Mark A. Carden
von der HwK OWL zu Bielefeld öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger
                                      für das Maurer- und Betonbauerhandwerk
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Erstellung und Planung einer Weißen Wanne

Grundsätzliche Aufgabestellung bei der Planung:.

  • Ermitteln des Bemessungswasserstands
  • darauf basierend, Festlegung der Beanspruchungsklasse (1 oder 2)
  •  Festlegung der Nutzungsklasse (A oder B)
  • Feststellungen zu etwaig angreifenden Böden und Wässern.
  •  Aufbau der Planung, stützend auf zuvor gemachten Feststellungen / Festlegungen
    (max. Rissbreiten, geeignete Geometrie, Ermittelung von zwangsarmen Lagerungen, Planung von  Bauablauf, Anbauteilen, Bauteildurchgänge, Fugenaufteilungen und Fugendichtungsstoffen,
    bauphysikalische Anforderungen an die Nutzung (Dämmung / Lüftung), Bestimmen der Mindestbauteildicken, Wahl des geeigneten Betons, Klären der Zwangsbeanspruchung (Hydratationswärme), usw.
  • Festlegung der Qualitätssicherungsmaßnahmen (Überwachungsklassen)

Die Erstellung einer Weißen Wanne ist in der Regel der Überwachungsklasse 2 zuzuordnen, einzige Ausnahme - wenn der Baukörper nur zeitweilig aufstauenden Sickerwasser ausgesetzt ist.
Überwachungsklasse 2 bedeutet, dass die Baustelle sowohl eigen- als auch fremdüberwacht werden muss.
Aber gerade die Bezeichnung „nur zeitweilig aufstauendes Sickerwasser“ ist hierbei mit Vorsicht zu genießen.
Die Überwachung ist in der DIN 1045-3 Anhang B und C geregelt.

Eine Weiße Wanne ist als solche zu planen.
Ein Bodengutachten ist hier immer zu empfehlen.
Das Bodengutachten sollte unter anderem die Höchstwasserstände (Bemessungswasserstände) angeben, um folgende Fragen mit in die Planung aufnehmen zu können:

  • Müssen die Lichtschächte / Fenster wasserdicht ausgeführt werden?
  • Muss eventuell die aufliegende Betondecke mit in die Weiße Wanne integriert werden?
  • Muss der Decken- / Wandanschluss wasserundurchlässig ausgeführt werden?
  • usw.

Nach Möglichkeit sollte ein einfacher Grundriss gewählt werden. Viele Vor- und Rücksprünge in der Beton- Wandkonstruktion, führen zu vermehrten Zwängungen.

Die Weiße Wanne ist vom Tragwerksplaner so zu konzeptionieren, dass die einzubauende Bewehrung, in ihrer Lage und Dimension, die aus Schwinden und Kriechen zu erwartenden Zwängungen so verteilt, dass es nicht zu schädigenden Rissbildungen kommt.
Risse werden immer entstehen, müssen aber mittels der Bewehrung so fein verteilt werden, dass diese in ihrer Tiefe und Breite unschädlich bleiben.

Die lt. WU-Richtlinie zulässigen Rissbreiten richten sich nach der „Eintauchtiefe“ des Bauteils.

 

1

2

 

Druckgefälle hw/hb 1)

Zulässige Rissbreite w in mm (Rechenwert)2

1

< 10

0,20

2

> 10 bis < 15

0,15

3

>15 bis < 25

0,10

1 hw = Druckhöhe des Wassers in m; hb= Bauteildicke in m;

Für angreifende Wässer mit 40 mg/1 C02 (kalklösende Kohlensäure) und pH 5,5 darf die Selbstheilung der Risse nicht in Ansatz gebracht werden

Insbesondere bei Weißen Wannen, aber nicht nur hier, ist beim Einbau der Bewehrung auf folgende Punkte ein besonderes Augenmerk zu richten.

  • Lage und Dimension der Bewehrung hinsichtlich der Verlegepläne und der Betonierbarkeit.
  • Unverrückbare Lagerung (Befestigung) der Bewehrung gegen herunterfallen und Verschiebung.
  •  Einhaltung der Mindestmaße der Betondeckung.
  • Freilassen von Rüttelgassen bei der Verwendung von Innenrüttlern.
  • Freilassen von Betoniergassen

Der einzubauende Beton muss hinsichtlich der Expositionsklasse (Beschreibung der Umwelteinflüsse) auf die vor Ort zu erwartenden Umgebungsbedingungen gewählt werden. Dieses sind Aussagen, die der Tragwerksplaner anhand der ihm vom Bauherrn zur Verfügung gestellten bodengutachterlichen Aussagen und seiner eigenen Berechnungen angibt.
Hierzu zählen:

  • Angriffe aus Karbonatisierung XC1 bis XC4
  •  Angriffe aus Chloride (ausgenommen Meerwasser) XD1 bis XD3
  • Angriffe aus Chloride (durch Meerwasser) XS1 bis XS3
  • Angriffe aus Frost XF1 bis XF4
  •  Angriffe aus chemischen Stoffen XA1 bis XA3

Weitere, noch bestehende Expositionsklassenbezeichnungen, finden i.d.R. bei der Erstellung von Weißen Wannen keine Anwendung (Ausnahmen: Verschleißschichten in Tiefgaragen).

Den Expositionsklassen sind Mindestdruckfestigkeitsklassen zugeschrieben, welche aber aus Gründen der statischen Notwendigkeiten als Mindestanforderungen anzusehen sind. Es kommt vor, dass der Tragwerksplaner hier höhere Mindestdruckfestigkeiten festschreibt.
Auch gilt zu beachten, dass bei Ausnutzung der Mindestbauteildicken unter Beanspruchungsklasse 1, ein w/z-Wert von 0,55 einzuhalten ist. Dieses entspricht einem Normalbeton C 30/37 (siehe:
DAfStb - WU - Richtlinie 6.2 Tabelle 1). Hier gilt dann zudem bei Wänden zulässiges Größtkorn 16 mm.

Notwendige Fugen in der Betonkonstruktion sind zu planen.

Folgende Fugen kommen i.d.R. bei Weißen Wannen in Betracht.
Bewegungsfugen, auch Dehnfugen genannt, sollen Zwängungen aus hygrischen und thermischen Längenänderungen vermindern.
Scheinfugen, auch Sollrissfugen genannt, werden dort angeordnet, wo im jungen Beton in Folge von Schwinden, Risse zu erwarten sind und keine Betonierfugen angeordnet werden können. Durch eine Querschnittsschwächung sollen die Risse an der geplanten Stelle entstehen.
Betonierfugen sind Fugen zwischen einzelnen Betonierabschnitten.
Notwendigkeiten für Betonierabschnitte können folgende sein:

  • große Flächen innerhalb einer großen Sohlplatte
  •  Übergänge zwischen Sohlplatte und Wänden
  • Stöße zwischen einzelnen Wänden
  • Übergänge zwischen Wänden und Decken

Weitere Gründe für Betonierfugen:

  • geringere Betonierabschnitte wegen Nachbearbeitung (Sohlen glätten, Hartstoffeinstreuungen etc.)
  • günstigerer Arbeitstakte: Schalen, Bewehren, Betonieren
  • einfaches Schalen
  • weniger Schalungsmaterial

Zur Sicherstellung der Dichtigkeit von Fugen sind eine Reihe von Fugenblechen [mit und ohne Beschichtungen, Fugenbänder (innen und / oder außen liegende), Verpressschläuche und Bentonitquellprofile (und auch Kombinationen aus beiden)], etc. auf dem Markt.
Hier ist i.d.R. zwischen genormten, geregelten und ungeregelten (
Verwendbarkeitsnachweis durch allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis) Fugen-Dichteinlagen zu unterscheiden.

Durchdringungen der Weißen Wanne sollten wenn möglich vermieden werden. Sind Durchdringungen erforderlich, z.B. bei Schmutzwasserentwässerungen oder Hausanschlussleitungen, sind diese so auszuführen, dass diese dauerhaft dicht bleiben. Der Handel hält hierfür eine Reihe druckwasserdichte Rohrdurchführungen bereit.

Schalungen aus glatter und wasserabweisenden Oberflächen sind hinsichtlich Frostangriffen, mechanischer und / oder chemischer Angriffe als eher ungünstig anzusehen. Hier entsteht zwar eine glatte Betonoberfläche, diese ist jedoch angereichert mit Feinststoffen und Wasseranlagerungen, welche die Widerstandsfähigkeit herabsetzen.
Eher günstig sind saugende Schalungen oder wasserableitende Vliese, die das überschüssige Betonwasser ableiten oder aufnehmen können.

Ein Ausbluten von Zementleim ist durch dichte Schalungsstöße zu verhindern, an Außenecken und Arbeitsfugen sind Dreikantleisten anzuordnen.

Schalungen sind so zu planen und zu erstellen, dass diese das Schwinden des Betons nicht über die Maße behindern und es zu unplanmäßigen Zwängungen kommt.
Die Schalung ist hinsichtlich des zu erwartenden Frischbetondrucks mittels Schalungsanker fest mit einander zu verspannen. Diese Schalungsanker durchdringen die wasserundurchlässige Konstruktion und sind somit Schwachpunkte. Die Schalungsanker dürfen aber die Wasserundurchlässigkeit der Konstruktion nicht gefährden. Sie müssen wasserundurchlässig ausgeführt werden. Hierzu hält der Handel verschiedene Möglichkeiten bereit.

Folgende Punkte müssen beim Betoniervorgang beachtet werden.

  • Welches Wetter habe ich zu erwarten.
    Starker Regen kann die Botonoberfläche zerstören.
    Zu große Hitze könnte zum verdursten (verbrennen) des Beton führen.
    Die Betontemperatur muss beim Einbau zwischen +5 `C und +30`C betragen.
  • Nochmalige Kontrolle der Schalung auf Standsicherheit und Dichtigkeit. Schalungen vornässen – gegebenenfalls durch Wasser kühlen.
  • Kontrolle, ob der Bereich wo rauf und / oder gegen betoniert werden soll, frei von Verunreinigungen ist.
    Prüfung, ob der gelieferte Beton mit dem in den Ausführungsunterlagen übereinstimmt.
    Augenscheinprüfung, ob die Konsistenz die der bestellten entspricht (darf aber nach dem Beenden des Mischvorgangs nicht mehr verändert werden)
  • Um ein Entmischen des Betons zu gewährleisten, müssen die Schütthöhen beschränkt werden [max. 1,0 m; lt. DAfStb - WU – Richtlinie, 6.1(6)], Schüttschläuche oder Schüttrohre verhindern ein Entmischen.
  • Das zulässige Größtkorn im Beton ist sowohl bauteilabhängig, als auch abhängig von dem lichten Abstand der Bewehrungslagen)
  • Bei dem Betonieren von Wänden sollte als erstes als Schüttlage ein Anschlussbeton mit einem Größtkorn von 8 mm einzubauen. Die Höhe der Schüttlage sollte hierbei in etwa die der Wandstärke betragen, mindestens aber 30 cm.
  • Die einzelnen Schüttlagen sollten bei der Verwendung von Innenrüttlern auf maximal 50 cm beschränkt bleiben.
    Der Beton muss z.B. durch Innenrüttler verdichtet werden. Hierdurch entsteht ein geschlossenes Gefüge. Der Beton umschließt die Bewehrungslagen und füllt Hohlräume aus.
    Die Rüttelflasche wird hierbei schnell eingetaucht und langsam wieder herausgezogen. Wird eine Schüttlage über eine schon vorhandene Schüttlage betoniert, ist hierbei die Rüttelflasche ca. 15 cm tief in die bereits verdichtete Schüttlage einzutauchen.
    Die Abstände des Eintauchens der Rüttelflasche richten sich nach der Größe der Rüttelflasche.
  • Beton für wasserundurchlässige Bauteile ist nachzuverdichten. Hierbei gilt, dass der Beton möglichst spät nachverdichtet wird. Solange der Beton plastisch ist, kann nachverdichtet werden.
  • Der Beton muss nach dem Betonieren nachbehandelt werden. Unter Nachbehandlung versteht man den Schutz des jungen Betons bis zum ausreichenden Erhärten.

Nachbehandlung:

  • mit der Nachbehandlung ist sofort nach dem verdichten zu beginnen.

Arten der Nachbehandlung

  • Lagerung im Wasser (praktisch nicht immer möglich – wohl aber das Beste)
  • Bauteile in der Schalung stehen lassen, saugende Schalung feucht halten
  • Betonflächen mit Folie abdecken – Durchlüftung zwischen Folie und Betonfläche aber vermeiden
  • Wasser haltende Abdeckungen aufbringen, diese dann feucht halten (Jutegewebe oder Strohmatten)
  • Flüssige Nachbehandlungsmittel aufsprühen – z.B. Curingmittel.
  • Auflegen und abdecken mit Dämmmaterialien – bei Frostgefahr
  • Es können auch Verfahren kombiniert werden, teilweise ist dieses auch sinnvoll.

Die Dauer der Nachbehandlung ist abhängig von

  • den Umgebungsbedingungen
  • der Beton- bzw. Lufttemperatur (Wärme, Kälte, Wind, Zugluft)
  • der Festigkeitsentwicklung des Betons

Das Ausschalen der geschalten Flächen darf erst dann erfolgen, wenn die hierfür vorgeschriebene Mindestfestigkeit des Betons erreicht wurde.
Die Dauer bis ausgeschalt werden kann, ist von den selbigen Faktoren abhängig, wie die der Nachbehandlungsdauer. Nur kommt hier noch die Art des Bauteils hinzu (freitragende Decke, Wände, Unter-, Überzüge, Balken, usw.).

Das Ausschalen selber ist möglichst frei von Erschütterungen des Bauteils vorzunehmen.

Ein Ausschalen der Betonflächen sollte erst bei einer Betondruckfestigkeit von 15 N/mm² erfolgen. Die in der alten DIN 1045 aufgeführten Ausschalfristen sind nicht mehr als zeitgemäß anzusehen. (DBV-Merkblatt – Betonschalungen 05-1999; 4,1 Ausschalfristen).
Da sicherlich nicht für jedes Bauteil eine Erhärtungsprüfung vorgenommen werden kann, sollten beim Betonlieferanten die Druckfestigkeitswerte für die 2-, 7-, und 28 Tages-Festigkeit erfragt werden und hieraus ein Druckfestigkeits-Zeit-Diagramm erstellt werden.
Hierbei sind die verschiedenen Umwelteinflüsse, insbesondere die in der Winterzeit zu berücksichtigen.


Überarbeitet 07/2007

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