Mammutprojekt A 40 abgeschlossen - Fachmagazin für ...

INSTANDHALTUNG
Schema: Versuchskörper mit Schutzschicht (Querschnitt)
Versuchskörper vorbereitet für den Auftrag von PP-Faserspritzbeton.
Maße der Auftragsfläche hier: 1,20 x 0,8 m
Auftrag des PP-Faserspritzbetons auf den Versuchskörper
Herstellung der Grundversuchskörper für die Brandversuche. Maße: 1,8 x 1,4 x 0,5 m
könnte, müsste man sich nicht mehr um die Brandbeständigkeit der Konstruktion
kümmern. Diese Methode ist auch die einzig taugliche für eine
Nachrüstung. Am Markt sind Brandschutzplatten, Brandschutzleichtmör-
tel und (für Stahl) aufschäumende Anstriche erhältlich. Seit der Entdeckung
der günstigen Eigenschaften von PP-Fasern (Durchmesser 18-32 μm, Dosierung
1 bis 2 kg/m³) gibt es auch die Möglichkeit, Spritzbeton für solche
Einsatzzwecke anzuwenden. Diese Methode wurde bereits in vielen Ländern
für unterschiedlichste Einsatzzwecke und Betone in Versuchen als geeignet
nachgewiesen. Im Neubau können dem Konstruktionsbeton bereits
Fasern zudosiert werden; dann ist dieser Schutz bereits eingebaut und eine
weitere Schutzschicht erübrigt sich.
Nach DIN EN 1992-1-2 sind Schutzschichten alle Baustoffe oder Baustoffkombinationen,
die auf ein Tragwerk aufgebracht werden um dessen Feuerwiderstandsdauer
zu erhöhen.
Spritzbare Schutzschichten müssen folgende Anforderungen erfüllen:
– Unbrennbarkeit, hoher Feuerwiderstand und gute thermische Dämmwirkung
bis zur geforderten maximalen Brandtemperatur. Dies wird in
der Regel so definiert, dass die Temperaturen in der Verbundfuge und
an der ersten Bewehrungslage der Konstruktion gewisse Grenzen nicht
überschreiten dürfen (z. B. < 350 °C bzw. 250 °C).
– ausgezeichneter Verbund zum Untergrund, während der Nutzung (z. B.
Sogwirkung bei Zugverkehr) und bei Brandeinwirkung
– Dauerhaftigkeit unter den auftretenden Umweltbelastungen, auch im
durchfeuchteten Zustand und bei Frosteinwirkung
– dem Einsatz entsprechende, ansprechende Oberflächenerscheinung mit
der Möglichkeit zur unproblematischen Reinigung
– geringe Erstellungs- und Unterhaltskosten
In dem ÖVB-Merkblatt Schutzschichten für den erhöhten Brandschutz unterirdischer
Verkehrs bauwerke sind Anforderungsprofile festgelegt.
Nach der Aufbringung vollflächiger, dichter Schichten besteht allerdings
keine Kontrollmöglichkeit der ursprünglichen Betonoberfläche für die weitere
Nutzungsdauer. Dies kann unter Umständen ein Nachteil für die spätere
Beurteilung des Bauwerkszustands sein.
Spritzbare Schutzschichten
Übliche Brandschutzmörtel sind Leichtmörtel. Ihr großer Vorteil gegenüber
Spritzbeton ist daher die deutlich geringere erforderliche Auftragsstärke bei
gleicher Leistungsfähigkeit gegenüber der Temperatureindringung. Gerade
Fotos: Wolfgang Kusterle & Mitarbeiter
Ausgekühlter Versuchskörper
aus Normalbeton ohne Schutzschicht
nach dem Brandversuch
Brandschutz-Spritzbeton nach
dem Auskühlen, anschließend
an den Brandversuch
im Bestand kann dies ein wichtiges Argument sein. Durch die
geringe Rohdichte liegt auch die Druckfestigkeit solcher Mörtel
im Bereich von Putzen oder Leichtputzen, und die Widerstandsfähigkeit
gegenüber mechanischer Einwirkung und Frost
im feuchten Zustand kann je nach Produkt deutlich unter jener
von Beton liegen. Erschwerend beim Vergleich der Produkte
hinsichtlich dieser Dauerhaftigkeitsanforderungen ist, dass sie
meist nicht mit den gleichen Prüfverfahren wie Beton beurteilt
werden können. Projektspezifisch ist also abzuschätzen, inwieweit
diese hohen Belastungen aus Abrieb und Umwelt zu beachten
sind oder nicht. Der Brandfall tritt entweder nie oder nur
einmal auf, die Umweltbelastungen dagegen dauernd.
Spritzbeton mit PP-Fasern ist von der Rohdichte und den Eigenschaften
her ein dem Normalbeton entsprechendes Material. Er
ist gekennzeichnet durch größere erforderliche Schichtstärken
aber übliche Betoneigenschaften mit guter bis ausgezeichneter
Dauerhaftigkeit.
Zusatznutzen
Will man Bauten im Bestand in ihrer Brandbeständigkeit ertüchtigen,
stellt sich die Frage, inwieweit die Konstruktion auch
bezüglich ihrer Betondeckung, der Tiefe der Karbonatisierungsfront,
des Chloridgehaltes und/oder bereits auftretender Korrosion
einer Ertüchtigung bedarf. Mit Spritzbeton ist dies nach
dem Instandsetzungskonzept R leicht durchführbar. Der Spritzbeton
kann statisch verstärkend herangezogen werden, und seine
Rezeptur lässt sich so einstellen, dass die meisten Expositions-
Brandschutz-Spritzbeton ein
paar Minuten nach dem Brandversuch
Brandschutzmörtel, der nicht
den Anforderungen entsprach.
Der gesamte Mörtel ist in den
Brandraum gefallen
Brandschutz-Nachrüstung
klassen abgedeckt werden. Damit ergibt sich für Spritzbeton mit
PP-Fasern die Möglichkeit, eine klassische Instandsetzung oder
Verstärkung mit einer Verbesserung der Brandbeständigkeit zu
kombinieren – ein beim Bauen im Bestand nicht zu unterschätzender
Vorteil.
Versuchsergebnisse
Zur Wirkungsweise von PP-Fasern als Zusatzstoff im Normalbeton
wurden sehr viele Versuche gefahren. Die dabei entwickelten
Grundprüfkörper können auch zur Prüfung von Schutzschichten
herangezogen werden. Die dem Brand ausgesetzte Fläche des
Grundkörpers wird dabei in der Regel mit der Brandschutzschicht
bekleidet. Von Wichtigkeit sind dabei ein relativ großer
Versuchskörper mit ausreichend großer, dem Brand ausgesetzter
Fläche sowie ein leistungsfähiger Brenner, der in der Lage ist
die geforderten Temperaturen gesteuert anzufahren. Im Probekörper
und in den Schutzschichten werden vorab Sensoren eingebaut,
um die Temperaturentwicklung während des Versuchs
aufzuzeichnen. Die Temperaturen in verschiedenen Schichten
und der Zustand der Schicht nach dem Brandversuch sind dann
die Hauptbeurteilungskriterien. Nach einem Brand müssen die
Schutzschichten ersetzt werden.
Einsatzbeispiele
Einer der ersten Einsätze für Spritzbeton mit PP-Fasern als
Brandschutzschicht erfolgte am Lainzer Tunnel, der neuen
Bahn-Westeinfahrt nach Wien. Während des Tunnelbaus wurden
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