Concrete Plant + Precast Technology Betonwerk ... - BFT International

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Panel 8
Damage case:
Industrial fl oor – defects in design and execution?
Schadensfall:
Industrieboden – Fehler in Konstruktion und Bauausführung?
Autor
Prof. Dr.-Ing. Harald Sipple,
Wenzenbach
ib-prof.sipple@t-online.de
Geb. 1943; 1962–1968 Studium
des Bauingenieurwesens
an der Universität Stuttgart;
1968–1969 Konstruktionsbüro
Wayss & Freytag, München;
1969–1974 wissenschaftl.
Assistent am an der Universität
Stuttgart; 1973 Promotion und
dort wissenschaftl. Mitarbeiter;
1974–1977 Senior Lecturer
und Leiter des Labors für Baustoff
kunde und Massivbau an
der Universität Dar es Salaam,
Tansania; 1977–1980 Bauleiter
bei Ph. Holzmann; ab 1979
Oberbauleiter; 1980–1985 Vertretung
des DBV und Gebietsleitung
für Bayern der Güteüberwachung
Beton BII-Baustellen;
1986–1988 Leiter der
Bauberatung der E. Schwenk,
Ulm; 1988–2006 Professor an
der Hochschule Regensburg;
ö.b.u.v. Sachverständiger.
As part of a contractor’s proposal, a construction company
off ers a monolithic foundation slab consisting of C30/37
concrete in a design thickness of 25 cm for an industrial
building with a footprint of approx. 700 m² to be enclosed
and heated during subsequent use. The surface must be
smoothed with a power trowel and include a hard aggregate
layer, which is not specifi ed further. During use, the
fl oor is subject to heavy traffi c as a result of operating medium-weight
forklifts with a total weight of up to 7 to and
elastomer tires.
Damage pattern, complaints
The foundation slab was accepted free of defects. The
owner states that fi rst narrow cracks occurred in the slab
only a few weeks after acceptance, and widened subsequently.
According to his statement, these cracks had continued
to increase in length and width from this point in
time.
On the occasion of a site inspection at a concrete age
of approx. two years, a marked cracking pattern was observed
that included largely elongated but generally irregular
cracks (Fig. 1). On the surface, crack widths of up
to about 0.8 mm were documented. These cracks take a V
shape in the core sample and reach depths of up to approx.
25 cm (Fig. 2). It is striking that a high amount of cracking
exists in the “front” area of the building whereas the
“back” area shows only a few cracks (Fig. 1).
In addition, scratch marks resulting from operational
activities indicate to the owner that the hard aggregate
layer “is extremely thin and has only a minor eff ect”,
which he complains about as another material defect.
Causes of damage – crack formation
The structural investigation reveals further defects: a
missing sheet layer between the base and the surface
Fig. 1 Cracking pattern of the foundation slab at a concrete age of
approx. two years.
Abb. 1 Rissbild der Bodenplatte im Betonalter von ca. zwei Jahren.
| Proceedings 54 th BetonTage
Eine Bauunternehmung bietet im Rahmen eines Sondervorschlags
für eine in der späteren Nutzung geschlossene
und temperierte Industriehalle von ca. 700 m² Grundfl
äche eine monolithische Bodenplatte der Solldicke d =
25 cm, C30/37, an. Die Oberfl äche ist fl ügelgeglättet, mit
– nicht näher spezifi zierter – Hartstoff schicht auszuführen.
Die Nutzung erfolgt durch intensiven Staplerbetrieb
mit mittelschweren Staplern mit bis ca. 7 t Gesamtgewicht
und Elastomer-Bereifung.
Schadensbild, Mängelrügen
Die Bodenplatte wurde mängelfrei abgenommen. Der
Bauherr trägt vor, dass sich bereits einige Wochen nach
Abnahme erste schmale und dann im Laufe der Zeit breite
Risse in der Bodenplatte gebildet hätten, die sich seitdem
verlängern und verbreitern würden.
Beim Ortstermin im Betonalter von ca. zwei Jahren
liegt eine ausgeprägte Rissbildung in Form weitgehend
gestreckter, jedoch insgesamt unregelmäßig verlaufender
Risse vor (Abb. 1). Die Rissbreiten reichen oberseitig bis
ca. 0,8 mm. Am Bohrkern erscheinen diese V-förmig und
erreichen Risstiefen bis ca. 25 cm (Abb. 2). Auff ällig ist,
dass im „vorderen“ Hallenbereich starke Rissbildung vorhanden
ist, im „hinteren“ Hallenbereich dagegen nur wenige
Risse vorliegen (Abb. 1).
An Kratzspuren aus dem Betrieb erkennt der Bauherr
zudem, dass die Hartstoff schicht „extrem dünn und wenig
wirksam“ sei, was er als weiteren wesentlichen Mangel
rügt.
Schadensursachen – Rissbildungen
Die Bauwerksprüfung zeigt weitere Mängel auf: Fehlen
der Folienlage zwischen Trag- und Deckschicht der Bodenplatte
und Fehlen von Abstellungen bzw. Raumfugen
zu den aufgehenden Bauteilen. Die fehlende Folienlage
bewirkt eine Erhöhung der Zwangspannungen aus Hydratationswärme
und Trocknungsschwinden des Betons
und ist damit rissfördernd.
Wegen der Schnittführung der nachträglich geschnittenen
Scheinfugen auf sämtliche Stützen sind die fehlenden
Abstellungen nachrangig, der Zwang wird hierdurch
wenig erhöht.
Hauptschadensursache ist die wesentlich zu geringe
Schneidtiefe der Scheinfugen von ca. 5 cm bei einer Bodenplatten-Ist-Dicke
von i.M. d ≈ 29 cm. Die Schneidtiefe
müsste d/3 ≈10 cm betragen. Die Bodenplatte ist im Wesentlichen
so gerissen als sei sie nicht geschnitten worden.
Weiter ursächlich sind die hohen Luft- und Frischbetontemperaturen
am Betoniertag und danach. Dies führt
zur erheblichen Erhöhung der Selbsterwärmung aus
Hydratationswärme des Betons mit Normalzement. Entsprechend
hoch ist die Temperaturgradiente bei nachfolgender,
insbesondere nächtlicher Abkühlung. Die
Rissbildungen wurden bereits im jungen Betonalter an-
BFT 02/2010