eJournals Kolloquium Industrieböden 10/1

Kolloquium Industrieböden
kibo
2510-7771
expert verlag Tübingen
0301
2020
101 Littmann

Einfluss von Zusammensetzung, Verarbeitung und Nachbehandlung auf die Eigenschaften von Industrieböden aus Beton

0301
2020
Jürgen Huber
Trotz der relativ geringen Anforderungen (Bauweise, Betongüten, etc.) treten bei Industrieböden aus Beton relativ häufig Mängel und Schäden auf. Oft werden die Ursachen hierfür bei den Ausgangsstoffen gesucht. Tatsächlich bestimmt der Umgang mit dem (jeweiligen!) Baustoff die resultierenden Eigenschaften. Bluten und Nachbehandlung sind hierbei zwei wichtige Parameter, welche maßgeblichen Einfluss besitzen und oft nicht genügend berücksichtigt bzw. umgesetzt werden.
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10. Kolloquium Industrieböden - März 2020 281 Einfluss von Zusammensetzung, Verarbeitung und Nachbehandlung auf die Eigenschaften von Industrieböden aus Beton Dr.-Ing. Jürgen Huber Kiwa GmbH, Gersthofen, Deutschland Zusammenfassung Trotz der relativ geringen Anforderungen (Bauweise, Betongüten, etc.) treten bei Industrieböden aus Beton relativ häufig Mängel und Schäden auf. Oft werden die Ursachen hierfür bei den Ausgangsstoffen gesucht. Tatsächlich bestimmt der Umgang mit dem (jeweiligen! ) Baustoff die resultierenden Eigenschaften. Bluten und Nachbehandlung sind hierbei zwei wichtige Parameter, welche maßgeblichen Einfluss besitzen und oft nicht genügend berücksichtigt bzw. umgesetzt werden. 1. Entwicklung In Literatur und Regelwerken werden Anforderungen an Beton für Industrieböden und dessen Verarbeitung rudimentär beschrieben, es finden sich in der Regel lediglich allgemeine Empfehlungen für Einbaukonsistenzen, Frischbetontemperaturen und Nachbehandlungsverfahren [z.B. 1,2] In der Praxis lässt sich beobachten, dass sowohl die Anforderungen an den Frischbeton (weichere Konsistenzen, Einbau bei ungünstigen Bedingungen) als auch an den Festbeton (Festigkeit, Widerstandsfähigkeit, etc.) steigen [1]. Abb. 1: eingesetze Betone für Industrieböden Zusätzlich nimmt das Angebot an Ausgangstoffen zu. Vor allem in den letzten zwanzig Jahren fand hier eine starke Entwicklung im Bereich Zemente, Betonzusatzmittel und Betonzusatzstoffe statt [2]. Abb. 2: Enwicklung der Betone Die Bauweise hingegen hat sich nicht wesentlich verändert. Zudem existieren widersprüchliche Forderungen wie z.B. die Begrenzung des Wassergehalts bei Expositionsklassen XM versus minimal notwendiger Gehalt für Hartstoffeinstreuungen oder fehlende Vorgaben wie zum Beispiel zum Bluten oder der Frischbetonstabilität. 2. Herausforderungen Dies führt in der Summe vermehrt zu Situationen, in denen die gewünschten Eigenschaften des Betons und dessen Oberfläche nach der Herstellung eines Industriebodens nicht erreicht werden. Mängel und Schäden wie Elefantenhautbildung und Abplatzungen werden oftmals direkt den Betonzusatzmitteln (genauer: Fließmittel auf PCE-Basis) zugeschrieben, so dass diese in Ausschreibungen für Industrieböden pauschal ausgeschlossen werden. Umfangreiche Untersuchungen zeigen, dass die Zusammensetzung des Betons für die Frischbetoneigenschaften wesentlich ist [3] und für die Entstehung einer Elefantenhaut maßgeblich die Nachbehandlung bzw. ein Buch IB.indb 281 11.02.20 12: 54 282 10. Kolloquium Industrieböden - März 2020 Einfluss von Zusammensetzung, Verarbeitung und Nachbehandlung auf die Eigenschaften von Industrieböden aus Beton Nichterfolgen deren verantwortlich ist [4]. Oft führt auch lediglich die Auswahl eines für den Einsatzzweck ungeeigneten Zusatzmittels zu veränderten Randbedingungen, so dass z.B. ein zu geringes Bluten für eine „autarke Nachbehandlung“ stattfindet oder die Verarbeitungszeiten erheblich verlängert werden [3]. 3. Nachbehandlung Die Nachbehandlung spielt bei Betonen, die ein geringes Blutverhalten aufweisen, eine entscheidende Rolle. Bluten tritt dann auf, wenn der Beton vor allem im Fein(st) teilbereich nicht optimal zusammengesetzt ist und moderne Fließmittel dies nicht zusätzlich fördern. Hier spielt vor allem bei horizontalen Bauteilen wie Industrieböden der Zeitraum zwischen Abziehen der Oberfläche bis zur endgültigen Oberflächenbearbeitung eine wesentliche Rolle [4, 5]. Eine mögliche ungehinderte Wasserverdunstung aus dem Beton direkt, also nicht über ein Blutwasserreservoir auf der Oberseite, in diesem Alter setzt die Voraussetzungen für spätere Schäden wie Risse (durch Schrumpfen) Abplatzungen (durch Elefantenhautbildung). Abb. 3: Evaporationsphasen Abb. 4: Folgen der Evaporation Ein Schutz des Betons kann durch Wasserzufuhr erfolgen - mit der Gefahr der w/ z-Wert-Änderung im Randbereich verbunden mit geringeren Festigkeiten - oder durch spezielle Zwischennachbehandlungsmittel. Diese müssen im Gegensatz zu klassischen NBM, welche erst ab Mattfeuchte aufgetragen werden dürfen, direkt auf die frische Oberfläche aufgebacht werden. Der Auftrag erfolgt einfach über ein Sprühgerät, die Verfilmung und damit der Schutz erfolgt selbstständig. Ein Einfluss auf eine spätere Beschichtung wurde untersucht und kann ausgeschlossen werden [5]. Grundsätzlich muss entsprechend DIN EN 13670 nach dem endgültigen Einbringen des Betons in jedem Fall eine Nachbehandlungsmaßnahme durchgeführt werden. 4. Zusätzliche Maßnahmen Besteht die Notwendigkeit einer Bodenbetonage bei kalter Witterung ist der Einsatz eines vorgewärmten Betons aufgrund der abfließenden Wärme in den kalten Untergrund nur mit großer Vorsicht durchzuführen. Ein sich einstellender Nullspannungstemperaturgradient beeinflusst spätere Verformungen bzw. Spannungen und kann schadensursächlich sein. Hier ist der Einsatz von Erhärtungsbeschleunigern sinnvoll, die die natürliche Hydratation unterstützten und sowohl Wärmeentwicklung als auch den Zeitpunkt der Oberflächenbearbeitung wesentlich beeinflussen. 5. Zusammenfassung Grundsätzlich lässt sich die Gefahr von Schäden durch eine sachgemäße Planung und einen sorgfältigen Umgang mit dem Baustoff Beton bei Kenntnis der physikalischen und chemischen Vorgänge deutlich verringern bzw. vermeinden. Als grundsätzlich schadensursächlich sollte eine einzelne Komponente wie z.B. PCE-Fließmittel nicht angesehen werden. Die Betonzusammensetzung und die Nachbehandlung sind hier wesentlich. Abb. 5: mögl. Schadenursachen Literatur [1] Lohmeyer/ Ebeling: Betonböden für Produktions- und Lagerhallen; Bau+Technik; 2011 [2] DBV-Merkblatt: Industrieböden aus Beton für Frei- und Hallenflächen; 2004 [3] Alsonso/ Schäffel: Zielsichere Herstellung von Industrieböden, beton 1+2/ 3 2015 [4] Freimann: Forschungsbericht „PCE-basierte Fließmittel im Industriebodenbau“ [5] Marquardt: Zwischennachbehandlungsmittel für Beton - Untersuchungen zum Einfluss auf Beschichtungen von Industrieböden; beton 10/ 2015 7.4 Huber.indd 282 13.02.20 17: 38