INHALT Frischbetonverbundfolie bei WU-Bauwerken Thomas Freimann TH Nürnberg Technologie, Regelungen Wirkungsmechanismus mögliche Anwendungsbereiche Eigene Untersuchungen zu Frischbetonverbundfolien (FBV) Mögliche Anwendungsbereiche Empfehlungen für die Praxis Feuchtwangen, den 11.010.2016 Begriffe Frischbetonverbundfolie (FBV) fresh concrete pre-applied bonded membranes Frischbeton-Verbund-Dichtungsbahn (aus abP) Textbeitrag zum download unter www.baustoffOHM.de Unsicherheiten bei Planung? Gibt es Regelungen für Frischbetonverbundabdichtungen? Dürfen bei Einsatz von FBV technische Abminderungen an der WU-Bauweise vorgenommen werden? Frischbetonverbundabdichtung „Frischbetonfolie“ Abdichtungsbahn mit Grundwassersperre Sonderabdichtungsmaßnahme bei WUBauwerken FBV in Verbindung mit WU-Entwurfskonzept a), b) oder c)? Welches Konzept ist sinnvoll? Einflüsse aus Baubetrieb: Sind Verbundstörungen durch Erdreich, Rödeldraht, Holzspäne, Schalöl, Zementschlämme, Schnee, Eis, Wasser möglich? Ist ein fachgerechter Einbau der FBV im rauen Baubetrieb überhaupt möglich? Unsicherheiten bei Planung? Wird die WU-Bauweise bei anspruchsvollen Bauwerken durch FBV robuster und „fehlerverzeihender“ ? Ist ein Zugewinn an Sicherheit gegen unplanmäßige Durchfeuchtung vorhanden? Technologie FBV pre-applied waterproofing membranes Haftverbund mit Beton auf wasserzugewandter Seite Applikation vor dem Betoneinbau Primäre Schutzwirkung gegen Wasser Produktauswahl: Vlies oder adhesive Klebeschicht? Wie wird das Betongefüge und die Betonrandzone durch FBV-Applikation beeinflusst? Wie wirkt sich die FBV auf die Selbstheilung im WUBeton aus? Sohlplatte Technologie FBV Bauordnungsrechtliche Regelungen Durchdringungen werden mit speziellen Tapes abgeklebt es gibt bisher keine verbindliche einheitliche Regelung Inverkehrbringen FBV-Bahnen werden mit Überlappung verlegt. z.T. Verklebung von Stößen mit Heißkleber rissüberbrückende Wirkung soll Feuchtedurchtritt durch Risse verhindern WU-Bauwerke nach WU-Richtlinie zusätzliche Verwendung bauordnungsrechtlich erforderlich abP Verwendbarkeitsnachweis Tapes bei Durchdringungen Wand selbstklebender Überlappungsstoß - nur ergänzend zum WU-Bauwerk CE-Zeichen nach DIN EN 13967 oder Hautförmige Abdichtung nach DIN 18195 T6 DIN V 20.000-202 Produktanforderungen für Anwendung von Abdichtungsbahnen erfüllt DIN V 20000-202 nicht + PG-ÜBB Übergänge erfüllt DIN V 20000-202 genormtes Produkt alleinige hautf. Abdichtung möglich Bauordnungsrechtliche Regelungen es gibt bisher keine verbindliche einheitliche Regelung Inverkehrbringen WU-Bauwerke nach WU-Richtlinie zusätzliche Verwendung CE-Zeichen nach DIN EN 13967 - kein Hinweis zu FBV in der WU-Richtlinie vorhanden - Empfehlung: erhöhte Hinweis- und Beratungspflicht gegenüber Bauherrn (Auswirkungen, Nutzen, Unklarheiten) bauordnungsrechtlich erforderlich abP Verwendbarkeitsnachweis - nur ergänzend zum WU-Bauwerk - zivilrechtlich ist die Einordnung in die a.a.R.d.T. noch unklar - Praxisbewährung in Deutschland noch kurz - technische u. juristische Vergleichbarkeit? Baurechtliche Empfehlungen Regelungen nach DIN 18195 auch wenn FBV die Anforderungen der DIN V 20000-202 erfüllt, bleiben Fragen offen. Das Verbundsystem ist in DIN 18195 eigentlich nicht vorgesehen. DIN 18195 erlaubt keine Teilflächenabdichtungen. DIN 18195 erlaubt keine Verarbeitung unter +5°C. DIN 18195 erlaubt keine Einbindung von Bohrpfählen. DIN 18195 erlaubt keine mechanische Beanspruchung. DIN 18195 erlaubt keine Einbindung von Zugankern. Der Verbund zum Beton ist nicht geregelt. Detaillösungen sind nicht geregelt. Entspricht eine FBV als alleinige hautförmige Abdichtung damit der anerkannten Regel der Technik ? Produkte auf dem deutschen Markt Bauherrn zu Besonderheiten des WU-Entwurfskonzepts in Verbindung mit FBV aufklären. besondere Hinweis- und Beratungspflicht des Objektplaners ! Auswahl von Herstellern FBV-Folien Produktbezeichnung BAS – de GmbH, Bau- und Abdichtungssysteme, Fürth DUAL Proof Dual Proof „light“ WU-Konzept mit qualitätssichernden Maßnahmen erstellen und Dokumentation des Einbaus nachweisen. Grace Construction Products Ltd.; Preprufe®− 160R Worms; contec Preprufe®− 300R; SIKA Deutschland GmbH, Stuttgart SikaProof® A 05, SikaProof® A 08, SikaProof® A 12 StekoX® GmbH Abdichtungstechnik, Magstadt Polyfleece SX® 1000 Max Frank GmbH & Co. KG, Zemseal® Premium FBV Membran Leiblfing Folientypen Wirkungsmechanismus FBV vlieskaschiert Klebeschicht Beton Beton Vlies Klebeschicht Klebung zum Vlies oder eingeschweißt bisher nur im Ausland: bituminöse Folie o.ä. (PmB mit besandeter Oberfläche) Wirkungsmechanismus FBV Wirkungsmechanismus FBV vlieskaschiert Deckfolie Vlies 0,50 Vlies Klebeschicht Deckfolie 0 Deckfolie (HDPE, Polyolefin, PVC) 1,0 mm Kleber 0 0,50 1,0 mm 0 0,20 mm Folie mit drucksensibler, adhäsiver Klebeschicht unter perforierter Schutzschicht Deckfolie 0,20 mm 0,50 1,0 mm Wirkungsmechanismus FBV Wirkungsmechanismus FBV Vlies Vlies 0,20 mm 0,20 mm Deckfolie Wirkungsmechanismus FBV Deckfolie als Primärschutz vor Wasserzutritt + Ergänzende Materialien Verbund zum Beton verhindert seitlichen (lateralen) Feuchtetransport, falls Fehlstellen oder Beschädigungen an Deckfolie auftreten selbstklebende Tapes (Klebestreifen) für Stoßfugen und Reparaturen, Klebebänder Heißklebepistolen Flüssigmembrane für Durchdringungen Anschlussbändern/Übergänge an mineralische Untergründe spezielle Verarbeitungswerkzeuge (z.B. Rollen) zum Teil Formstücke (Innen- / Außenecken) Boden Beton Mögliche Anwendungen Mögliche Anwendungen zusätzliche Sicherheit (Robustheit) bei hochwertigen Nutzungen oder geometrisch komplexen WU-Bauwerken überwiegend Sohlplatten günstig bei zwangsbeanspruchten Bodenplatten mit Rissbreitenbegrenzung (z.B. Bohrpfahlgründung) und gleichzeitiger hochwertiger Nutzung überwiegend Sohlplatten Einbaualternative bei fehlender Zugänglichkeit und Rissbreitenbegrenzung (Entwurfskonzept b) nach WU-Rili) überwiegend Sohlplatten Schutzschicht bei chemisch angreifenden Böden und Grundwässer Sohlplatten und Wände Bildquelle: M. Köhler-Heurich, BAS Mögliche Anwendungen Schutzschicht gegenüber Gasen (Radon, Methan in Bergsenkungsgebieten) Sohlplatten Mögliche Anwendungen Sohlplatten von Tiefgaragen Beschichtung zum Schutz vor Chlorideintrag: OS8 oder OS11b ? dynamisch beanspruchte WU-Bauteile (einschl. Erdbeben) wechselnde Rissweiten Sohlplatten und Wände Bauteile, die spätem Zwang unterliegen Sohlplatten und Wände unplanmäßige Risse Bauteile, die nachträglich bei Durchfeuchtung nur schwer instandzusetzen sind. Sohlplatten Risse Problem: rückwärtige Feuchte bei gerissenen Boden- / Sohlplatten Hinterfeuchtung oder ggf. osmotischer Druck mögliche Lösung bei Neubau: Frischbetonfolie (FBV) verhindert Feuchtedurchtritt an nachträglichen Rissen (z.B. aus späten Zwang) Blasenbildung Vermeidung von Blasenbildung Risiko osmotisch bedingter Blasenbildung FBV rückwärtige Feuchte (Riss) Untersuchungen an FBV seit 2014 Rissüberbrückende Wirkung Frischbetonverbundfolien dürfen über Arbeitsfugen (AF) und Sollrissfugen (SF) angeordnet werden. FBV darf nicht über Dehnfugen (DF) durchlaufen. AF einige 1/10 mm Rissöffnung SF 1 bis 3 mm Rissöffnung Vermeiden rückwärtiger Feuchte (Riss) DF 10 bis 30 mm Rissöffnung Untersuchungen an FBV-Folie Extreme Temperaturen Durchstanzen / Hitze Zentrischer Zugversuch Porosität der Randzone Einflussgröße Abschätzung des Nutzungsbereichs; Glastemperatur; Erweichungstemperatur Robustheit gegen mechanische Verletzung oder gegen Hitzeeinwirkung Streckgrenze und Dehnung Einfluss auf Gefügedichtigkeit Untersuchungen zur Verbundwirkung Einflussgröße - unterschiedliche Betone (w/z-Werte) Haftzugversuch/Abrissfestigkeit - Betonalter, - Verdichtungszustand - Verschmutzungsgrad Adhäsionfestigkeit: - Verschmutzungsgrad/ Reinigungsaufwand Peel-Strength Test nach ASTM D903 - Betonierdruck Widerstand gegen Hinterläufigkeit: lateraler (seitlicher) Feuchtetransport - Verschmutzungsgrad und im WU-Prüfstand in Anlehnung an Reinigungsaufwand DIN 12390 T8 Rissüberbrückung und seitliche Ablösung bei Rissöffnung - Rissüberbrückung Temperaturverhalten (qualitativ) Temperaturdehnversuche an FBV Tg Glasübergangsbereich Schmelztemperaturbereich In Schlaufen gelegte Folien 100 mm x 50 mm, belastet mit 20 kg Masse bei versch. Temperaturen (jeweils 1h Lagerung) spröde Folie 3 Folie 1 Tm Folie 2 viskoelastisch Gebrauchstauglichkeitsbereich zähflüssig -20 °C -40 °C -35 °C -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 Temperatur in °C Zentrische Zugdehnung Haftzugversuche an FBV 18,0 obere Streckgrenze Spannung in N/mm² 16,0 14,0 Folie 3 12,0 10,0 8,0 Folie 2 Bruchdehnung bis 3000 % Folie 1 6,0 4,0 2,0 0,0 0 200 400 600 Dehnung in % 800 1000 1200 Peel-Strength-Test nach ASTM D903 Peel-Strength-Test nach ASTM D903 Versuchsdurchführung Peel Strength • In Anlehnung an ASTM D903 • Spezielle Probeköper mit anbetonierten Folienausschnitten 150 mm 300 mm Streifen 1 50 mm Streifen 2 50 mm Streifen 3 50 mm Messbereich • In Anlehnung an ASTM D903, spezielle Probekörper • Abziehgeschwindigkeit der Folienstreifen 50mm/min • Zugkraft angesetzt im 180°-Winkel • Ziel der Bestimmung der mittleren Zugkraft beim Abziehen der Folie Verbundeigenschaften • Überprüfung des Einflusses der Verschmutzung und Reinigungsaufwandes auf den Haftverbund Einspannbereich Peel-Strength-Test nach ASTM D903 Mittlere Abziehkraft 120 Randbereich 1 Zugkraft in N 100 Einflussgröße Randbereich 2 Messbereich (Peel Strength) Zeitspanne 120 sec. 80 mittlere Zugkraft in N Folientyp 1 unbehandelt; ohne Verschmutzung xm ± s = 44 ± Folientyp 2 unbehandelt; ohne Verschmutzung xm ± s = 74 ± 24 Folientyp 3 unbehandelt; ohne Verschmutzung xm ± s = 138 ± 15 9 60 Folie 3 Mittelwert der Zugkraft 40 Folie 1 20 Folie 2 0 0 60 120 180 240 Zeit in Sekunden 300 360 420 Folientyp 1 Folientyp 2 Folientyp 3 Reinigungsaufwand bei Zementverschmutzung Verschmutzung mit Zementschlämme unverschmutzt Nassreinigung Trockenreinigung Ohne Reinigung Peel strength nach ASTM D903-98 an 50 mm breiten Streifen; Verschmutzung mit Zementschlämme • w/z-Wert: 1,0 • Vollflächiges aufgießen auf FBV-Folien • 1 Tag Trockendauer • n = 72 Versuche Reinigungsaufwand bei Verschmutzung Reinigungsaufwand bei Verschmutzung Zementschlämme w/z = 1,0 Alter: 1 Tag Zementschlämme Nassreinigung bindiger Boden Nassreinigung schonende Nassreinigung mit Dampfstrahler, Abstand ca. 50 cm, breiter Düsenstrahl Prüfung auf seitl. Hinterlaufen • • • • in Anlehnung an DIN EN 12390-8 und ASTM D6385 WU-Prüfstand und eingefärbten Wasser (fluoreszierender Tracer) 5 bar Wasserdruck auf Fehlstelle in Folie über 3 Tage Messung der seitlichen (lateralen) Wassereindringung Versuchsaufbau zur Bestimmung des seitlichen Wassereindringens im WU-Prüfstand (DIN EN 12390 T8) Prüfung auf seitl. Hinterlaufen Prüfung auf seitl. Hinterlaufen • • • • in Anlehnung an DIN EN 12390-8 und ASTM D6385 WU-Prüfstand und eingefärbtes Wasser (fluoreszierender Tracer) 5 bar Wasserdruck auf Fehlstelle in Folie über 3 Tage Messung der seitlichen (lateralen) Wassereindringung Versuchsaufbau zur Bestimmung des seitlichen Wassereindringens im WU-Prüfstand (DIN EN 12390 T8) Verschmutzung mit bindigem Boden Folientyp 1 Referenz ohne Verschmutzung RG1 Nassreinigung RG2 Trockenreinigung RG3 ohne Reinigung Folientyp 2 Folientyp 3 Verschmutzung mit bindigem Boden seitlicher Feuchtetransport zwischen FBV-Folie und Beton in mm Referenz ohne Verschmutzung 10 Verschmutzung mit bindigem Boden Verschmutzung mit bindigen Boden Nassreinigung Trockenreinigung ohne Reinigung 5x 0 0 mm 0,2 -10 Folie 3 -20 Folie 1 Folie 2 -30 -40 -50 -60 bei 62,5 mm vollständiges Hinterlaufen des Probekörpers -70 Empfehlungen Verschmutzung mit Zementschlämme Referenz seitlicher Feuchtetransport zwischen FBV-Folie und Beton in mm Zustand nach Trockenreinigung ohne Verschmutzung Verschmutzung mit Zementschlämme Nassreinigung Trockenreinigung ohne Reinigung starke Verschmutzungen durch bindige Böden oder Schalöle sind zu entfernen (Nassreinigung !) 10 0 Folie 3 -10 -20 -30 -40 Folie 1 Folie 2 -50 -60 -70 bei 62,5 mm vollständiges Hinterlaufen des Probekörpers Dies bedeutet für die praktische Anwendung: • Auftretende Verschmutzungen vor dem Betoneinbau sind zu beseitigen • Nassreinigung ist einer Trockenreinigung vorzuziehen beispielweise durch Dampfstrahler • Einweisung des Baustellenpersonals und Vorhaltung geeigneter Reinigungsgeräte erforderlich Verfärbungen durch Rostflecke stellen i.d.R. kein Problem dar. Probleme bei Ausführung Glatte Unterlage / Abstandhalter Verbundstörungen (Erdreich / Zementschlämme / Schalöl, Rödeldraht, Schnee, Eis, Auslaufen von Schlämme bei Tagesfeld-Arbeitsfugen) hohe Temperaturdehnung (lange Sonneneinstrahlung vorund nach dem Ausschalen bei Wänden) αt ≈ 10 bis 20*10-5 1/K Faltenwurf durch große Formänderungen/Längungen Blasenbildung durch osmotische Drücke unebene Unterlage (Aufreißen der Nahtstellen durch Setzungen) niedrige Temperaturen (Klebe- und Nahtstellen schwierig herzustellen) punktuelle Verletzungen (Hitze durch Schweißarbeiten, spitze Gegenstände vermeiden) Beschädigungen durch Dampfstrahler Kugelkopfaufsatz an Vlieslage: 7 cm Abstand: Kugelkopfaufsatz an Vlieslage: 7 cm Abstand: Bildquelle: M. Köhler-Heurich, BAS Hitzeeinwirkung 150 °C Heißluftpistole 9 cm Abstand 6 min Dauer 200 °C Breitstrahl an Klebeschicht 1 cm Abstand: Heißluftpistole 9 cm Abstand 6 min Dauer punktuelle Verletzungen Hitzeeinwirkung / Durchstoßen lokale Hitzeeinwirlung Latthammer Bewehrungsstahl Splittgestein Nägel (Schweißbrenner, Zigarette) (Hammer, Bewehrung) Rissüberbrückende Wirkung ? Prüfung auf Rissüberbrückung 60 Frischbetonverbundfolien dürfen über Arbeitsfugen (AF) und Sollrissfugen (SF) angeordnet werden. FBV darf nicht über Dehnfugen (DF) durchlaufen. SF 1 bis 3 mm Rissöffnung DF 10 bis 30 mm Rissöffnung Gibt es eine Ablösung der FBV bei großer Rissöffnung? Oder wann reißt die FBV? 10 50 Dehnung in % AF einige 1/10 mm Rissöffnung vermeiden ! mechanische Durchdringung 40 15 Rissbreite in mm 20 25 30 35 30 Gelöster Verbund 20 12 34 5 10 Intakter Verbund 0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Abstand zur Risslinie in cm Einflussbereich der Verbundstörung seitlich neben dem Riss; Kurvenschar der Foliendehnungen mit Scharenparameter Rissbreite, Folientyp 1 (Quelle: Bachelorarbeit Ulli Heinlein, TH Nürnberg) 7,0 Ergebnis der Untersuchungen Nachweisbare Verbundwirkung bei FBV und Verhinderung des seitlichen Feuchtetransports Vorsicht bei verschmutzen Flächen (Böden, Zementschlämme): Beeinträchtigung des Verbundes. Nassreinigung erforderlich ! Bauausführung Rissüberbrückende Wirkung ohne wesentliche seitliche Ablösung der Folien auch bei großen Rissöffnungen nachweisbar mechanische Anfälligkeit gegenüber spitzen Gegenständen (Durchstoßen) und starker Hitzeeinwirkung vorhanden Anforderungen aus Verw.-Nachweis Anforderungen an Untergrund Lücken ≥ 12 mm schließen Vorsicht bei Splittmaterial oder scharfe Grate in Unterlage Betondruckfestigkeit mind. 10 N/mm² Offene Fragen Ist der Verbund vollflächig und an jeder Stelle vorhanden ? Ist die Verbundwirkung abhängig vom Frischbetondruck? Lange Standzeiten in der Sonne (Temp.-dehnung) Arbeitsmodell WU Ist der Betonverbund zum Vlies konsistenzabhängig? Verbund zur Unterseite der Abstandhalter? Dauerhaftigkeit / Langzeitverhalten / Rezyklierbarkeit Rutschhemmung / Arbeitssicherheit nach BGR 181 Lagerungsbeiwerte μ zwischen Follie und Unterlage Gilt das Arbeitsmodell WU noch ? Gilt das Arbeitsmodell WU noch ? Betonrandzone auf der wasserzugewandten Seite? Quellwirkung Zementstein? Selbstheilung Beton ? keine Austrocknung möglich; Zementstein ist wassergesättigt ähnlich dem Kernbeton Dichtigkeit Betonrandzone ? eher besser durch günstige Nachbehandlung und w/zReduzierung bei Vliesen Dichtigkeit Betonrandzone ? eher besser durch günstige Nachbehandlung und w/zReduzierung bei Vliesen Korrosionsschutz? geringere Carbonatisierung Wirkt der Verbund wie eine Rissbewehrung ? Einfluss auf Mikrorissbildung? Betonrandzone luftzugewandte Seite ? luftseitige Austrocknung ? einseitig stärkere Austrocknung oder kein signifikanter Einfluss? Baurechtliche Empfehlungen Bauherrn für Besonderheiten WU-Entwurfskonzept in Verbindung mit FBV aufklären besondere Hinweis- und Beratungspflicht ! Zusammenfassung Entscheidungsfindung hoher Mehraufwand (Kosten/Zeit) Abwägung FBV-Entscheidung hochwertige Nutzung? (Zugänglichkeit, nachträglicher Instandsetzungsaufwand) negative Auswirkung „Restrisiko Risse“ hoch? auf DGNB- /LEED(hoher Detailaufwand, schlecht zu erfassende Zertifizierung Lastfälle, später Zwang usw.) Risikominimierung für Bauherrn wichtig? vergleichbare Produkteigenschaften Abwägung Produktentscheidung geregelt / abP / Norm Kosten WU-Konzept mit qualitätssichernden Maßnahmen erstellen und Dokumentation bzw. Objektüberwachung nach HOAI-Leistungsphase 8 einfordern + Pro - Contra verhindert primär Wassereintrag keine späte Durchfeuchtung von Rissen wirksame Nachbehandlung durch Folie (höherer Hydratationsgrad in der wasserseitigen Betonrandzone) Schutz bei chemischen Angriff Handhabbarkeit auf Baustelle (Verlegung, Reinigung, Tapes, Anschlüsse) - handwerklich aufwändig (Untergrund, Überlappung, Witterung, Durchdringungen, Abstandhalter usw.) deutliche Mehrkosten Verlängerung der Bauzeit Dauerhaftigkeit hinreichend? Rezyklierung bei Rückbau? zusätzliche Sicherheit bei nicht berücksichtigten Lastfällen Nutzen ? Aufwand ? FAZIT nachweisbare Verbundwirkung bei FBV und Verhinderung des seitlichen Feuchtetransports (Hinterlaufens) Vorsicht bei verschmutzen Flächen: Beeinträchtigung des Verbundes Reinigung erforderlich ! zusätzliche Sicherheit (Robustheit) bei hochwertigen Nutzungen oder geometrisch komplexen WUBauwerken; senkt das Planungsrisiko. günstig bei zwangsbeanspruchten Bodenplatten mit Rissbreitenbegrenzung (z.B. Bohrpfahlgründung) und gleichzeitiger hochwertiger Nutzung Einbaualternative bei fehlender Zugänglichkeit und Rissbreitenbegrenzung (lokal oder flächig) Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
© Copyright 2024 ExpyDoc
