Zur Syspro-Richtlinie für Doppelwände in Weißen Wannen

Zur Syspro-Richtlinie
für Doppelwände
in Weißen Wannen
Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Allgemeines
2 Die Vorteile der Doppelwand in Weißen Wannen
3 Wandfugen
3.1 Allgemeine Empfehlungen
3.2 Dichtigkeit bei 24 cm dicken Doppelwänden
3.3 Durchfluss in 30 cm dicken Ortbetonwänden
4 Weitere Vorteile von Doppelwänden d = 24 cm
4.1 Sicherheit für die Baustelle
4.2 Wirtschaftlichkeit schon bei Kellerwänden
5 Zusammenfassung
Autoren:
Herbert Kahmer und Hermann Stegink
17. September 2001

Zur Syspro-Richtlinie für Doppelwände in Weißen Wannen Seite 2 von 12
Vorwort
Bei der Doppelwand handelt es sich um ein Bauteil, das seit mehr als 20 Jahren nach geltenden DIN-
Normen und nach bauaufsichtlicher Zulassung des Deutschen Institutes für Bautechnik eingesetzt
wird. Die Bauweise hat sich bestens bewährt. Aufgrund der hohen Qualität der Fertigschalen bietet das
Doppelwandsystem den besten Schutz für Betonbauten im drückenden Wasser.
Die Syspro-Doppelwand hat ihre hohe Dichtfunktion als Weiße Wanne im Grundwasser
bei zahlreichen Objekten erfolgreich unter Beweis gestellt. Die Mitgliedsfirmen der
Syspro-Gruppe verfügen über Erfahrungen mit über 1 Million m 2 Wandfläche in Dicken
von 24 bis 30 cm, insbesondere für Keller, Tiefgaragen und Behälter.
Die vom Ortbeton bekannten, dort typischen Rissbildungen treten in Doppelwänden
grundsätzlich nicht auf. Hierüber liegen seit mehr als zehn Jahren zahlreiche praktische
Erfahrungen, aber auch theoretische und experimentelle Untersuchungen sowie Gutachten
vor; darüber wurde in der Fachwelt mehrfach berichtet. Die Syspro-Gruppe hat
die wesentlichen Grundsätze in einer internen Richtlinie [1] zusammengestellt.
Die Bauweise zählt zu den anerkannten Regeln der Bautechnik.
Darüberhinaus hat die Syspro-Gruppe weiterführende Untersuchungen zur optimalen Bewehrung und
Fugenabdichtung von 24 cm dicken Doppelwänden bei sehr hohen Wasserdrücken mit Erfolg durchgeführt
und, darauf aufbauend, entsprechende Anwendungsempfehlungen erstellt. Hierauf wird im
Folgenden eingegangen.
1. Allgemeines
Die Weiße Wanne als Ortbetonkonstruktion ist seit mehreren Jahrzehnten bekannt. Das Prinzip basiert
auf der Doppelrolle des Betons, der sowohl die dichtende als auch die tragende Funktion des Bauteils
übernimmt. Beton ist nicht wasserdicht, sondern wasserundurchlässig. Allein die Verwendung eines
wasserundurchlässigen Betons reicht nicht aus, um eine Weiße Wanne herzustellen. Zur Sicherstellung
einer Abdichtungswirkung des Bauwerks sind weitere Bedingungen z.B. die Formänderungen
aus Schwinden oder aus der Abkühlung im jungen Alter zu berücksichtigen. Beide Vorgänge sind mit
Verkürzungen verbunden, die – wenn sie nicht zwangfrei, d.h. ohne Behinderung durch die angrenzenden
Bauteile oder durch den Baugrund erfolgen – zu Rissen führen können.
Für die Handhabung der Formänderungen bzw. der Risse in wasserundurchlässigen Bauteilen gibt es
zwei grundsätzliche Maßnahmen oder eine Kombination von beiden.
Jedoch lassen sich Risse durch diese Maßnahmen nicht vermeiden, denn die Risse folgen weniger statischen
Berechnungen,sondern eher statistischen Gegebenheiten.
Selbst bei einer Beschränkung der Rissbreite auf 0,15 mm ist eine anfängliche Durchfeuchtung von
etwa 2 Litern pro Stunde und Riss zu erwarten. Anerkanntermaßen gehören die in der Praxis auftretenden
Risse und anfänglichen Undichtigkeiten wie auch das nachträgliche Schließen zur Bauweise
der Weißen Wanne.
Risse sind deshalb nicht als „Mangel“ zu bezeichnen. Das Abdichten der Risse – z.B. durch Verpressen
mit Kunstharzen – ist deshalb als Bestandteil der Ortbetonbauweise anzusehen [2]. Dieses Zulassen
der Risse im Ortbeton kann beim Ausführenden oft mit einem Verlust an Qualitätsbewusstsein
verbunden sein, da das Verpressen ja sowieso zu dessen Leistung gehört. Wie anschließend gezeigt
wird, stellt sich bei Doppelwänden diese Frage von Haus aus nicht.

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Beton übt tragende und abdichtende Funktion aus. Die Abdichtungsfunktion erfordert
Maßnahmen bezüglich der Formänderungen z.B. aus Schwind- und Abbindevorgängen.
A: Verminderungen der Rissbildung, z.B. durch Fugen oder betontechnologische
Maßnahmen. Folglich treten weitgehend überhaupt keine Risse auf.
B: Fugenlose Bauweise mit durchgehender Rissbewehrung zwecks Beschränkung
der Rissbreite auf theoretische Werte kleiner als z.B. 0,15 mm.
C: Kombination aus A und B.
Bild 1: Typisches Rissbild bei Weißen
Wannen in Ortbeton.
Bei Doppelwänden tritt dieses
Rissbild nicht auf!
2. Die Vorteile der Doppelwand in Weißen Wannen
Grundsätzlich wird die Doppelwand im Keller und im Geschoss nach gültiger Zulassung [3] mit Schalendicken
ab 4 cm und Kerndicken ab 3,5 cm hergestellt. Für den Einsatz im Grundwasser ist eine Dicke
der Außenschale von 6 cm und eine Kernbetondicke von 14 cm üblich.
Aufgrund der großen Erfahrung in der Standardanwendung – immerhin liefern die Mitglieder der
Syspro-Gruppe jährlich über 1 Million m 2 – gehört das zielsichere Verfüllen von dünnen Querschnitten
zur Baupraxis.
Syspro hat als einziger Lieferant eine Zulassung für Doppelwände mit extrem dünnen Kernbetondicken
von nur 7 cm. Weiterhin ist die Gruppe einziger Lieferant mit Zulassung für Doppelwände aus
Faserbeton, der gerade bei rissgefährdetem jungen Beton zusätzliche Sicherheit gibt.
Nach der Montage der Doppelwand auf der Baustelle wird der Kern zwischen den Fertigplatten betoniert.
Nach dem Erhärten des Ortbetonkerns liegt eine monolithische Gesamtwand-Konstruktion vor;
die Schalen sind rau ausgebildet.
Der Druckversuch zeigt die
drastischen Unterschiede im
Verformungsverhalten: Links
Normalbeton, rechts mit feinen
Kunststofffasern modifizierter
Beton, wie er für
Syspro-Doppelwandelemente
verwendet wird.

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Aufgrund der monolithischen Wirkungsweise unterliegt die Doppelwand als Weiße Wanne den von
Ortbetonkonstruktionen her bekannten Grundsätzen. Jedoch hat sie erhebliche Vorteile aufzuweisen,
da von Haus weniger Risse auftreten [4]:
a) Die Doppelwand-Fertigteile werden wasserundurchlässig und mit geringen Wassereindringtiefen
produziert. Das Erhärten des Kerns führt zu keinerlei Rissbildungen in den Schalen, es entsteht
vielmehr eine Druckvorspannung derselben. Das Bauteil besitzt damit großflächig einen sehr hohen
Feuchteschutz.
b) Auch der Ortbetonkern kann wegen der Schutzfunktion der Schalen zwangfrei und daher schonend
d.h. praktisch ohne Rissbildung erhärten. Theoretisch sind Risse aus Zwangbeanspruchung
nur im Bereich der Elementfugen denkbar. Diese Risse sind im Vergleich zum Ortbeton wegen
der geringen Abbindewärme vernachlässigbar klein.
FAZIT:
Die Abdichtungsfunktion der Doppelwand in Weißen Wannen entspricht aufgrund
der Temperatur-, Riss- und Spannungszustände grundsätzlich dem Prinzip der
verminderten Rißbildung.
In einer Studie der Syspro-Gruppe [4] wurde die Zwangbeanspruchung in Abhängigkeit von Zementart,
Zementgehalt, Betonzusammensetzung, Frischbetontemperatur, Bauteilgeometrie und Herstellungsbedingungen
untersucht, und zwar für Wandlängen bis zu 12 m und Wanddicken bis zu 40 cm.
Während der Ortbeton durch große Temperatur- und Schwindspannungen charakterisiert ist, bleibt das
Temperaturniveau in der Doppelwand gering. Die nachfolgenden Ergebnisse der Temperaturentwicklung
verdeutlichen die Vorteile der Doppelwand gegenüber der Ortbetonbauweise.
40
38
36
Temperatur [°C]
34
32
30
28
26
24
Wandmitte
Wandoberfläche
22
20
0 2 4 6 8 10 12 14
Zeit [d]
DT = 13,5 °C
Bild 2: Temperaturentwicklung einer Ortbetonwand (L = 3,0 m, D = 24 cm)

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27
26
25
Wandmitte
Temperatur [°C]
24
23
22
Außenschale (6 cm)
Innenschale (4 cm)
DT = 2,6 °C
21
20
0 2 4 6 8 10 12 14
Zeit [d]
Bild 3:
Temperaturentwicklung in einer Doppelwand (L = 3,0 m, D = 24 cm)
Mit einer einfachen Betrachtung lassen sich die geringeren Formänderungen bzw. Rissbreiten w und
die entsprechenden Betonspannungen s aufzeigen. Im jungen Ortbeton wird bei einem E-Modul von
10.000 MN/m 2 und mit DT = 17°C:
s = 17 * 0,01 * 10 -3 * 10.000 = 1,7 MN/m 2
w = ½ Dl = 17 * 0,01 * 3/2 = 0,26 mm (bezogen auf 3 m Wandlänge)
In einer Doppelwand ergibt sich analog nur etwa ein Drittel der Beanspruchung:
s = 6 * 0,01 * 10 -3 * 10.000 = 0,6 MN/m 2 und w = ½ Dl = 6 * 0,01 * 3/2 = 0,09 mm
Genauere Berechnungen [4] zeigen, dass die Verhältnisse für die Doppelwand noch viel günstiger ausfallen.
Bild 4 und 5 zeigen für die oben angegebenen Wandabmessungen die Ergebnisse infolge Abfließen
der Hydratationswärme sowie Kriechen und Schwinden dargestellt.
2,5
Rissgefahr in Ortbetonwand!
2
Zugfestigkeit
1,5
sx bzw. bz [MN/m²]
1
unten
0,5
mitte
0
-0,5
oben
-1
7 8 9 10 11 12 13 14
Zeit [d]
Bild 4:
Entwicklung von
Betonzugfestigkeit
und Zwangsspannungen
in
der Ortbetonwand

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2,5
2
sx bzw. bz [MN/m²]
1,5
1
0,5
Zugfestigkeit
Ortbeton unten
Ortbeton mitte
Hohe Sicherheit
gegenüber
Rissbildung im Kern
der Doppelwand
0
Ortbeton oben
-0,5
-1
0 2 4 6 8 10 12 14
Zeit [d]
Bild 5 a: Entwicklung von Betonzugfestigkeit und Zwangsspannungen im
Ortbeton der Doppelwand
2,5
2
Zugfestigkeit
1,5
sx bzw. bz [MN/m²]
1
0,5
Fertigplatten oben
Fertigplatten unten
0
0 2 4 6 8 10Fertigplatten mitte 12 14
-0,5
-1
Zeit [d]
Bild 5 b: Entwicklung von Betonzugfestigkeit und Zwangsspannungen in den Doppelwand-Fertigplatten
Die Spannungen im Ortbetonkern der Doppelwand sind erheblich niedriger als bei Ortbetonwänden.
Am Wandfuß entwickelt sich nach anfänglicher Druckbeanspruchung eine geringe Zugbeanspruchung,
die jedoch weit unterhalb der zu erwartenden Zugfestigkeit bleibt. Aufgrund des unterschiedlichen
Schwindverhaltens von Ortbeton und Fertigplatten entstehen zwar weitere Zugspannungen im
Ortbeton und Druckspannungen in den Fertigplatten, die jedoch durch Relaxation abgebaut werden.
Für die Doppelwandkonstruktion besteht zu keinem Zeitpunkteine Rissgefahr. Es ist keine Mindest-

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bewehrung für Temperaturzwang – weder in den Fertigplatten noch im Kernbeton – erforderlich. Aufgrund
von nicht vorhersehbaren Einflüssen – z.B. Bauwerk–Boden–Interaktionen oder Witterungsund
Betonausgangsbedingungen – wird folgende Empfehlung für die Mindestbewehrung in Normalbetonausführungen
bei Geschosshöhen bis 3,00 m gegeben:
Wandlänge
Fertigplatten-
Bewehrung
max = 9,0 m Keine Keine
9–12 m Q 131 Keine
Ortbeton
(Fugenbewehrung)
Größere Wandlängen sind in Sonderfällen bis zu 14,0 m möglich [4].
3. Wandfugen
3.1 Allgemeine Empfehlungen
Die oben erwähnte, vorsichtige Empfehlung für die Begrenzung der Wandlänge auf 9,0 m führt zur
Frage; wie eine optimale Fugendichtung ausgeführt werden müsste. Die langjährigen Erfahrungen mit
Weißen Wannen aus Ortbeton [5], [6] geben gute Beurteilungsmaßstäbe für die Fugenausführung mit
Doppelwänden.
Als wenig geeignet oder mangelhaft können sich folgende Systeme erweisen:
a) Schwindrohr:
Der benötigte große Kernbeton-Zwischenraum von mindestens 5 cm ist oft nicht vorhanden.
b) Injektionsschläuche:
Der Einbau kann oft nicht dicht genug auf der Betonfläche der Horizontalfuge erfolgen. Bei Vertikalfugen
mit Hohlkammern ist die Breite für eine Sollriss-Stelle zu klein.
c) Quellbänder:
Laut DBV-Merkblatt [7] für Wechselzonen nicht geeignet.
Zu empfehlen ist die traditionelle Abdichtungen als im Kern liegendes Fugenblech.
Aufgrund der einfachen und sicheren Handhabung hat sich dieses System seit Jahrzehnten im Ortbeton
und auch in der Doppelwand mit gleicher Dicht-Qualität bewährt.
Darüber hinaus hat das beschichtete, mit integrierter Sollriss-Schiene ausgerüstete innenliegende Fugenblech
Pentaflex [8] in Ortbeton und in Doppelwänden eine bessere Dichtfunktion als das Standardblech
bewiesen. Aufgrund der Beschichtung des Pentaflex-Bleches bleibt sogar bei größeren Rissweiten
ein Verbund mit dem umgebenden Beton bestehen. Es ergibt sich damit eine sehr hohe Dichtheit
des Gesamtsystems bestehend aus Doppelwand und Pentaflex.
3.2 Dichtigkeit bei 24 cm dicken Doppelwänden
Fünf Bauteil-Versuche [9], [10] der Syspro-Gruppe haben quantitative Aussagen über die Dichtigkeit
der Wandfuge ermöglicht. Wesentliches Ergebnis der Versuche ist, dass das Durchflussverhalten der
Doppelwand-Fuge bei einer Gesamtwanddicke von D = 24 cm den Verhältnissen in Ortbetonwänden
bei D = 30 cm entspricht.
Wichtig ist, ebenso wie bei der 30 cm dicken Wand die Vertikalfugen mit einer Sollriss-Schiene auszubilden.
Hierzu ist es notwendig, eine etwa 30%-ige Schwächung des Betonquerschnitts zur zielsicheren
Einstellung des möglichen Risses vorzunehmen.

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Bild 6: Bauteilversuche der Syspro-Gruppe zur Weißen Wanne mit Doppelwänden
D = 24 cm
Im Einzelnen ergaben sich aus den Versuchen folgende Ergebnisse :
DW1: Fertigplatten ohne zusätzliche Aufrauung, kein Fugenblech.
Bei Trennrissweite w = 0,2 mm: max. h W = 2,0 m Wassersäule
DW2: Fertigplatten mit zusätzlicher Aufrauung. Standard-Fugenblech.
– w = 0,14 mm: 0,5 l/h bei h W = 6,0 m
– w = 0,30 mm: 7 l/h bei h W = 6,0 m
Bild 7: Dichtigkeit von Doppelwänden D = 24 cm mit Stoßfugenblech [10]
(DW2: b = 40 cm)

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DW3: Fertigplatten im Fugenbereich sehr glatt (Schalöl). Als zusätzliche Schwächung
der Fuge wurde dort ein Gitterträger eingebaut. Standard-Fugenblech.
– w = 0,11 mm:2,4 l/h bei h W = 6,0 m
– w = 0,30 mm: 12 l/h bei h W = 4,0 m
DW4: Fertigplatten ohne zusätzliche Aufrauung, Pentaflex-Fugenblech.
Baustellenbedingungen für Betonieren des Kerns (Schwindrisse)
– w = 0,80 mm: Fuge dicht bis h W = 10 m
DW5: Fertigplatten ohne zusätzliche Aufrauung, Pentaflex-Fugenblech
Kernbeton kein WU, sondern Fließbeton
– w = 0,15 mm: Fuge dicht bis h W = 6 m
– w = 0,30 mm: 0,06 l/h bei h W =6 m
außen
rauhe Oberfläche
Pentaflex 16,7 cm
Bild 8: Optimale Fugenabdichtung in
Doppelwänden
innen
3.3 Durchfluss in 30 cm dicken Ortbetonwänden
Die oben beschriebenen Bauteilversuche der Syspro-Gruppe erlauben einen quantitativen Vergleich
mit dem Durchflussverhalten von Ortbetonwänden. Nach Bild 7 (Standardblech) ergibt sich für den
Parameter h/d = 22,5 eine Druckhöhe von h W = 0,24*22,5 = 5,40 m und hierbei einen Durchfluss von
7,0 g/min (d.h. 0,42 l/h) bei einer Rissweite von w = 0,14 mm, was wegen der Breite von 40 cm im
Versuch zu einem kleineren Wert für die Doppelwandfuge führt als in Bild 9 [11] für Ortbetonwände
angegeben:
q Doppelwand D=24 cm = 7,0* 60 / 0,4 = 1 l/h

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4. Weitere Vorteile der Doppelwand D = 24 cm
4.1 Sicherheit für die Baustelle
Die hohe Qualität der Betonschalen und die hohe Dichtfunktion der Wandfugen gehört zum Markenzeichen
der Weißen Wanne mit Syspro-Doppelwänden. In einer internen Richtlinie [1] sind grundsätzliche
Maßnahmen dargestellt, die hierfür getroffen sind. Hervorzuheben sind die Empfehlungen an die
Baustelle bezüglich der Verwendung eines ausreichend fließfähigen Betons. Dabei ist eine Pumpe mit
einem Reduzierstück von 120 mm auf 80 mm (Außendurchmesser) zu verwenden.
Zur Verminderung weiterer Risiken aus vorhersehbaren Fehlern auf der Baustelle, kann das Werk folgende
zusätzliche Maßnahmen treffen:
a) Fertigplatten in Faserbeton nach Syspro-Zulassung zur zusätzlichen Verminderung der Rissbildung
im jungen Beton.
b) In der Regel sind die Fertigschalen aufgrund von Rezeptur und Verdichtungstechnik auf der Innenseite
rau ausgebildet. Zusatzmaßnahmen für extra raue Oberfläche der Fertigplatten zum Ausgleich
eines fehlerhaften Transportbetoneinbaus können sein:
- Die Schalen werden am Rand per Besenstrich zusätzlich aufgeraut.
- Die Außenschale wird mechanisch aufgeraut.
d) Größere Druckzonenhöhe der Fertigplatte für unerwartete Betonierdrücke durch Schalendicke
d = 7 cm, Gitterträgerabstand 50 cm und Betondeckung nom c = 35 mm
4.2 Wirtschaftlichkeit schon bei Kellerwänden
Bereits für einfache Keller ergibt sich eine äußerst wirtschaftliche Ausführung im Vergleich zur
Ortbetonbauweise mit Rissbreiten beschränkender Bewehrung, die in der Regel bei beidseits 10 cm 2 /m
liegen kann. Die entsprechende Mindestbewehrung in der Doppelwand beispielsweise aus Faserbeton
ist viel kleiner [1], so dass die statisch erforderliche bzw. die Transportbewehrung ausreicht:
a) Erddruck 2,0 m / Wasserdruck 2,0 m: Fertigplatten mit Q188 (unbewehrte Wand.)
b) Erddruck 3,0 m / Wasserdruck 3,0 m: Fertigplatten außen mit Q188 und innen Q513
Bild 10: Optimales Pumpenequipment
für D = 24 cm

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5. Zusammenfassung
Ausgehend von 24 – 30 cm dicken Doppelwänden, die in Weißen Wannen aufgrund ihrer Konstruktionsvorteile
zu den sicheren Bauweisen im Grundwasser gehören und mit über 1 Million m 2 ausgeführte
Wandfläche weit verbreitet ist, ergeben sich bei Anwendung von Pentaflex selbst bei hohem Wasserdruck
eine exzellente Dichtfunktionen des Gesamtwandsystems D = 24 cm.
Einerseits wird die Rissgefahr für den Kernbeton geringer. Andererseits sind mit Fließbeton zielsicher
grobe Betonierfehler zu vermeiden. Eine das Betonieren störende Fugenbewehrung ist nicht erforderlich.
Ergänzend zu einer internen Richtlinie, die für 30 cm Wände als allgemein anerkannte
technische Regel gewertet werden kann, zeigt der vorliegende Beitrag weiterhin die
bisherigen Untersuchungen für die vorteilhafte Ausführung mit D = 24 cm insbesondere
im Vergleich zu Ortbetonwänden. Da bereits zahlreiche Objekte ausgeführt wurden,
kann die Bauweise bereits zu den Regeln der Technik gerechnet werden. Allerdings
sind bei Planung und Ausführung aufgrund der engen Abmessungen die erwähnten
Vorkehrungen zu treffen, die durch die Syspro-Partner www.syspro.de gewährleistet
werden können. Daraus entstehen auch wirtschaftliche und qualitative Vorteile.
LITERATURQUELLEN
Ri-Aufs
1 Internes Gutachten für Doppelwände im Grundwasser. Fa. Ragano, Nordhorn, 1999.
2 Weber, J.
Zusammenstellung wesentlicher Prinzipien der Weißen Wanne.
Lexikon zur VOB. Rewi-Verlag, 1999.
3 Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung Z-15.2-118 "Syspro Elementwand“.
Dt. Institut für Bautechnik, 11/97.
4 Hegger, Kerkeni u. Kahmer
Mindestbewehrung von Weißen Wannen aus Doppelwänden. Beton und Stahlbeton, 10/01.
5 Lohmeyer, G.
Schadenfreies Bauen. Irb-verlag, 1996.
6 Lohmeyer, G. und Ebeling, K.
Die Dreifachwand im Keller. Beton 11/97.
7 DBV-Merkblatt: Quellfähige Fugeneinlagen. 2/1999.
8 Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis P-OGI-III 33.9.6
"Abdichtungssystem für Arbeitsfugen mit dem beidseitig beschichteten Fugenblech,
bezeichnet als Pentaflex KB“. FMPA Stuttgart, 1999.
9 Hegger, J.; Kerkeni, N.
Untersuchung zur die erforderliche Mindestbewehrung infolge Zwangsbeanspruchung aus
Hydratationswärme sowie Kriechen u. Schwinden bei Syspro-Doppelwänden.
Hegger u. Partner GbR, 2000.
10 Hegger, J.; Kerkeni, N.
Gutachten und Versuchsbericht zur Experimentellen Untersuchung der Wasserundurchlässigkeit von
Syspro-Doppelwänden. Hegger u. Partner GbR, 2001
11 Schießl, P.
Risse in Stahlbetonbauteilen. Aachener Bausachverständigentage 1999, Bauverlag.

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