Entstehen von Rissen. Alle genannten Risse sind vermeid-
- kraftschlüssiges Verbinden
ßern. Da es im Verbundbaustoff Stahlbeton eine gewisse
Korrosionsgefahr für die Bewehrung besteht. Risse stellen
bar, wenn Planung und Bauausführung ineinander übergrei-
Dehnung braucht, bis die zur Aufnahme von Zugspannun-
also in der Regel keinen technischen Mangel dar, sofern ihre
fen. Dabei schreitet die Planung in der bautechnisch und
Vorgenannte Maßnahmen werden durch Injektion oder
gen eingebaute Bewehrung in der Lage ist, diese Span-
Breite unter 0,3 mm bleibt. Bei größeren Rissbreiten bilden
konstruktiven Bemessung voran.
Tränkung von Zementleim, Polyurethan oder Epoxidharz
nungen alleine aufzunehmen, sind Risse aus lastbedingter
sie aber Eingangstore für Wasser und Sauerstoff, evtl. auch
Verformung nicht völlig zu vermeiden. Bei der statischen
für eindringende aggressive Stoffe, und gefährden den Kor-
Betontechnologisch sind Rezepturen soweit zu optimieren,
Berechnung von Stahlbetonbauteilen wird vorausgesetzt,
rosionsschutz der Betonstähle.
dass der zu verarbeitende Beton den Ansprüchen eines
dass im so genannten Zustand II der Beton in der Zugzone
18
abdichtende Funktion haben, wie etwa Schwimmbecken,
Dabei wird unterschieden in:
ausgeführt.
rissfreien Bauteils genügt.
19
Manzke
Risse
Risse
Bei der Beurteilung eines Risses ist zu unterscheiden
Manzke
Entscheidende Kriterien dafür sind:
zwischen reinen Oberflächenrissen und trennenden Rissen.
Erstere stellen keine konstruktive Gefährdung des Bauteils
- geeignete Sieblinie, um das Absetzen (Bluten) von
dar, gefährden aber häufig den nur durch eine intakte Be-
Wasser an der Frischbetonoberfläche zu vermeiden,
tondeckung gewährleisteten Korrosionsschutz der Beweh-
- die Wahl über Art und Menge von Bindemittel
rung. Die trennenden Risse, die durch einen größeren Teil
(Zement mit einer niedrigen Hydratationswärmeent-
des Bauwerks hindurch gehen und die für die Standsicher-
wicklung bei Massenbeton oder schwindarmen Beton),
heit erforderliche Übertragung der Kräfte gefährden. - geringer Wassergehalt und damit geringer W/Z-Wert
durch Einsatz von betonverflüssigenden Zusatzmitteln
Bei Bauteilen, die außer einer konstruktiven noch eine
Abb. Risse im Bereich einer Betonoberfläche
5. Risse
Oft muss die Rissentstehung auf Ausführungsfehler, wie
Trinkwasserbehälter oder Bauwerke im Grundwasser
mangelhafte/fehlende Nachbehandlung oder fehlerhafte
(weiße Wannen), ist es nicht immer erforderlich, dass ein
Anordnung der Bewehrung, zurückgeführt werden. Die
Riss durch die ganze Wandstärke hindurch geht. Für das
DIN 1045-1 gibt Vorgaben an die Begrenzung der Rissbrei-
Auftreten von Undichtigkeiten kann es bei dünnen Bauteilen
ten in Abhängigkeit von Expositionsklassen. Ausnahme
unter ungünstigen Umständen ausreichen, dass ein Riss
bilden besondere Anforderungen (WU, Sichtbeton etc.),
bis zur Bewehrung reicht, da die Flüssigkeit sich einen Weg
diese erfordern strengere Begrenzungen.
entlang der um die Stahlstäbe meist vorhandenen Störstellen im kompakten Betongefüge sucht und irgendwo – oft
Da der Korrosionschutz der Bewehrung durch Risse u. U.
In dem inhomogenen Komponentenbaustoff Beton existie-
gerissen ist. Man spricht deshalb bei Stahlbeton scherzhaft
ein ganzes Stück von der Eindringstelle entfernt – wieder
beeinträchtigt werden kann, ist es notwendig, Methoden
ren schon von der Herstellung an feine Risse, die beispiels-
auch von einer „gerissenen Bauweise“. austreten kann.
und Füllstoffe dem Zweck entsprechend zu finden.
weise aus der Kontraktion des Zementsteins bei Abgabe
Zur Sicherstellung einer ausreichenden Gebrauchstaug-
von Überschusswasser herrühren. Diese feinen, in den ers-
lichkeit und Dauerhaftigkeit einer Konstruktion, ist es aber
Häufige Ursachen von Rissen sind Frühschwinden oder
ten Stunden der Erhärtung entstehenden Risse sind kaum
erforderlich, durch Wahl entsprechender Beton- und Stahl-
Abfließen von Hydratationswärme. Jedoch auch das Setzen
-Schließen
erkennbar, und kein Mangel oder gar Schaden. Thermische
querschnittsflächen, sowie durch richtige Verteilung der
des Frischbetons, äußere Temperatureinwirkungen, Eigen-
-Abdichten
oder mechanische Spannungen im Bauteil können aber an
Bewehrung die Risse auf ein unschädliches Maß zu begren-
spannungen, Frost etc. sind typische Einflüsse auf das
- dehnfähiges Verbinden
diesen Mikrorissen ansetzen und sie zu Makrorissen vergrö-
zen, sodass unter normaler atmosphärischer Belastung keine
Entstehen von Rissen. Alle genannten Risse sind vermeid-
- kraftschlüssiges Verbinden
ßern. Da es im Verbundbaustoff Stahlbeton eine gewisse
Korrosionsgefahr für die Bewehrung besteht. Risse stellen
bar, wenn Planung und Bauausführung ineinander übergrei-
Dehnung braucht, bis die zur Aufnahme von Zugspannun-
also in der Regel keinen technischen Mangel dar, sofern ihre
fen. Dabei schreitet die Planung in der bautechnisch und
Vorgenannte Maßnahmen werden durch Injektion oder
gen eingebaute Bewehrung in der Lage ist, diese Span-
Breite unter 0,3 mm bleibt. Bei größeren Rissbreiten bilden
konstruktiven Bemessung voran.
Tränkung von Zementleim, Polyurethan oder Epoxidharz
nungen alleine aufzunehmen, sind Risse aus lastbedingter
sie aber Eingangstore für Wasser und Sauerstoff, evtl. auch
Verformung nicht völlig zu vermeiden. Bei der statischen
für eindringende aggressive Stoffe, und gefährden den Kor-
Betontechnologisch sind Rezepturen soweit zu optimieren,
Berechnung von Stahlbetonbauteilen wird vorausgesetzt,
rosionsschutz der Betonstähle.
dass der zu verarbeitende Beton den Ansprüchen eines
dass im so genannten Zustand II der Beton in der Zugzone
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abdichtende Funktion haben, wie etwa Schwimmbecken,
Dabei wird unterschieden in:
ausgeführt.
rissfreien Bauteils genügt.
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Manzke
Verarbeitungsfehler
Verarbeitungsfehler
Abb. Unzureichende Betondeckung im Kantenbereich einer Stütze
Abb. Nahaufnahme unzureichende Betondeckung
Abb. Unzureichende Betondeckung im Kantenbereich einer Stütze
Manzke
Abb. Nahaufnahme unzureichende Betondeckung
6. Verarbeitungsfehler
Risse und die daraus resultierenden Versätze sowie Lunker
chungen und Gründungsempfehlungen ebnen die erste
- Betonbestellung
- Möglichkeiten der Nachbehandlung
etc. sind häufig die Folgen von Verarbeitungsfehlern. Spezi-
Hürde. Die Ermittlung von Bodenarten, ihre Lagerung und
Betonsorte entsprechend Planung und Sortenverzeichnis
Folienabdeckung, gesonderte Maßnahmen für den Winter
ell der Herstellung von Betonflächen ist ein entsprechendes
Tragfähigkeit sowie die Überprüfung von Auffüllungen,
des Werkes, Betoniertag und -zeit, Konsistenz, Größt-
(Wärmedämmmatten etc.), zeitnaher Auftrag eines geeig-
Augenmerk zu schenken. Dabei ist bei der Untergrundvor-
mittels geeigneter Prüfmethoden, geben Aufschluss und
korn, Einbauleistung je Stunde, ggf. Sonderleistungen
neten Nachbehandlungsmittels, Fluten oder Besprühen mit
bereitung auf Ebenheit, Verdichtung und der Auswahl des
Sicherheit für nachfolgende Gewerke.
(Pumpe ggf. mit Endschlauch, Fließmittel, Verzögerer,
Wasser, Belassen in Schalung, kombinierte Verfahren etc.
Materials entsprechend der späteren Nutzung zu achten.
Im Hochbau geht es mit der Umsetzung von Statik und
Stahlfasern, vorgeheizter Beton etc.)
Bei der Herstellung von Wänden sind entsprechend der
Planung auf dem Baufeld weiter. Das erfordert ständige
- Betonabnahme
Bauteilgeometrie die Einbauparameter speziell festzule-
Kontrolle und Lösungsfindung bei Schalungs-, Beweh-
Betonierpersonal eingewiesen und in ausreichender An-
gen (Pumpe/Endschlauch, Rezeptur/Größtkorn, Betonier-
rungs- und Betonierarbeiten. Nachfolgende Checkpunkte
zahl, Verdichter geprüft, Schalung sauber (von Fremd-
wicklung und der Oberflächentemperatur des Betons
geschwindigkeit, Fahrzeit, Verdichtung). Verarbeitungsfehler
sollen als Tipps und Hinweise gesehen werden und einen
stoffen befreit, eisfrei, ggf. vorgenässt), Betonkübel/
siehe DIN 1045-3 Tab. 2+3; Sonderregelungen bzw. 70 %
sind häufig Ursachen von Missverständnissen, unbekann-
reibungslosen Baufortschritt bewirken:
Pumpe bereit, Prüfung der Betonparameter (augen-
der Endfestigkeit, Dokumentation der Nachbehandlung.
ten Baustellensituationen, äußeren Einflüssen (Zeitdruck,
20
- Nachbehandlungsdauer
dient dem Schutz vor Austrocknung und wirkt damit der
Rissneigung entgegen abhängig von der Festigkeitsent-
scheinlich oder durch Prüfung des Lieferscheins)
Wetter, Fremdleistungen etc.) aber auch Mangel an Kennt-
- Art und Anzahl des Baustellenpersonals
- Einbringen des Betons
nis. Bereits die sorgfältige Planung eines Bauvorhabens
- Schalung in ausreichender Menge und Qualität
Verdichtung des Betons (lagenweise bei Wänden), ggf.
setzt Meilensteine zur Erzielung eines mangelfreien
- gelieferte Bewehrung und Verlegung entsprechend dem
Rüttelgassen vorsehen, besondere Beachtung bei Aus-
Bauvorhabens. Das beginnt oftmals im Bereich Erdbau mit
Bewehrungsplan
sparungen, ggf. Nachverdichtung, zeitnahes Glätten
der Erkundung des Baugrundes. Umfangreiche Untersu-
- Kontrolle der Abstandhalter und der Betondeckung
21
Manzke
Verarbeitungsfehler
Verarbeitungsfehler
Abb. Unzureichende Betondeckung im Kantenbereich einer Stütze
Abb. Nahaufnahme unzureichende Betondeckung
Abb. Unzureichende Betondeckung im Kantenbereich einer Stütze
Manzke
Abb. Nahaufnahme unzureichende Betondeckung
6. Verarbeitungsfehler
Risse und die daraus resultierenden Versätze sowie Lunker
chungen und Gründungsempfehlungen ebnen die erste
- Betonbestellung
- Möglichkeiten der Nachbehandlung
etc. sind häufig die Folgen von Verarbeitungsfehlern. Spezi-
Hürde. Die Ermittlung von Bodenarten, ihre Lagerung und
Betonsorte entsprechend Planung und Sortenverzeichnis
Folienabdeckung, gesonderte Maßnahmen für den Winter
ell der Herstellung von Betonflächen ist ein entsprechendes
Tragfähigkeit sowie die Überprüfung von Auffüllungen,
des Werkes, Betoniertag und -zeit, Konsistenz, Größt-
(Wärmedämmmatten etc.), zeitnaher Auftrag eines geeig-
Augenmerk zu schenken. Dabei ist bei der Untergrundvor-
mittels geeigneter Prüfmethoden, geben Aufschluss und
korn, Einbauleistung je Stunde, ggf. Sonderleistungen
neten Nachbehandlungsmittels, Fluten oder Besprühen mit
bereitung auf Ebenheit, Verdichtung und der Auswahl des
Sicherheit für nachfolgende Gewerke.
(Pumpe ggf. mit Endschlauch, Fließmittel, Verzögerer,
Wasser, Belassen in Schalung, kombinierte Verfahren etc.
Materials entsprechend der späteren Nutzung zu achten.
Im Hochbau geht es mit der Umsetzung von Statik und
Stahlfasern, vorgeheizter Beton etc.)
Bei der Herstellung von Wänden sind entsprechend der
Planung auf dem Baufeld weiter. Das erfordert ständige
- Betonabnahme
Bauteilgeometrie die Einbauparameter speziell festzule-
Kontrolle und Lösungsfindung bei Schalungs-, Beweh-
Betonierpersonal eingewiesen und in ausreichender An-
gen (Pumpe/Endschlauch, Rezeptur/Größtkorn, Betonier-
rungs- und Betonierarbeiten. Nachfolgende Checkpunkte
zahl, Verdichter geprüft, Schalung sauber (von Fremd-
wicklung und der Oberflächentemperatur des Betons
geschwindigkeit, Fahrzeit, Verdichtung). Verarbeitungsfehler
sollen als Tipps und Hinweise gesehen werden und einen
stoffen befreit, eisfrei, ggf. vorgenässt), Betonkübel/
siehe DIN 1045-3 Tab. 2+3; Sonderregelungen bzw. 70 %
sind häufig Ursachen von Missverständnissen, unbekann-
reibungslosen Baufortschritt bewirken:
Pumpe bereit, Prüfung der Betonparameter (augen-
der Endfestigkeit, Dokumentation der Nachbehandlung.
ten Baustellensituationen, äußeren Einflüssen (Zeitdruck,
20
- Nachbehandlungsdauer
dient dem Schutz vor Austrocknung und wirkt damit der
Rissneigung entgegen abhängig von der Festigkeitsent-
scheinlich oder durch Prüfung des Lieferscheins)
Wetter, Fremdleistungen etc.) aber auch Mangel an Kennt-
- Art und Anzahl des Baustellenpersonals
- Einbringen des Betons
nis. Bereits die sorgfältige Planung eines Bauvorhabens
- Schalung in ausreichender Menge und Qualität
Verdichtung des Betons (lagenweise bei Wänden), ggf.
setzt Meilensteine zur Erzielung eines mangelfreien
- gelieferte Bewehrung und Verlegung entsprechend dem
Rüttelgassen vorsehen, besondere Beachtung bei Aus-
Bauvorhabens. Das beginnt oftmals im Bereich Erdbau mit
Bewehrungsplan
sparungen, ggf. Nachverdichtung, zeitnahes Glätten
der Erkundung des Baugrundes. Umfangreiche Untersu-
- Kontrolle der Abstandhalter und der Betondeckung
21
Manzke
Verschleiß
Verschleiß
Abb. Abriebspuren an einer Fahrsilowand
Abb. Nahaufnahme der Fahrsilowand
Manzke
Abb. Verschleiß trotz Stahllaufschienen
7. Verschleiß
Verschleiß ist ein fortschreitender Materialverlust aus der
Speziell im Bereich Betonböden und – decken sind mittler-
Die chemische Beanspruchung durch das Vorhandensein
Korrosionsbeständigkeit, bewährt. Jedoch auch herkömm-
Oberfläche eines festen Körpers durch schleifende, rol-
weile Verfahren und Produkte entwickelt worden, die spe-
von Säuren und Laugen (durch Gülle, Sickersäfte, Dünge-
liche Systeme, wie Betonersatz mit kunststoffmodifizierten
lende, schlagende, kratzende aber auch chemische und
ziell der Oberfläche mehr Härte und Dichtigkeit verleihen.
mittel, Gifte) beschleunigen die Schädigungen. Gerade für
zementgebundenen Mörteln, Spritzmörtel bzw. – beton
thermische Beanspruchungen. Die DIN EN 206-1 und
Das sind u. a. das Flügelglätten mit und ohne Hartstoffe,
diese Fälle sollte dem Beton Schutz gewährt werden. Dies
bei großflächigen Fehlstellen, sind erfolgversprechende
DIN 1045-2 regeln den Verschleiß über die Expositionsklasse
Hartstoffestriche, spezielle Versiegelungsverfahren etc.
kann durch anwendungsspezifische Beschichtungssysteme
Maßnahmen.
XM (M - mechanische Beanspruchung). Die nachfolgenden
unterschiedlichster Basisstoffe, wie Wasserglas, Silane,
Bilder zeigen eine Fahrsilowand, welche bereits nach kurzer
Diese Verfahren sind aufgrund ihrer Kostenintensität nicht
Siloxane, Silikonharz, PUR, bituminöse Stoffe, Chlor-Kaut-
Nutzung durch Be- und Entladevorgänge Abriebspuren
auf alle verschleißbeanspruchten Bauteile übertragbar.
schuk, Acrylate, Epoxidharze etc., realisiert werden.
aufweist.
Gerade im landwirtschaftlichen Bereich spielen Ästhetik
eher weniger und Praktikabilität mehr die Rolle. Radlader-
Schäden im Hoch- und Ingenieurbau sind meist mit Einbu-
Um ein schadfreies Bauwerk auf Dauer zu erhalten, sollte
und LKW-Verkehr zum Ein- und Ausfahren der Ernte oder
ßen in Querschnitt und Statik verbunden. Gerade tragen-
sorgsamer Umgang mit diesem Voraussetzung sein. Ver-
des Düngemittels verursachen u. U. Verschleißspuren. Sie
de und schwer zugängliche Bauteile stellen eine weitere
meidbar ist Verschleiß in einigen Anwendungsbereichen je-
verringern die zur Dauerhaftigkeit eines Bauteils beitragende
Herausforderung an Sanierungssysteme. Dabei haben sich
doch nicht. Das betrifft u. a. den landwirtschaftlichen Bereich
Betondeckung und bewirken einen vorschnellen Angriff auf
Kohlefasern, sogenannte CFK-Fasern, aufgrund der hohen
(Silowände, Fußböden etc.) wie auch stark beanspruchte
Beton und Bewehrung.
Zugfestigkeit, des geringen Gewichtes, der Stabilität und
Bereiche wie Industriefußböden und Fahrbahndecken.
22
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Manzke
Verschleiß
Verschleiß
Abb. Abriebspuren an einer Fahrsilowand
Abb. Nahaufnahme der Fahrsilowand
Manzke
Abb. Verschleiß trotz Stahllaufschienen
7. Verschleiß
Verschleiß ist ein fortschreitender Materialverlust aus der
Speziell im Bereich Betonböden und – decken sind mittler-
Die chemische Beanspruchung durch das Vorhandensein
Korrosionsbeständigkeit, bewährt. Jedoch auch herkömm-
Oberfläche eines festen Körpers durch schleifende, rol-
weile Verfahren und Produkte entwickelt worden, die spe-
von Säuren und Laugen (durch Gülle, Sickersäfte, Dünge-
liche Systeme, wie Betonersatz mit kunststoffmodifizierten
lende, schlagende, kratzende aber auch chemische und
ziell der Oberfläche mehr Härte und Dichtigkeit verleihen.
mittel, Gifte) beschleunigen die Schädigungen. Gerade für
zementgebundenen Mörteln, Spritzmörtel bzw. – beton
thermische Beanspruchungen. Die DIN EN 206-1 und
Das sind u. a. das Flügelglätten mit und ohne Hartstoffe,
diese Fälle sollte dem Beton Schutz gewährt werden. Dies
bei großflächigen Fehlstellen, sind erfolgversprechende
DIN 1045-2 regeln den Verschleiß über die Expositionsklasse
Hartstoffestriche, spezielle Versiegelungsverfahren etc.
kann durch anwendungsspezifische Beschichtungssysteme
Maßnahmen.
XM (M - mechanische Beanspruchung). Die nachfolgenden
unterschiedlichster Basisstoffe, wie Wasserglas, Silane,
Bilder zeigen eine Fahrsilowand, welche bereits nach kurzer
Diese Verfahren sind aufgrund ihrer Kostenintensität nicht
Siloxane, Silikonharz, PUR, bituminöse Stoffe, Chlor-Kaut-
Nutzung durch Be- und Entladevorgänge Abriebspuren
auf alle verschleißbeanspruchten Bauteile übertragbar.
schuk, Acrylate, Epoxidharze etc., realisiert werden.
aufweist.
Gerade im landwirtschaftlichen Bereich spielen Ästhetik
eher weniger und Praktikabilität mehr die Rolle. Radlader-
Schäden im Hoch- und Ingenieurbau sind meist mit Einbu-
Um ein schadfreies Bauwerk auf Dauer zu erhalten, sollte
und LKW-Verkehr zum Ein- und Ausfahren der Ernte oder
ßen in Querschnitt und Statik verbunden. Gerade tragen-
sorgsamer Umgang mit diesem Voraussetzung sein. Ver-
des Düngemittels verursachen u. U. Verschleißspuren. Sie
de und schwer zugängliche Bauteile stellen eine weitere
meidbar ist Verschleiß in einigen Anwendungsbereichen je-
verringern die zur Dauerhaftigkeit eines Bauteils beitragende
Herausforderung an Sanierungssysteme. Dabei haben sich
doch nicht. Das betrifft u. a. den landwirtschaftlichen Bereich
Betondeckung und bewirken einen vorschnellen Angriff auf
Kohlefasern, sogenannte CFK-Fasern, aufgrund der hohen
(Silowände, Fußböden etc.) wie auch stark beanspruchte
Beton und Bewehrung.
Zugfestigkeit, des geringen Gewichtes, der Stabilität und
Bereiche wie Industriefußböden und Fahrbahndecken.
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