WU-Beton

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WU-Beton bezeichnet wasserundurchlässigen Beton.

Dabei ist nur die Materialeigenschaft des Betons, nicht aber des Bauwerks gemeint. Wasserundurchlässig bedeutet in diesem Fall allerdings nicht wasserdicht, eine Wasserdampfdiffusion ist theoretisch durch Austrocknung des Betons weiterhin möglich.

Nach DIN 1045-2:2008–08 und DIN EN 206 (2017-01) (mit den Ergänzungen A1 und A2) wird Festbeton mit dieser besonderen Eigenschaft als „Beton mit hohem Wassereindringwiderstand“ bezeichnet.

WU-Beton wird zum Beispiel beim Bau von Wassertürmen, Wasserbehältern, Badebecken, Kläranlagen, Wannen im Grundwasser, Rohrleitungen, Staumauern und Uferbefestigungen eingesetzt.

Um die Anforderung an den hohen Wassereindringwiderstand zu erfüllen, ist die Dichtigkeit des Zementsteins entscheidend. Daher darf der Wasserzementwert bei Bauteilen bis 40 cm Dicke nicht über 0,6 liegen. Bei Bauteilen über 40 cm nicht über 0,7. Es empfiehlt sich den Wert aufgrund von unvermeidlichen Streuungen auf der Baustelle um 0,05 niedriger anzusetzen. WU-Beton verhindert den Durchtritt von flüssigem Wasser hauptsächlich durch die Wasserundurchlässigkeit vom Zementstein. Bei einem Kapillarporenraum kleiner als 20 Vol.-% verbinden sich die Kapillarporen in der Regel nicht mehr durchgängig wodurch der Zementstein wasserundurchlässig wird. Die Diffusion von Wasserdampf wird ab einer Bauteilstärke von 200 mm ebenfalls unterbunden. Eine ausreichende Festigkeit des Betons ist auch wichtig. Bei Verwendung von WU-Beton gegen das Eindringen von Wasser, zum Beispiel bei im Grundwasserbereich liegenden Baukörpern (weiße Wanne), kann auf eine zusätzliche Dichtungsschicht verzichtet werden.

Die zulässigen Trennrissbreiten richten sich bei WU-Bauwerken nach dem Verhältnis Druckwasserhöhe zu Bauteildicke. In jedem Fall dürfen Risse jedoch nicht 0,2 mm überschreiten.

Hinsichtlich der Anforderungen an die Trennrissbreiten werden in der WU-Richtlinie die Entwurfsgrundsätze A, B und C aufgeführt. Der Entwurfsgrundsatz A lautet Trennrisse zu vermeiden indem konstruktive, betontechnische und ausführungstechnische Maßnahmen festgelegt werden. Bei B werden zulässige Trennrissbreiten definiert wenn der Wasserdurchtritt durch Selbstheilung der Risse begrenzt werden soll. Die zulässigen Trennrissbreiten richten sich bei hier nach dem Verhältnis Druckwasserhöhe zu Bauteildicke. In jedem Fall dürfen Risse jedoch nicht 0,2 mm überschreiten. Es wird hier vorausgesetzt dass Wasser während der Bauphase von außen ansteht und durch die Risse strömt, welche sich dann durch Selbstheilung schließen. Diese Bauweise funktioniert allerdings nicht wenn der Hochstand des Wassers erst später in der Nutzungsphase eintritt, weil sich so die Risse teilweise nicht zusetzen können. Bei dem Entwurfsgrundsatz C werden höhere Trennrissbreiten zugelassen, welche später mit planmäßigen Dichtungsmaßnahmen verschlossen werden.

Feuchtetransport[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nach neueren Untersuchungen[1][2] findet der Feuchtetransport in einem ca. 70 mm starken Kapillarbereich in den Beton hinein unabhängig vom hydrostatischen Druck statt, während auf der Luftseite das Bauteil langsam bis zur Gleichgewichtsfeuchte austrocknet (es handelt sich hierbei um das Anmachwasser). Solange sich die ca. 80 mm starke Austrocknungsschicht im Diffusionsbereich nicht mit dem Kapillarbereich überschneidet, findet im Kernbereich des Bauteils kein Wassertransport statt. Hieraus resultiert eine Bauteilstärke von mindestens 200 mm.

Beanspruchungsklassen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die WU-Richtlinie kennt zwei Beanspruchungsklassen:

  • Beanspruchungsklasse 1 (BKL-1), für ständiges und zeitweise drückendes Wasser, wie auch WU-Dächer.
  • Beanspruchungsklasse 2 (BKL-2), Bodenfeuchtigkeit und an der Wand ablaufendes Wasser.

Nutzungsklassen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die WU-Richtlinie kennt zwei Nutzungsklassen:

  • Nutzungsklasse A (NKL-A), Standard im Wohnungsbau, Lagerräume mit hochwertiger Nutzung, mit zusätzlichen Maßnahmen auch Büros. Feuchtstellen auf der Bauteiloberfläche sind nicht zulässig.
  • Nutzungsklasse B (NKL-B), Garagen, Installationsschächte, Lagerräume mit geringen Anforderungen. Feuchtstellen mit Wasserdurchtritt(Wasserperlen) sind zulässig.

Entwurfsgrundsätze[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die WU-Richtlinie kennt drei Entwurfsgrundsätze:

[a] Rissvermeidung, durch die Wahl geeigneter konstruktiver, betontechnischer und ausführungstechnischer Maßnahmen.

[b] Rissverteilung, es werden derart kleine Rissbreiten für die BKL-1 gewählt, dass der Wasserdurchtritt mittels "Selbstheilung" geringer wird.(Nur bei anstehendem Wasser gibt es „Selbstheilung“, nur für NKL-B anwendbar, bei wechselnden Wasserständen kommt es während der Nutzung zu Wasserduchtritt in flüssiger Form, was die NKL-A ausschließt).

[c] Rissbildung mit planmäßiger nachträglicher Behandlung. Es sollen Risse in definierten Bereichen entstehen die durch geplante lokale Maßnahmen dauerhaft geschlossen werden.

Weiße Wanne[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei sogenannten „Weißen Wannen“ oder auch „WU-Wannen“ handelt es sich um ein von allen Seiten wasserundurchlässiges Bauwerk nur aus wasserundurchlässigem Beton ohne zusätzliche Dichtungsbahnen. Üblicherweise befindet es sich im Bereich des Grundwassers (Keller). Für ein wasserundurchlässiges Bauwerk braucht es mehr als nur wasserundurchlässigen Beton. Auch in statischer Hinsicht muss gewährleistet sein, dass der Beton im Zustand 1, also ungerissen verbleibt. Risse müssen rechnerisch auf höchstens 0,2 mm begrenzt werden. Zudem müssen Arbeits- und Dehnfugen sicher abgedichtet werden.

Der Einbau des Betons muss sorgfältig und mit gründlicher Verdichtung durchgeführt werden. Des Weiteren ist eine sorgfältige Nachbehandlung des Betons sehr wichtig.

Die Rissbreite wird durch unterschiedliche Maßnahmen beeinflusst:

  • Bauteilstärke
  • Bauteilgröße / Abstand von Fugen (Sollrissfugen, Arbeitsfugen, Dehnfugen)
  • Zwängungen aus Temperatur während des Abbindens (der Beton wird auf Grund der Abbindevorgänge warm und danach kühlt er wieder ab, wenn er bereits erhärtet ist)
  • Betonrezeptur,
  • Verwenden von Zement mit niedriger Wärmeentwicklung,
  • Zwängungen aus Last, Menge und Art der Bewehrung (viele dünne Stähle sind günstiger als wenige dicke (=>mehr Risse aber kleinere), Mattenbewehrung ist vorteilhaft)
  • Maßnahmen beim Einbau und der Nachbehandlung des Betons

In Deutschland regelt die Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStB) „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie)“ (Dezember 2017) Bauwerke mit entsprechenden Eigenschaften. Für Österreich gibt es die Richtlinie „Wasserundurchlässige Betonbauwerke – Weiße Wannen“ (März 2009) der Österreichischen Vereinigung für Beton- und Bautechnik.

Empfohlene Mindestbauteildicken[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die in der WU-Richtlinie empfohlenen Mindestbauteildicken richten sich nach der Beanspruchungsklasse, also der Art des auftretenden Wassers. Die Beanspruchungsklasse 1 gilt bei ständig und zeitweise drückendem Wasser. Die Beanspruchungsklasse 2 gilt bei Bodenfeuchte und an der Wand ablaufendem Wasser.

Die empfohlenen Mindestgesamtdicken von WU-Betonbauteilen in Millimetern lassen sich in der Tabelle ablesen:[1]

Bauteil Beanspruchungsklasse Ausführungsart
Ortbeton Elementwände oder Elementdecken mit Ortbetonergänzung Fertigteile
Wände 1 240 240 200
2 200 240 100
Bodenplatte 1 250 - 200
2 150 - 100
Dächer ohne Wärmedämmung 1 200 240 180
Dächer mit Wärmedämmung 1 180 220 160

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. a b R. Beddoe, R. Springenschmid: Feuchtetransport durch Bauteile aus Beton. In: Beton- und Stahlbetonbau. 94 (1999) H. 4, S. 158–166, zitiert nach Regelungen und Empfehlungen für wasserundurchlässige (WU-)Bauwerke aus Beton, siehe Weblinks.
  2. M. Fastabend, E. Eßler, B. Schücker, M. Albert: Weiße Wannen mit hochwertiger Nutzung. In: Beton- und Stahlbetonbau. 105 (2010) H. 5, S. 304–317.