Industriefußböden aus Stahlbeton
Industriefußböden aus Stahlbeton
Industriefußböden aus Stahlbeton
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Fachseminar<br />
Chemische<br />
Betonverdichtung<br />
IBF Institut für B<strong>aus</strong>toffprüfung und<br />
Fußbodenforschung<br />
Troisdorf 02.07.2001<br />
ASHFORD<br />
FORMULA<br />
NORSA GmbH
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
<strong>Industriefußböden</strong><br />
<strong>aus</strong> Beton und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Jörg Reymendt
Inhalt<br />
- Anforderungen an <strong>Industriefußböden</strong> durch<br />
den Betreiber / Nutzer<br />
- <strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> der Sicht des Planers<br />
- Gesetzliche Anforderungen an <strong>Industriefußböden</strong><br />
bei WHG-Anlagen<br />
- Planung und Konstruktion eines<br />
Industriefußbodens<br />
- Herstellung und Ausführung an einem Beispiel<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Definition <strong>Industriefußböden</strong>:<br />
- Innerbetriebliche Verkehrswege<br />
- Produktionsflächen<br />
- Lagerflächen<br />
- Gründungsplatten für Einbauten (z.B. Regale)<br />
- Fundamentplatten für Maschinen<br />
- Barrieren gegen Schadstoffe,<br />
chem. Einwirkungen, Löschwasser<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Anforderungen an <strong>Industriefußböden</strong>:<br />
- Betriebssicherheit<br />
- Ebenheit der Oberfläche<br />
- Verschleißfestigkeit der Oberfläche<br />
- Gleitsicherheit der Oberfläche<br />
- Hygiene, Lichtreflexion, Pflegeleichtigkeit<br />
- geringe Herstellungs-/ Unterhaltungskosten<br />
- Dichtheit, chem. Beständigkeit<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
- Standsicherheit und Dauerhaftigkeit<br />
- Wartungsfreiheit, Reparierbarkeit<br />
Oberfläche<br />
System
Ausführungen <strong>aus</strong> der Sicht des Betreibers<br />
System Vorteile Nachteile<br />
Flächenbefestigung<br />
(Magerbeton/Walzbeton)<br />
Asphaltfläche<br />
Betonfläche<br />
Stahlplatten/-<br />
Auskleidungen<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
- günstige Lösung<br />
- schnelle Herstellung<br />
- günstige Lösung<br />
- einfache Herstellung<br />
- günstig und einfach<br />
- schnelle Herstellung<br />
- Beanspruchbarkeit<br />
- Vorfertigung Herstellung<br />
- hohe Beanspruchbarkeit<br />
- chem. Beständigkeit<br />
- Haltbarkeit / Nutzung<br />
(Übergangslösung)<br />
- Haltbarkeit/Oberfläche<br />
- Beanspruchbarkeit<br />
- Temperaturempfindlichkeit<br />
- nur geringe Aufnahme<br />
von Zugspannungen<br />
- Rissbildung/Schäden<br />
- häufig Planungsfehler<br />
- teuere Lösung<br />
- Korrosion
Ausführung von Betonflächen<br />
Walzbeton (erdfeuchter Beton) große Flächen ohne Bewehrung<br />
Betonfläche ohne Bewehrung<br />
Betonfläche mit Bewehrung<br />
Betonverbesserung /<br />
Betontechnologie<br />
Beschichtung der Oberfläche<br />
Nachbehandlung/ Bearbeitung<br />
der Betonoberfläche<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
kleine Plattenflächen (< 2,5 m)<br />
häufige Ausführung in der Praxis<br />
Kunststoffmodifizierung,<br />
hochfester Beton<br />
Faserbeton<br />
(WHG-) Beschichtungssysteme<br />
Kunstharze<br />
Vakuumbeton, Schleifen<br />
chemische Nachbehandlung<br />
chemische Verdichtung
Ausführung <strong>aus</strong> der Sicht des Planers<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Die zu wählende Ausführung<br />
in Betonbauweise ist abhängig von:<br />
- der statischen Beanspruchung<br />
- der Möglichkeit zu Fugen und<br />
Fugen<strong>aus</strong>bildungen<br />
- eventuellen wasserrechtlichen Anforderungen<br />
- Bodenqualität und<br />
Untergrundbeschaffenheit<br />
- den vorhandenen weiteren Randbedingungen<br />
(Freifläche, Hallenfläche, beheizt)
Ausführungen <strong>aus</strong> der Sicht des Planers<br />
geringe statische Beanspruchung:<br />
Betonfläche<br />
Untergrund/<br />
Frostschutzschicht<br />
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Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
d = 10 – 20 cm<br />
- Hubwagen<br />
- kleine Gabelstapler<br />
- geringe Lagerlasten
Ausführungen <strong>aus</strong> der Sicht des Planers<br />
hohe statische Beanspruchung:<br />
Betonfläche<br />
Tragschicht<br />
Untergrund/<br />
Frostschutzschicht<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
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d1 1 = 20 – 35 cm<br />
d2 = 10 – 60 cm<br />
- Gabelstapler<br />
- LKW (SLW 30)<br />
- Regallasten
Ausführungen <strong>aus</strong> der Sicht des Planers<br />
hohe statische Beanspruchung:<br />
Betonfläche<br />
Tragschicht<br />
Untergrund/<br />
Frostschutzschicht<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
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Ausführung der Tragschicht als<br />
- Schotterschicht<br />
- HGT (hydraulisch gebunden)<br />
- Magerbeton (B5 /B10)<br />
- Beton (B25)
Ausführungen <strong>aus</strong> der Sicht des Planers<br />
Vergleich einschichtiges / zweischichtiges System:<br />
einschichtiger<br />
Plattenaufbau<br />
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σu<br />
σo<br />
Aufteilung der Schnittgrößen<br />
auf beide Platten<br />
mehrschichtiger<br />
Plattenaufbau<br />
σ1o<br />
σ1u
Ausführungen <strong>aus</strong> der Sicht des Planers<br />
sehr hohe statische Beanspruchung:<br />
zentrische<br />
Vorspannung<br />
Untergrund/<br />
Frostschutzschicht<br />
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d = möglichst 20 – 35 cm<br />
Gleitschicht<br />
Sauberkeitsschicht<br />
- schwerer Gabelstapler<br />
- LKW (SLW 60)<br />
- hohe Lagerlasten<br />
- hohe Maschinenlasten<br />
- Hochregallasten
Ausführungsvarianten von Betonflächen<br />
Wann benötige ich eine Bewehrung,<br />
welche Art und welche Menge?<br />
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Frage:
Bauteil ohne Bewehrung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
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Beton kann hohe<br />
Druckspannungen<br />
aufnehmen, jedoch<br />
nur geringe<br />
Zugspannungen<br />
(ca. 1/10 der Druck-<br />
Spannungen)
Bauteil ohne Bewehrung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Beton kann hohe<br />
Druckspannungen<br />
aufnehmen, jedoch<br />
nur geringe<br />
Zugspannungen<br />
(ca. 1/10 der Druck-<br />
Spannungen)
Bauteil ohne Bewehrung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
M<br />
σ oben<br />
σ unten<br />
Betonversagen bei Überschreiten der<br />
Betonzugfestigkeit<br />
Druck<br />
Zug
Bauteil ohne Bewehrung<br />
Betonversagen bei Überschreiten der<br />
Betonzugfestigkeit<br />
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Bildung des ersten Risses
Bauteil ohne Bewehrung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
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sofortiges Versagen des Bauteils
Bauteil mit schlaffer Bewehrung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Zugspannungen<br />
im Bauteil wird<br />
durch Bewehrung<br />
aufgenommen.
Bauteil mit schlaffer Bewehrung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Zugspannungen<br />
im Bauteil wird<br />
durch Bewehrung<br />
aufgenommen.
Bauteil mit schlaffer Bewehrung<br />
Bewehrung Risse<br />
Bewehrung übernimmt die Zugspannungen<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
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M<br />
Druck<br />
Zug
Bauteil mit schlaffer Bewehrung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
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Bauteil mit schlaffer Bewehrung<br />
Bewehrung übernimmt die Zugspannungen<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Die entstehenden Rissbreiten sind von der<br />
Bewehrungsmenge und Stabdurchmesser abhängig.
Bauteil mit vorgespannter Bewehrung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Zugspannungen<br />
im Bauteil werden<br />
durch die Vorspannbewehrung<br />
überdrückt.
Bauteil mit vorgespannter Bewehrung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Zugspannungen<br />
im Bauteil werden<br />
durch die Vorspannbewehrung<br />
überdrückt.
Bauteil mit vorgespannter Bewehrung<br />
Vorspannung<br />
Bewehrung überdrückt die Zugspannungen<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
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M<br />
Druck<br />
Zug<br />
+ =
Bauteil mit vorgespannter Bewehrung<br />
Bewehrung überdrückt die Zugspannungen<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Bauteil mit vorgespannter Bewehrung<br />
Bewehrung überdrückt die Zugspannungen<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Es treten keine Risse auf !
Statische Beanspruchung elastisch gebetteter Platten<br />
Zugspannungen an<br />
Plattenoberseite<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Zugspannungen an<br />
Plattenunterseite
Bauteile mit Bewehrung<br />
Die erforderliche Bewehrungsmenge<br />
wird bestimmt durch:<br />
- die statische Berechnung mit Bemessung<br />
- die Berechnung einer Rissbreitenbeschränkung<br />
(falls gefordert bzw. erwünscht)<br />
Die größere Bewehrungsmenge ist maßgebend!<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Ausführung von Betonflächen<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
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Fugen in Betonflächen
Ausführung von Betonflächen<br />
Betonplatten erfahren Verformungen infolge:<br />
- äußerer Beanspruchung (LKW, Regale)<br />
- Zwang infolge Temperaturdifferenzen zwischen<br />
Betonoberfläche und Plattenunterseite<br />
- Zwang infolge gleichmäßiger<br />
Temperaturänderung (Sommer/Winter)<br />
- Zwang infolge Betonschwinden (Verkürzung)<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
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Biegezwang<br />
zentrischer<br />
Zwang
Temperaturdifferenz <strong>aus</strong> Sonneneinstrahlung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Erwärmung der Oberfläche<br />
durch Sonneneinstrahlung<br />
+ 50 °C<br />
+<br />
+ 22 °C<br />
Temperaturdifferenzen erzeugen Biegezwang
Temperaturdifferenz <strong>aus</strong> Sonneneinstrahlung<br />
Beispiel:<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Temperaturdifferenz <strong>aus</strong> Sonneneinstrahlung<br />
Erwärmung der Oberfläche<br />
durch Sonneneinstrahlung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Temperaturdifferenz <strong>aus</strong> Sonneneinstrahlung<br />
Erwärmung der Oberfläche<br />
durch Sonneneinstrahlung<br />
Die Platte wölbt sich auf.<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Temperaturdifferenz <strong>aus</strong> Sonneneinstrahlung<br />
Rissbildung infolge Biegezwang<br />
an der schwächsten Stelle des Betons.<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Temperaturdifferenz <strong>aus</strong> Sonneneinstrahlung<br />
Erwärmung der Oberfläche<br />
durch Sonneneinstrahlung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Fuge
Temperaturdifferenz <strong>aus</strong> Sonneneinstrahlung<br />
Entspannung der Platte<br />
an der Fuge.<br />
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Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Temperaturdifferenz spielt<br />
jedoch bei Hallenflächen<br />
eine untergeordnete Rolle.
Zentrische Längenänderungen<br />
Die Betonplatte verlängert bzw. verkürzt über einen<br />
längeren Zeitraum infolge:<br />
- gleichmäßiger Temperaturänderung<br />
(Sommer / Winter)<br />
- Betonschwinden (<strong>aus</strong>trocknen des Betons)<br />
bis zu 2 Jahr nach Herstellung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Zentrische Längenänderungen<br />
Zeitpunkt der Herstellung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Zentrische Längenänderungen<br />
Verkürzung im Winter + Betonschwinden<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Reibung an der Bauteilsohle
Zentrische Längenänderungen<br />
Verkürzung im Winter + Betonschwinden<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Rissbildung an einer Schwachstelle<br />
Zugspannungen im Bauteil
Zentrische Längenänderungen<br />
Verkürzung im Winter + Betonschwinden<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Rissbildung an einer Schwachstelle
Zentrische Längenänderungen<br />
Zeitpunkt der Herstellung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Fuge
Zentrische Längenänderungen<br />
Verkürzung im Winter + Betonschwinden<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Fuge
Zentrische Längenänderungen<br />
Entspannung der Platte<br />
an der Fuge.<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Fuge<br />
Spielt auch bei Hallenflächen<br />
eine maßgebende Rolle!<br />
Zugspannungen im Bauteil
Zentrische Längenänderungen<br />
Zeitpunkt der Herstellung<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Gleitschicht
Zentrische Längenänderungen<br />
Verkürzung im Winter + Betonschwinden<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Gleitschicht
Zentrische Längenänderungen<br />
Verkürzung im Winter + Betonschwinden<br />
Reduzierung der Reibungskräfte,<br />
Rissbildung erst bei größerer Plattenlänge.<br />
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Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Gesetzliche Anforderungen an <strong>Industriefußböden</strong><br />
bei WHG-Anlagen<br />
Wasserh<strong>aus</strong>haltsgesetz (WHG)<br />
Länderwassergesetze (LWG)<br />
Anlagenverordnung (VAwS)<br />
Tankstellenverordnung (TankVO)<br />
Verwaltungsvorschriften<br />
Weitere Verordnungen, DIN-Normen,<br />
Regelwerke und Richtlinien<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Bundesgesetz<br />
Gesetze und<br />
Verordnungen<br />
auf Länderebene
Besorgnisgrundsatz<br />
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Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
WHG § 19 g<br />
Anlagen zum Umgang mit<br />
wassergefährdenden Stoffen<br />
Anlagen zum Lagern, Abfüllen,<br />
Herstellen und Behandeln ...<br />
müssen so beschaffen sein ...,<br />
dass eine Verunreinigung der Gewässer ...<br />
nicht zu besorgen ist.
VAwS Grundsatzanforderungen<br />
Anlagen müssen so beschaffen sein und<br />
betrieben werden, dass wassergefährdende<br />
Stoffe nicht <strong>aus</strong>treten können. Sie müssen<br />
dicht, standsicher und gegen die zu<br />
erwartenden mechanischen, thermischen und<br />
chemischen Einflüsse hinreichend<br />
widerstandsfähig sein.<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
VAwS § 3 – Grundsatzanforderungen:
Beispiel: VV-VAwS Hessen<br />
5.5.4.1 Dichtigkeit<br />
...gilt für Auffangräume <strong>aus</strong> Beton insbesondere<br />
als erfüllt, wenn die Anforderungen<br />
der Richtlinie des Deutschen Ausschuss für<br />
<strong>Stahlbeton</strong> „Richtlinie für Betonbau beim<br />
Umgang mit wassergefährdenden Stoffen“<br />
eingehalten werden.<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Beispiel VV-VAwS Nordrhein-Westfalen<br />
(Entwurf) 20.12.2000<br />
4.2.3 Die Stoffundurchlässigkeit ist dann<br />
gewährleistet, wenn die Eindringfront des<br />
wassergefährdenden Stoffes als Flüssigkeit im<br />
Beaufschlagungszeitraum mit einem<br />
Sicherheitsabstand die der Beaufschlagung<br />
abgewandte Seite der Bodenfläche<br />
nachweislich nicht erreicht. Die Stoffundurchlässigkeit<br />
ist nicht von der Einstufung eines<br />
Stoffes in eine Wassergefährdungsklasse,<br />
sondern <strong>aus</strong>schließlich von seinen<br />
physikalischen und chemischen Eigenschaften<br />
abhängig.<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Die Anforderungen für Betonbauteile<br />
entsprechend der VAwS wurden erstmalig in<br />
der Richtlinie „Betonbau beim Umgang mit<br />
wassergefährdenden Stoffen“ des<br />
Deutschen Ausschuß für <strong>Stahlbeton</strong><br />
(DAfStb) umgesetzt.<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Verkauf durch den Beuth Verlag GmbH, Berlin und Köln, Vertriebs-Nummer 65026<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
DEUTSCHER AUSSCHUSS FÜR STAHLBETON<br />
DAfStb-Richtlinie<br />
Betonbau beim Umgang<br />
mit wassergefährdenden Stoffen<br />
September 1996<br />
H<br />
Ersatz für die Ausgabe September 1992: bisherige Vertriebsnummer 65019<br />
Her<strong>aus</strong>geber:<br />
Deutscher Ausschuß für <strong>Stahlbeton</strong> – DAfStb<br />
Im DIN Deutsches Institut für Normung e.V.<br />
Scharrenstraße 2-3<br />
D - 10178 Berlin-Mitte<br />
Telefon: (030) 20620-5310/5316
DAfStb-Richtlinie<br />
DAfStb Richtlinie<br />
„Betonbau beim Umgang mit<br />
wassergefährdenden Stoffen“<br />
Die DAfStb-Richtlinie regelt, welche baulichen<br />
Vor<strong>aus</strong>setzungen erfüllt sein müssen, damit<br />
Betonbauten gemäß DIN 1045 (Beton- und <strong>Stahlbeton</strong>bau)<br />
oder Normen der Reihe DIN 4227<br />
(Spannbetonbau) ohne Oberflächenbeschichtung<br />
beim Umgang mit flüssigen oder pastösen,<br />
wassergefährdenden Stoffen nach § 19g WHG<br />
dem Besorgnisgrundsatz des<br />
Wasserh<strong>aus</strong>haltsgesetzes genügt.<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
DAfStb-Richtlinie<br />
DAfStb Richtlinie<br />
Gliederung in 6 Teile:<br />
Teil 1: Grundlagen und Bemessung unbeschichteter Betonbauten<br />
Teil 2: B<strong>aus</strong>toffe und Einwirkungen von Flüssigkeiten<br />
Teil 3: Konstruktion und Bau<strong>aus</strong>führung<br />
Teil 4: Prüfverfahren<br />
Teil 5: Instandhaltung und Ertüchtigung<br />
Teil 6: Überwachung und Konzept für den Beaufschlagungsfall<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
„Betonbau beim Umgang mit<br />
wassergefährdenden Stoffen“
Dichtheit von Betonkonstruktionen<br />
Dichtheit des Werkstoffs<br />
Beton bei Beaufschlagung<br />
Betontechnologie<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Dichtheit des Bauteils<br />
bzw. der Konstruktion<br />
Statik und Ausführungs- und<br />
Detailplanung
d<br />
Definition der Dichtheit bei Betonbauwerken<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
e t<br />
e t<br />
Zeit t<br />
Dichtheit: Dichtheit Die Eindringfront eines Mediums als<br />
Flüssigkeit erreicht während der Beaufschlagungsdauer<br />
mit einem Sicherheitsabstand nachweislich nicht die der<br />
Beaufschlagung abgewandten Seite des Betonbauteils.<br />
d<br />
e t < d / γ<br />
72 h
Einwirkungen<br />
• Physikalische Einwirkungen<br />
– chemischer Angriff (Eindringtiefen im Beton)<br />
• Chemische Einwirkungen<br />
– Schädigungstiefe (Schädigung nach Zeit t)<br />
• Mechanische Einwirkungen infolge Last und<br />
Zwang<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt
Beaufschlagungsarten<br />
Unterschieden werden:<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Einmalige Beaufschlagung<br />
Intermittierende Beaufschlagung<br />
(widerkehrende Beaufschlagung)
Definition: Einmalige Beaufschlagung<br />
Inspektionsintervall<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
maximale<br />
Beaufschlagungsdauer<br />
Beispiel<br />
(je nach<br />
Infrastruktur)<br />
ständige<br />
Beobachtung 5 h Ableitflächen<br />
< 12 h<br />
_<br />
< 48 h<br />
_<br />
3 Monate<br />
24 h<br />
72 h<br />
2200 h<br />
Ableitflächen<br />
Auffangraum<br />
Auffangraum
Definition: Intermittierende Beaufschlagung<br />
Nutzung<br />
mehrmals<br />
täglich<br />
täglich<br />
wöchentlich<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Beaufschlagungszyklus<br />
28 Tage<br />
je 5 h<br />
28 Tage<br />
je 5 h<br />
14 Wochen<br />
je 5 h<br />
äquivalente<br />
Beaufschlagung<br />
(gleiche<br />
Eindringtiefe)<br />
einmalig<br />
144 h<br />
einmalig<br />
144 h<br />
einmalig<br />
144 h<br />
4 Monate<br />
Beispiel<br />
öffentl.<br />
Tankstelle<br />
offene<br />
Abfüllung<br />
offene<br />
Abfüllung<br />
Müllbunker
Nachweise gem. DAfStb-Richtlinie<br />
• Nachweis der Dichtheit<br />
• Nachweis der Tragfähigkeit und<br />
der Gebrauchtauglichkeit (DIN 1045)<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
Nachweis<br />
ungerissener<br />
Bereich<br />
Druckzonennachweis<br />
Rissbreitennachweis
Nachweis für den ungerissenen Bereich<br />
d<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
Prof. Dr.-Ing. Jörg Reymendt<br />
σ b ≤ β BZ / γ b<br />
d ≥ γ e · e t<br />
e t<br />
M<br />
σ oben<br />
σ unten
Nachweis der Mindestdruckzonendicke<br />
d M<br />
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Bewehrung Risse<br />
e t x<br />
keine wechselnden Momente und<br />
x > γ e e t (Druckzonenhöhe)
Rissbreitennachweis<br />
d<br />
w cal < w crit / γ r<br />
d > γ e ew tk<br />
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Bewehrung<br />
ew tk<br />
M<br />
N
Empfehlung zur Anwendung der Nachweise<br />
Spannungsnachweis<br />
Druckzonennachweis<br />
Rissbreitennachweis<br />
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sicherer Nachweis<br />
(Empfehlenswert)<br />
für dicke Bauteile,<br />
wenn keine wechselnde<br />
Druckzone<br />
für dickflüssige Medien<br />
(theoretischer Nachweis)
ekannte Rissbreitenbeschränkung<br />
Weiße Wanne w r = 0,15 mm (z.B. nach Heft 400)<br />
liefert eine dichte Konstruktion<br />
gegenüber drückendes Wasser<br />
(Selbstheilungseffekt)<br />
ACHTUNG! Nicht für alle Flüssigkeiten übertragbar!<br />
Z.B. Otto-Kraftstoff kann<br />
durch einen Riss mit 0,1 mm nach<br />
bereits ca. 1 h bei 20 cm Bauteildicke<br />
das Bauteil durchdringen.<br />
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DAfStb-Richtlinie Teil 2:<br />
Dichtheitsdefinition für Beton<br />
FD-Beton: flüssigkeitsdichter Beton<br />
FDE-Beton:<br />
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Beton nach DIN 1045 mit vorgegebener<br />
Zusammensetzung<br />
flüssigkeitsdichter Beton nach<br />
Eindringprüfung<br />
Beton nach DIN 1045 mit nachgewiesenem<br />
Eindringverhalten. Eindringtiefen erheblich<br />
kleiner als bei FD-Beton<br />
WU-Beton: wasserundurchlässiger Beton
Beispiel: Kunststoffmodifizierter Beton<br />
FDE-Beton, dem Kunststoffe zugesetzt wurden,<br />
um insbesondere das Eindringverhalten von<br />
Flüssigkeiten zu verbessern (geringere Eindringtiefen).<br />
Alle Zugabestoffe müssen eine allgemeine Bauaufsichtliche<br />
Zulassung haben.<br />
z.B. Mowilith LDM 6880<br />
Zulassungs Nr. Z-PA VII-21/802<br />
Organischer Betonzusatzstoff nach DIN 1045<br />
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Eindringverhalten von Flüssigkeiten in Beton<br />
Die Eindringtiefen für Flüssigkeiten sind abhängig von:<br />
- der Betonzusammensetzung (Zementgehalt,<br />
Zuschläge, w/z – Wert, Zusatzmittel)<br />
- der Beaufschlagungsdauer (72 h, 144 h ... )<br />
- den physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
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Eindringverhalten von Flüssigkeiten in Beton<br />
Physikalischen Eigenschaften der Flüssigkeit<br />
σ : Oberflächenspannung [mN/m]<br />
η : dynamische Viskosität [mN s/m²]<br />
σ<br />
η<br />
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Aussage über die zu erwartende<br />
Eindringtiefe<br />
σ<br />
0 ... ... 9<br />
η
Typische Werte für<br />
Medium<br />
n-Decanol<br />
Diesel / Heizöl<br />
Otto-Kraftstoff<br />
n-Pentan<br />
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σ<br />
η<br />
σ<br />
η<br />
1,47<br />
2,78<br />
6,95<br />
8,53<br />
[ m 0,5 /s 0,5 ]
Eindringverhalten von Flüssigkeiten in Beton<br />
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Eindringprüfungen nach DAfStb-Richtline<br />
50 cm<br />
15 cm<br />
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40 cm<br />
10 cm<br />
Verschluss<br />
Prüfflüssigkeit<br />
Glaszylinder<br />
dichte Ummantelung<br />
Bohrkern
Beaufschlagung mit Dieselkraftstoff<br />
k/z = 0,068 k/z = 0,045 k/z = 0,000<br />
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Typische WHG-Bauwerke sind<br />
• Auffangräume, Ableitflächen in HBV Anlagen<br />
• Bodenplatten, Lagerräume in LAU Anlagen<br />
• Fahrbahnflächen (z.B. Abfüllflächen an Tankstellen)<br />
• Flugbetriebsflächen<br />
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• Tunnelbau (Spritzbeton)<br />
• Betonrohre und Formteile für Kanalisation<br />
• Klär- und Auffangbecken
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Lagerhalle einer LAU Anlage
Beispiel Lagerhalle<br />
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Anforderungen<br />
• Lagerhalle ca. 55 x 27 m<br />
• Belastung durch Gabelstapler und Hochregalen<br />
(Regallast je 15 To.)<br />
• Lagerung von ca. 250 unterschiedlichen<br />
wassergefährdenden Stoffen bis WGK 3<br />
• Herstellung möglichst Fugenlos als Betonfläche<br />
• Herstellung ohne WHG-Beschichtung<br />
• alle Wasserrechtliche Anforderungen sollen erfüllt<br />
werden<br />
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Lagerhalle Grundriss<br />
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Ziele bei der Planung<br />
• Herstellung der Fläche fugenlos.<br />
• Die Rissfreiheit des Systems soll durch<br />
entsprechende Planungs- und Ausführungsvorgaben<br />
mit Sicherheit gewährleistet sein.<br />
• Planmäßige Vorgehensweise nach der DAfStb-<br />
Richtlinie „Betonbau beim Umgang mit<br />
wassergefährdenden Stoffen“ zur Einhaltung der<br />
wasserrechtlichen Anforderungen<br />
• Durchführung einer aufwändigen statischen<br />
Berechnung, damit die Rissfreiheit nicht nur zur<br />
“Glücksache“ wird.<br />
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Schnittgrößenermittlung<br />
mit einem FEM-Modell<br />
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Verformungen<br />
FEM-Modell<br />
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Ausführung<br />
• <strong>Stahlbeton</strong>fläche Fugenlos<br />
• Plattendicke d=25 cm<br />
• Gleitschicht vollflächig <strong>aus</strong> speziell abgestimmten<br />
bituminösem Material<br />
• FDE-Beton mit 30 kg/m³ Kunststoffdispersion als<br />
Zugabe zur Erhöhung de Dichtheit<br />
• Dichtheitsnachweis anhand einer statischen<br />
Berechnung mit Nachweis für den ungerissenen<br />
Bereich nach DAfStb-Richtlinie „Betonbau beim<br />
Umgang mit wassergefährdenden Stoffen“<br />
<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
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<strong>Industriefußböden</strong> <strong>aus</strong> Beton- und <strong>Stahlbeton</strong><br />
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Detailpunkt WHG-Lagerfläche am Rand<br />
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Herstellung<br />
• Die Fläche wurde in einem Stück innerhalb 20 h<br />
hergestellt.<br />
• Die Oberfläche wurde anschließend abgerieben<br />
und flügelgeglättet.<br />
• Die Nachbehandlung und das Hallenklima<br />
wurden an die Anforderungen optimal angepasst.<br />
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Detailpunkt Dübel<br />
d vorh<br />
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d vorh. > γ e e tk<br />
e tk
Was hat zum Gelingen des Projektes beigetragen?<br />
• Vorplanung und Erarbeitung eines Nutzungskonzepts<br />
mit dem Bauherrn und dem Architekten<br />
• Statische Berechnung und Nachweis der<br />
Dichtheit nach der DAfStb-Richtlinie<br />
• optimierte Betontechnologie<br />
• Vorgespräche mit den Baufirmen hinsichtlich<br />
Anforderungen bei der Herstellung<br />
• Ausführung und Nachbehandlung<br />
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• Bauüberwachung
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