Ch. Dauberschmidt, S. Vestner, E. von Thermann: Tiefgaragen mit unbeschichteten Stahlbeton-Bodenplatten Tab. 1
Ergebnisse der RCM-Versuche an Betonen verschiedener Bauvorhaben Results of the RCM-Test on concrete mixtures of different construction projects
Bauvorhaben
Einheit
A
B
C
D
ermittelter Chloridmigrationskoeffizient DRCM,0
m2/s
1,48 · 10–12
0,84 · 10–12
0,18 · 10–12
< 0,10 · 10–12
Referenzzeitpunkt der Bestimmung des Diffusionskoeffizienten
Tage
90
90
75
63
Geforderter Chloridmigrationskoeffizient DRCM,0 nach [8]
m2/s
< 5,0 · 10–12
Angesetzter Chloridmigrationskoeffizient in [9]
m2/s
1,9 · 10–12
4,0 · 10–12 m²/s angegeben. Die Notwendigkeit der Bestimmung des Chloridmigrationskoeffizienten führte im Bauablauf zu der Problematik, dass die ausführende Firma die Bodenplatte betonieren musste, bevor die Ergebnisse des RCM-Tests vorlagen. Da die ausführenden Firmen verständlicherweise nicht bereit waren, das Risiko zu übernehmen, einen nicht ausreichend dichten Beton eingebaut zu haben, wurde dieses Risiko vom Bauherren getragen. Dazu ist es allerdings erforderlich, die Betonrezeptur mit einem Betontechnologen im Vorfeld abzustimmen, der dann den Bauherren über die möglichen Risiken aufklärt. Bei den betreuten Bauvorhaben lagen alle ermittelten Chloridmigrationskoeffizienten unterhalb des im Leistungsverzeichnis geforderten maximalen Wertes. Es wurde sogar in allen Fällen der in [9] angesetzte Wert von 1,9 · 10–12 m²/s deutlich unterschritten. Mit zunehmender Erfahrung bei der Erstellung der Betonrezeptur konnten die Betonzusammensetzungen hinsichtlich der Dauerhaftigkeit von Bauwerk zu Bauwerk weiter optimiert werden. Dies führte bei dem für Bauvorhaben D eingesetzten Beton dazu, dass selbst bei einer Verlängerung der Versuchsdauer von 4 auf 8 bzw. 15 Tage keine einheitliche Chlorideindringfront im Beton festgestellt werden konnte. Die maximal lokal feststellbaren Eindringtiefen lagen zwischen 4 und 7 mm. Schätzt man aus einer mittleren Eindringtiefe von 3 mm (sichere Seite) und der Prüfzeit einen Migrationskoeffizienten ab, so ergibt sich ein Wert von DRCM,0 = 0,10 · 10–12 m2/s, Tab. 1. Somit sind bei allen Bauvorhaben Betone eingesetzt worden, bei denen im Falle der Rissfreiheit mit einer Dauerhaftigkeit von über 50 Jahren auch bei Verzicht einer Beschichtung zu rechnen ist.
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Überprüfung der Chloridbelastung
Auch wenn die aktuellen Rechenansätze belegen, dass die unbeschichteten Bodenplatten so dicht gegenüber Chloriden sind, dass mit Korrosion der Bewehrung innerhalb einer Nutzungsdauer von 50 Jahren nicht zu rechnen ist, wird das Eindringen der Chloride in gewissen Zeitabständen gemäß den Empfehlungen von [6] über574
Beton- und Stahlbetonbau 107 (2012), Heft 9
Tab. 2
Eingangsparameter der Dauerhaftigkeitsabschätzung Bauwerk A Input parameter for durability assessment of building A
Chloridmigrationskoeffizient DRCM,0 (max. an Betonmischung bestimmter Koeffizient) Referenzzeitpunkt der Bestimmung des Migrationskoeffizienten
1,48 · 10–12 m2/s 90 Tage
Ausgangschloridgehalt des Betons C0
0,1 M.-%/z.
Oberflächenchloridkonzentration in der Tiefe Δx
2,8 M.-%/z. Wert aus [9]
Alterungskoeffizient a (auf der sicheren Seite für einen CEM III/B angenommen)
0,45 Wert aus [9]
Mittlere Umgebungstemperatur
282 K Wert aus [9]
Konvektionszone bzw. Ersatztiefe Δx
8,9 mm Wert aus [9]
prüft. Am Bauwerk A wurden deswegen nach drei Jahren Nutzungsdauer tiefengestaffelt Chloridgehalte der Bodenplatte bestimmt. Dabei wurden die Entnahmestellen hinsichtlich der zu erwartenden Chloridbelastung möglichst unterschiedlich gewählt: untersucht wurde z. B. die bevorzugte Parkbucht im Bereich eines Supermarktes (häufige Fluktuation der PKW bei zu erwartender starker Chloridbelastung) und die Parkbucht eines Mieters mit geringer Fluktuation. Die ermittelte Chloridbelastung ist in Bild 2 dargestellt. Der maximale Chloridwert lag bei 0,61 M.-%/z. in einer Tiefe von 10 mm. Ausgehend von diesen Ergebnissen wurde nun untersucht, welche Chloridbelastung bei einer Nutzungsdauer von drei Jahren anhand der o. g. Rechenansätze zu erwarten ist. Dabei wurden die in Tab. 2 gezeigten Eingangsparameter eingesetzt. Das Ergebnis dieser Berechnung ist ebenfalls in Bild 2 dargestellt. Es zeigt sich, dass die ermittelten Chloridwerte unterhalb der prognostizieren Werte liegen. Ob damit eine Verlängerung der Dauerhaftigkeit einhergeht, wird sich erst bei Untersuchungen der Chloridbelastung nach z. B. zehn Jahren zeigen, da sich erst dort Jahresschwankungen vergleichmäßigt haben werden.