Schutz und Instandsetzung von Betontragwerken: [Grundlagen, Planung und Instandsetzungsprinzipien nach neuer Norm]
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| Sprache: | Deutsch |
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Düsseldorf
Verlag Bau+Technik
2008
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
Vorwort 5
1 Einführung 15
1.1 Allgemeines 15
1.2 Regelwerke für Schutz- und Instandsetzung von Betonbauteilen 16
1.3 Die europäische Normenreihe EN 1504 17
1.4 Die Bedeutung der Planung bei Schutz- und
Instandsetzungsmaßnahmen 20
2 Eigenschaften von Beton 25
2.1 Allgemeines 25
2.2 Entwicklung des Betons im 20. Jahrhundert 25
2.2.1 Betonzusammensetzung und Herstelltechnologie 25
2.2.2 Bewehrungen für Beton 30
2.2.3 Entwicklung der Normung von Beton/Stahlbeton 32
2.3 Zusammensetzung und Festigkeiten des heutigen Betons 33
2.3.1 Allgemeines 33
2.3.2 Zementstein 34
2.3.3 Gesteinskörnung 35
2.3.4 Festigkeit 36
2.3.5 Expositionsklassen 38
2.4 Beschaffenheit des oberflächennahen Betons 39
2.4.1 Allgemeines 39
2.4.2 Zusammensetzung des oberflächennahen Betons 39
2.4.3 Oberflächenzugfestigkeit des Betons 41
2.4.4 Betonrisse 43
2.4.4.1 Allgemeines 43
2.4.4.2 Beschränkung der Rissbreite 43
2.4.4.3 Selbstheilung von Rissen 46
2.4.4.4 Rissbreitenänderungen 48
2.4.4.5 Sicherstellung der Dauerhaftigkeit von Stahlbetonbauteilen
bei gerissenen Verkehrsflächen 48
3 Schädigungsmechanismen beim Stahlbeton 53
3.1 Schadensursachen nach ENV 1504-9 53
3.2 Schäden des Betons durch chemische, physikalische und
mechanische Einwirkungen 53
3.2.1 Allgemeines 53
3.2.2 Chemische Einwirkungen 54
3.2.2.1 Allgemeines 54
3.2.2.2 Lösender Angriff 55
3.2.2.3 Treibender Angriff 56
3.2.3 Biogener Schwefelsäureangriff 60
3.2.4 Frost- und Frost-Tausalz-Angriff auf Beton 61
3.2.5 Mechanischer Verschleiß 62
7
3.3 Korrosion von Stahl in Beton 64
3.3.1 Allgemeines 64
3.3.2 Elektrochemische Grundlagen zur Korrosion von Metallen 64
3.3.2.1 Allgemeines 64
3.3.2.2 Elektrochemische Korrosion von Metallen 64
3.3.2.3 Aktivität, Passivität und Immunität 63
3.3.2.4 Passivität und Depassivierung bei Stahl im Beton 70
3.3.3 Korrosionseinleitende Vorgänge 72
3.3.3.1 Allgemeines 72
3.3.3.2 Karbonatisierung des Betons 72
3.3.3.3 Eindringen von Chloriden in den Beton 73
3.3.3.4 Kritischer Chloridgehalt von Stahl in Beton 75
3.3.4 Korrosionsarten bei Stahl im Beton 8fl
3.3.4.1 Allgemeines 80
3.3.4.2 Korrosion infolge Karbonatisierung des Betons ^
3.3.4.3 Chloridinduzierte Korrosion 85
3.3.4.4 Abtragende Korrosion im Bereich von Rissen im Beton 93
3.3.4.5 Streustrominduzierte Korrosion ^
3.3.4.6 Korrosionsmechanismen und Prüfverfahren bei Spannstählen 99
4 Bestimmung des Ist-Zustandes von Bauwerken und Schadensprognosen .103
4.1 Generelle Vorgehensweise 1^
4.2 Zustandsanalyse 1 3
4.2.1 Allgemeines 1°3
4.2.2 Vorhandene Betonqualität 1°5
4.2.2.1 Allgemeines 1°5
4.2.2.2 Betondruckfestigkeit am Bauwerk 1°5
4.2.2.3 Gefügestörungen und Hohlstellen im Beton 1^
4.2.2.4 Wasseraufnahme des Betons 1
4.2.2.5 Karbonatisierungswiderstand des Betons 11v
4.2.2.6 Chlorideindringwiderstand des Betons ^
4.2.2.7 Elektrischer Widerstand des Betons 12^
4.2.2.8 Widerstand des Betons gegen Frosteinwirkung ^
4.2.3 Oberflächenzugfestigkeit des Betons ^
4.2.4 Bestimmung des Feuchtegehaltes im Beton 1*
4.2.4.1 Allgemeines ™
4.2.4.2 Feuchtedefinitionen und Folientest nach RL-SIB 13^
4.2.4.3 Feuchtezustand von Rissen und Hohlräumen nach RL-SIB 13^
4.2.4.4 Darren als direkte Methode 13
4.2.4.5 CM-Methode 13
4.2.4.6 Feuchtemessgeräte 13.
4.2.4.7 Einbausensoren für Feuchtemessungen 13C
4.2.5 Bestimmung von Rissmerkmalen 11
4.2.5.1 Allgemeines 1*
4.2.5.2 Rissverlauf 1*J
4.2.5.3 Risstiefe 1*
4.2.5.4 Rissbreite 1T,
4.2.5.5 Rissbreitenänderung ^T,
4.2.5.6 Zustand der Risse/Rissflanken
8
4.2.5.7 Vorangegangene Maßnahmen 145
4.2.6 Betondeckung 145
4.2.6.1 Allgemeines 145
4.2.6.2 Magnetische Gleichfeldverfahren 145
4.2.6.3 Induktive Messverfahren 146
4.2.6.4 Nachweis der Betondeckung am Bauwerk 147
4.2.7 Lage und Durchmesser der Bewehrung 147
4.2.7.1 Allgemeines 147
4.2.7.2 Lage der Bewehrung 147
4.2.7.3 Bewehrungsdurchmesser 148
4.2.8 Korrosionszustand der Bewehrung 149
4.2.8.1 Allgemeines 149
4.2.8.2 Karbonatisierungstiefe 149
4.2.8.3 Chloridverteilung 151
4.2.8.4 Abrostungsgrad der Bewehrung 154
4.2.8.5 Potentialmessungen zur Detektion von Bereichen
mit hoher Korrosionswahrscheinlichkeit 154
4.2.8.6 Korrosionsgeschwindigkeit 162
4.2.8.7 Mehrstufige Vorgehensweise bei der Zustandsanalyse
chloridgeschädigter Bauteile 162
4.2.9 Gefährdung durch Betonkorrosion 163
4.2.9.1 Allgemeines 163
4.2.9.2 Sulfatgehalt 163
4.2.9.3 Identifizierung von Mineralien im Rasterelektronenmikroskop 164
4.3 Prognosen zur weiteren Schadensentwicklung 165
4.3.1 Allgemeines 165
4.3.2 Modelle für den Fortschritt der Betonkorrosionsvorgänge 166
4.3.3 Modelle für den Fortschritt der Karbonatisierung des Betons 167
4.3.4 Modelle für das Eindringen von Chloriden in den Beton 169
4.3.5 Modelle für das Fortschreiten der Korrosion der Bewehrung 171
4.3.6 Vollprobabilistische Modelle für die Prognose der Zuverlässigkeit 175
5 Untergrundvorbereitung, Rissbehandlung, Betonersatz und
Oberflächenschutz nach RL-SIB 179
5.1 Allgemeines 179
5.2 Untergrundvorbereitung 179
5.3 Füllen von Rissen und Hohlräumen 183
5.4 Betonersatz und Reprofilierung mit Instandsetzungsmörteln
und -betonen 188
5.4.1 Allgemeines 188
5.4.2 Beanspruchbarkeitsklassen nach RL-SIB 188
5.4.3 Kunststoff modifizierte Zementmörtel 190
5.4.4 Mörtel und Beton ohne Kunststoffmodifizierung 191
5.4.5 Reaktionsharzgebundene Mörtel und Betone (PC) 191
5.4.6 Betonersatzsysteme 192
5.5 Oberflächenschutz 192
5.5.1 Allgemeines 192
5.5.2 Oberflächenschutz nach RL-SIB 193
5.5.3 Schichtdicken 196
9
6 Instandsetzungsprinzipien und Verfahren nach RL-SIB und EN 1504 199
6.1 Allgemeines 199
6.2 Instandsetzungsprinzipien nach RL-SIB 200
6.2.1 Allgemeines 200
6.2.2 Instandsetzungsprinzip R 201
6.2.3 Instandsetzungsprinzip W 204
6.2.4 Instandsetzungsprinzip C 205
6.2.5 Instandsetzungsprinzipien bei Bewehrungskorrosion infolge Chlorid ... 206
6.2.6 Kathodischer Korrosionsschutz 207
6.3 Prinzipien und Methoden nach Normenreihe EN 1504 208
6.3.1 Allgemeines 208
6.3.2 Prinzip 1: Schutz gegen das Eindringen von Stoffen 212
6.3.2.1 Allgemeines 212
6.3.2.2 Methode 1.1: Hydrophobierung zum Schutz
gegen das Eindringen von Stoffen 212
6.3.2.3 Methode 1.2: Versiegelung zum Schutz
gegen das Eindringen von Stoffen 213
6.3.2.4 Methode 1.3: Beschichtung mit und ohne rissüberbrückende
Eigenschaften zum Schutz gegen das Eindringen von Stoffen 214
6.3.2.5 Methode 1.4: Örtliche Abdeckung von Rissen zum Schutz
gegen das Eindringen von Stoffen 216
6.3.2.6 Methode 1.5: Rissversiegelung zum Schutz
gegen das Eindringen von Stoffen - Schließen von Rissen 217
6.3.2.7 Methode 1.6: Umwandlung von Rissen in Dehnfugen zum Schutz
gegen das Eindringen von Stoffen 217
6.3.2.8 Methode 1.7: Montage von Vorsatzplatten zum Schutz
gegen das Eindringen von Stoffen 218
6.3.2.9 Methode 1.8: Aufbringen von Membranen zum Schutz
gegen das Eindringen von Stoffen 220
6.3.3 Prinzip 2: Regulierung des Wasserhaushaltes des Betons 222
6.3.3.1 Allgemeines 222
6.3.3.2 Methode 2.1: Hydrophobierung zur Regulierung
des Wasserhaushaltes des Betons 222
6.3.3.3 Methode 2.2: Versiegelung zur Regulierung
des Wasserhaushaltes des Betons 223
6.3.3.4 Methode 2.3: Beschichtung zur Regulierung
des Wasserhaushaltes des Betons 224
6.3.3.5 Methode 2.4: Schutzdächer oder Verkleidungen zur Regulierung
des Wasserhaushaltes des Betons 225
6.3.3.6 Methode 2.5: Elektrochemische Behandlung zur Regulierung
des Wasserhaushaltes des Betons 22
6.3.4 Prinzip 3: Betonersatz ... 227
6.3.4.1 Allgemeines . ... . . 22?
6.3.4.2 Methode 3.1: Betonersatz durch Mörtelauftrag von Hand 227
6.3.4.3 Methode 3.2: Betonersatz durch Querschnittsergänzung
durch Betonieren 229
6.3.4.4 Methode 3.3: Betonersatz durch Beton- oder Mörtelauftrag
durch Spritzverarbeitung 2™
6.3.4.5 Methode 3.4: Betonersatz durch Auswechseln von Bauteilen 23°
10
6.3.5 Prinzip 4: Verstärkung 231
6.3.5.1 Allgemeines 231
6.3.5.2 Methode 4.1: Verstärkung durch Zufügen oder Auswechseln
von Bewehrungsstahl 231
6.3.5.3 Methode 4.2: Verstärkung durch Einbau von Verbindungs¬
und Bewehrungsstäben in den Beton in vorgebildete Nuten
oder gebohrte Löcher 232
6.3.5.4 Methode 4.3: Verstärkung durch Laschen aus Stahl
oder Faserlaminat 233
6.3.5.5 Methode 4.4: Verstärkung durch Querschnittsergänzung
mit Mörtel oder Beton 234
6.3.5.6 Methode 4.5: Verstärkung durch Injizieren in Risse,
Hohlräume oder Fehlstellen 235
6.3.5.7 Methode 4.6: Verstärkung durch Verfüllen von Rissen,
Hohlräumen oder Fehlstellen (drucklose Behandlung) 235
6.3.5.8 Methode 4.7: Verstärken durch Vorspannen
mit externen Spanngliedern 236
6.3.6 Prinzip 5: Erhöhung der physikalischen Widerstandsfähigkeit 236
6.3.6.1 Allgemeines 236
6.3.6.2 Methode 5.1: Überzüge oder Beschichtungen zur Erhöhung
der physikalischen Widerstandsfähigkeit 236
6.3.6.3 Methode 5.2: Versiegelung zur Erhöhung
der physikalischen Widerstandsfähigkeit 237
6.3.6.4 Methode 5.3: Mörtel- oder Betonauftrag zur Erhöhung
der physikalischen Widerstandsfähigkeit 238
6.3.7 Prinzip 6: Erhöhung der Widerstandsfähigkeit gegen Chemikalien 239
6.3.7.1 Allgemeines 239
6.3.7.2 Methode 6.1: Überzüge oder Beschichtungen zur Erhöhung
der chemischen Widerstandsfähigkeit 239
6.3.7.3 Methode 6.2: Versiegelung zur Erhöhung
der chemischen Widerstandsfähigkeit 240
6.3.7.4 Methode 6.3: Mörtel- oder Betonauftrag zur Erhöhung
der chemischen Widerstandsfähigkeit 240
6.3.8 Prinzip 7: Erhalt oder Wiederherstellung der Passivität 241
6.3.8.1 Allgemeines 241
6.3.8.2 Methode 7.1: Erhöhung der Betondeckung mit zusätzlichem
zementgebundenen Mörtel oder Beton zum Erhalt der Passivität 241
6.3.8.3 Methode 7.2: Ersatz von schadstoffhaltigem oder
karbonatisiertem Beton zum Erhalt oder zur Wiederherstellung
der Passivität 242
6.3.8.4 Methode 7.3: Elektrochemische Realkalisierung des
karbonatisierten Betons zum Erhalt oder zur
Wiederherstellung der Passivität 243
6.3.8.5 Methode 7.4: Realkalisierung von karbonatisiertem Beton
durch Diffusion zum Erhalt oder zur Wiederherstellung
der Passivität 248
6.3.8.6 Methode 7.5: Elektrochemische Chlorid-Extraktion
zu Erhalt oder Wiederherstellung der Passivität 252
6.3.9 Prinzip 8: Erhöhung des elektrischen Widerstands 254
11
6.3.9.1 Allgemeines 254
6.3.9.2 Methode 8.1: Erhöhung des elektrischen Betonwiderstandes
durch Hydrophobierung 255
6.3.9.3 Methode 8.2: Erhöhung des elektrischen Betonwiderstandes
durch Versiegelung 256
6.3.9.4 Methode 8.3: Erhöhung des elektrischen Betonwiderstandes
durch Beschichtung 256
6.3.10 Prinzip 9: Kontrolle kathodischer Bereiche 258
6.3.10.1 Allgemeines 258
6.3.10.2 Methode 9.1: Begrenzung des Sauerstoffgehaltes an der
Kathode durch Versiegelung oder Beschichtung zur
Kontrolle kathodischer Bereiche 258
6.3.11 Prinzip 10: Kathodischer Korrosionsschutz durch Anlegen
eines elektrischen Potentials 259 J
6.3.11.1 Allgemeines 259
6.3.11.2 Elektrochemische Grundlagen für den KKS 260 (
6.3.11.3 Anodensysteme für den KKS von Stahlbeton 261
6.3.11.4 Bauaufsichtliche Regelungen für Anodensysteme in Deutschland 263
6.3.11.5 Schutzkriterien 264
6.3.11.6 Planung, Installation, Inbetriebnahme und Überwachung 266
6.3.12 Prinzip 11: Kontrolle anodischer Bereiche 266
6.3.12.1 Allgemeines 266
6.3.12.2 Methode 11.1: Anstrich der Bewehrung durch aktiv pigmentierte
Beschichtungen zur Kontrolle anodischer Bereiche 266
6.3.12.3 Methode 11.2: Anstrich der Bewehrung durch Beschichtungen
nach dem Barriere-Prinzip zur Kontrolle anodischer Bereiche 267
6.3.12.4 Methode 11.3: Aufbringen von Inhibitoren auf den Beton und
Transport auf die Stahloberfläche durch Imprägnierung oder
Diffusion zur Kontrolle anodischer Bereiche 269
7 Auswahl geeigneter Bauprodukte für Schutz und Instandsetzung 273
7.1 Produktauswahl nach RL-SIB 273
7.2 Produktauswahl nach Normenreihe EN 1504 273
7.3 Vergleich der Planungskonzepte von EN 1504 und RL-SIB 276
7.4 Restnormen und Zulassungen für die Verwendung
der europäischen Produkte in Deutschland 277
7.4.1 Allgemeines 27
7.4.2 Oberflächenschutz nach DIN V 18026:2006 278
7.4.3 Mörtel und Korrosionsschutzbeschichtung der Bewehrung
nach DIN V 18027 279
7.4.4 Rissfüllstoffe nach DIN V 18028:2006 279
7.4.5 Kleber für Verstärkungen und Stoffe für die Verankerung
von Bewehrungsstäben nach Zulassungen 2®„
7.5 Qualitätssicherung der Ausführung 2
8 Instandhaltung nach erfolgter Instandsetzung 28j
8.1 Allgemeines 2ß1
8.2 Instandhaltungsplanung nach RL-SIB und EN 1504-9 2j?l
8.3 Instandhaltungsmanagement 2
12
8.4 Einsatz von Monitoring-Systemen im Rahmen
des Bauwerksmanagements 283
8.4.1 Allgemeines 283
8.4.2 Sensoren für die Überwachung des Tragverhaltens 284
8.4.3 Sensoren für die Überwachung relevanter Betoneigenschaften 285
8.4.4 Sensoren zur Überwachung des Korrosionsverhaltens der Bewehrung . 285
8.4.5 Internetbasiertes intelligentes Überwachungssystem
für Betonbauwerke 286
9 Ausblick 288
10 Literatur 289
Anlage 1
Verzeichnis von Normen und anderen technischen Regelwerken 312
Stichwortverzeichnis 317
13
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Inhaltsverzeichnis
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Bibliotheksmagazin
| Signatur: |
0001 2012 A 6438 Lageplan |
|---|---|
| Exemplar 1 | Ausleihbar Am Standort |