10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 81 Die Konformitätsnachweise für Bauprodukte nach der Technischen Regel (TR) „Instandhaltung von Betonbauwerken“ des DIBt Anspruch und Wirklichkeit aus der Sicht des Sachkundigen Planers Dr.-Ing. Michael Fiebrich BauIngenieurSozietät (BIS) Sasse & Fiebrich, Aachen, Deutschland Zusammenfassung Das Stichwort „Nachhaltigkeit“ ist im Zuge voranschreitender Klimaveränderungen und Ressourcenknappheit vorneweg in aller Munde. Die am Bau Beteiligten, insbesondere Sachkundige Planer und ausführende Unternehmen müssen sich allerdings sicher sein, dass die Produkte bzw. Materialien, die benötigt werden, um ein Instandsetzungsziel für eine möglichst lange Restnutzungsdauer zu gewährleisten, den an sie gestellten Anforderungen auch genügen. Hier reichen Absichtserklärungen oder unverbindliche Angaben in Technischen Merkblättern - und das ist nicht erst heute so - in den meisten Fällen bei Weitem nicht aus. Der Beitrag erläutert die Vorgehensweise bei drei unterschiedlichen Instandhaltungsplanungen anhand der neuen Technischen Regel „Instandhaltung von Betonbauteilen“ (TR) des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt). Die TR ermöglicht eine entsprechend dem Stand der Wissenschaft und Technik standardisierte Vorgehensweise beginnend mit der Ist- Zustandsaufnahme bis hin zur Festlegung von Anforderungen an die einzusetzenden Produkte oder Systeme für die Instandsetzung. 1. ZIELE EINER SACHKUNDIGEN INSTAND- HALTUNGSPLANUNG Der Sachkundige Planer (SKP) hat durch eine fachkundige Instandhaltungsplanung sicherzustellen, dass die Grundanforderungen an Bauwerke - Mechanische Festigkeit und Standsicherheit - Brandschutz, Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz - Sicherheit und Barrierefreiheit bei der Nutzung - Schallschutz - Energieeinsparung und Wärmeschutz über die planmäßige Restnutzungsdauer eines Betonbauwerks eingehalten werden. Diese Forderung ergibt sich aus - der Musterbauordnung 2016-05, § 3 Absatz 1 [ 1 ] - der Bauproduktenverordnung 2011 (Verordnung EU) Nr. 305/ 2001, Anhang 1 [2] Eine ausführliche Diskussion der genannten baurechtlichen Dokumente und die daraus ableitbaren übergeordneten baurechtlichen Instandsetzungsziele findet sich in [3]. Neben diesen übergeordneten baurechtlichen Instandsetzungszielen hat der Sachkundige Planer nach der Technischen Regel „Instandhaltung von Betonbauwerken“ (TR) des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) [4] in Zusammenarbeit mit dem ausführenden Unternehmen im Auftrage des Bauherrn die bauteilspezifischen Instandsetzungsziele jeweils über die Nutzungsdauer des Betonbauwerks umzusetzen: - Korrosionsschutz des Betons und der Bewehrung - Beständigkeit des Instandsetzungssystems - Dauerhaftigkeit des Verbundes zwischen Instandsetzungsbaustoff und Bestandsbeton. Um diese vorgenannten bauteilspezifischen Ziele bei einer Betoninstandhaltungsmaßnahme mit Betonersatzsystemen realisieren zu können, formuliert der SKP in seinem Leistungsverzeichnis Leistungsmerkmale und Anforderungen an die harmonisierten Instandsetzungsprodukte. Diese Leistungsmerkmale und zugehörigen Anforderungen werden aus den Einwirkungen aus der Umgebung einerseits und den Einwirkungen aus dem Untergrund andererseits abgeleitet. 82 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Die Konformitätsnachweise für Bauprodukte nach der Technischen Regel (TR) „Instandhaltung von Betonbauwerken“ des DIBt Abbildung 1 Die Grundlage für die Präzisierung der wesentlichen Merkmale und Anforderungen an die Instandsetzungsprodukte sind die Festlegungen in Teil 2 der TR. Der SKP hat ebenso die zugehörigen Qualitätssicherungsverfahren aufzustellen, durch deren Einhaltung der Bauprodukthersteller die Zuverlässigkeit und Leistungsbeständigkeit der zur Baustelle gelieferten Produkte zu gewährleisten hat. Nach der Anmerkung 1 in der TR [4], Teil 1, Abschnitt 2, Absatz 2, wird ein Qualitätssicherungsverfahren als die Art des Nachweises der Verwendbarkeit (z. B. Herstellererklärung, Prüfung durch unabhängige Prüfstelle, Fremdüberwachung oder Kontrollprüfung) definiert. Mit Hilfe des vom SKP ausgearbeiteten Leistungsverzeichnisses bittet der Unternehmer den Bauprodukthersteller darum, verbindliche Dokumente (Verwendbarkeitsnachweise, Übereinstimmungsbestätigung, verbindliche Angaben zur Ausführung u. a.) bereitzustellen, mit deren Hilfe die Zuverlässigkeit und Leistungsbeständigkeit der auf der Baustelle verarbeiteten Produkte gewährleistet werden. Dies ist der Anspruch. 2. DIE WIRKLICHKEIT DER KONFORMITÄTS- NACHWEISE FÜR HARMONISIERTE BAU- PRODUKTE 2.1 Vorgehensweise Anhand von folgenden realisierten Betoninstandsetzungsmaßnahmen - flächiger Betonersatz an Stahlbetonbauteilen eines Regenüberlaufbeckens - Oberflächenschutzmaßnahme an einer Spannbetonbrücke - Rissfüllmaßnahme an fallweise wasserführenden Trennrissen in einem denkmalgeschützten Stahlbetonbauwerk werden die Leistungsmerkmale und Anforderungen an die Bauprodukte (Betonersatz, Oberflächenschutzsystem, Rissfüllstoff) mit Hilfe der im Teil 2 der TR [ 4 ] niedergelegten Informationen präzisiert. Dabei werden die Leistungsmerkmale und Anforderungen aus den am Objekt im Zuge der Ist-Zustandsermittlung charakterisierten Expositionen und den festgelegten Instandsetzungsprinzipien und -verfahren abgeleitet. Ferner werden die Qualitätssicherungsverfahren für die vom Bauprodukt- 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 83 Die Konformitätsnachweise für Bauprodukte nach der Technischen Regel (TR) „Instandhaltung von Betonbauwerken“ des DIBt hersteller auf der Baustelle bereitzustellenden Baustellenchargen vorgegeben. Es werden zu jedem dieser Produkte die dem Bieter seitens des Produktherstellers bereitgestellten Dokumente erläutert. 2.2 Planung und Ausführung einer Betoninstandsetzungsmaßnahme mittels Betonersatz an einem Regenüberlaufbecken 2.2.1 Ist-Zustand Aus den Bestandsdokumenten wurden die nachfolgenden Informationen gewonnen: - Baujahr 1978 - 2 baugleiche Becken mit den Grundrisshauptmaßen von jeweils 44 m x 14 m zuzüglich Zulaufgerinne und Notablauf - Jedes Becken besteht aus 4 Segmentbauteilen (2 Randsegmente von 12 bzw. 10 m Länge und 2 Mittelsegmente von 11 m Länge) - Die Segmente sind mit einem in den Bauwerksfugen eingebauten Fugenband (mutmaßlich flüssigkeitsdicht) verbunden. - Die Nenndicke der Wände beträgt rd. 35 cm. - Bestandsbetonqualität: BN 250 mit BSt 42/ 50 - Grundwasser liegt in Höhe der Einstauhöhe der Becken. Ausgewählte charakteristische Erhaltungszustände sind auf den nachfolgenden Objektbildern (Bild 1 bis 4) wiedergegeben. Bild 1 Bild 2 Bild 3 Bild 4 2.2.2Instandsetzung, Leistungsmerkmale, Anforderungen an Bauprodukte und Qualitätssicherung Die Ergebnisse der Planungsschritte - Ermittlung des Ist-Zustands gemäß TR [ 4 ] , Teil 1, Tabelle 1 - festgelegter Mindestsollzustand 84 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Die Konformitätsnachweise für Bauprodukte nach der Technischen Regel (TR) „Instandhaltung von Betonbauwerken“ des DIBt - Instandsetzungsprinzip und -verfahren sowie Wahl des Betonersatzes - Spezifikation der Leistungsmerkmale und Anforderungen gemäß [ 4 ] , Teil 2, Tabelle C3 und die Präzisierung der Zuverlässigkeit der Bauprodukte sind in der nachfolgenden Abbildung 2 stichwortartig zusammengestellt. Abbildung 2 Es ist zu entnehmen, dass zur Instandsetzung der karbonatisierungsinduzierten Korrosionsschäden ein SRM mit einer Mindestschichtdicke von 20 mm im Spritzverfahren gewählte wurde. Die Leistungsmerkmale und Anforderungen sind in [ 4 ] , Teil 2, Tabelle C3, Spalten 2 und 8 entlang der Zeilen 1 bis 30 präzisiert. Auszugsweise sind die Leistungsmerkmale für die hier vorliegende Altbetonklasse A3 auf der nachfolgenden Abbildung 3 markiert. Ferner sind Angaben, die in den Ausführungsanweisungen des Produktherstellers für den gewählten Spritzmörtel (SRM: Sprayable Repair Mortar) gemäß Tabelle C5 bestätigt werden sollen, hier wiedergegeben. 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 85 Die Konformitätsnachweise für Bauprodukte nach der Technischen Regel (TR) „Instandhaltung von Betonbauwerken“ des DIBt Abbildung 3 (Quelle: [ 4 ] , Teil 2, Tabelle C.3) 86 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Die Konformitätsnachweise für Bauprodukte nach der Technischen Regel (TR) „Instandhaltung von Betonbauwerken“ des DIBt 2.2.3 Unterlagen der Bieter a. Etwa 10 Prozent der Bieter haben Unterlagen zur Verfügung gestellt, die das Ingenieurbüro näherungsweise als vollständig bezeichnen könnte. b. Unvollständig und teilweise nicht nachvollziehbar war die Bewertung der werkseigenen Produktionskontrolle. Die Ergebnisse wurden mit dem Pauschalsatz bewertet, die Prüfergebnisse lägen innerhalb der zulässigen Toleranzen. Es wurden keine Angaben bezüglich der durchgeführten Einzelprüfungen sowie deren Ergebnisse gemacht. c. Ein Bieter hat während des Bieterverfahrens der Vergabestelle mitgeteilt: „Die Ausschreibung widerspricht dem europäischen Baurecht.“ d. Lediglich jene Bieter, die in die enge Auswahl kamen, haben fallweise nach Aufklärungsgesprächen die erforderlichen Mindestunterlagen (Verwendbarkeitsnachweise und Angaben zur Ausführung) bereitgestellt. 2.3 Oberflächenschutzmaßnahmen auf dem befahrenen/ begangenen Deck einer Spannbetonbrücke (Bild 5) 2.3.1 Ist-Zustand Nach den Bauwerksunterlagen lassen sich folgende wesentliche Daten zum Bestand stichwortartig zusammenfassen: - Baujahr 1956/ 57 - Konstruktion: 3-feldrige Spannbetonbrücke mit einer Stützweite von insgesamt 80 m, wobei die beiden Endfelder jeweils eine Stützweite von jeweils 25 m aufweisen, das mittlere Brückenfeld rd. 30 m - Spannstahl: Sigma-Rundstahl - Querschnitt des Brückenbauwerks: Plattenbalken - Bestandsbetondruckfestigkeit nach Ist-Zustandsaufnahme variierte zwischen 56,5 und 70,8 MPa (Zylinderdruckfestigkeit) bei Rohdichten zwischen 2,29 und 2,31 kg/ m 3 - Unterhalb der vorhandenen polymeren Bestandsbeschichtung wurden keine Chloride festgestellt - die Untersuchung der Spannstäbe hat keine Hinweise auf akutes Eintreten eines wasserstoffinduzierten Sprödbruchs angezeigt - über die Materialidentität des Oberflächenschutzes an der Oberseite lagen keine Angaben vor. Aus den Ist-Zustandsuntersuchungen wurde die Altbetonklasse A4 ermittelt. Durchbiegungsinduzierte Rissbildungen infolge planmäßiger Verkehrslasten liegen nicht vor. Der Querschnitt ist vollständig überdrückt. Bild 5 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 87 Die Konformitätsnachweise für Bauprodukte nach der Technischen Regel (TR) „Instandhaltung von Betonbauwerken“ des DIBt 2.3.2 Instandsetzungskonzept Als Instandsetzungskonzept wurde gemäß Tabelle 5 in [ 4 ] das Verfahren 1.3 „Schutz gegen das Eindringen von Stoffen durch Beschichtung“ gewählt. Die Verschleißbeanspruchung wird charakterisiert durch den regelmäßigen Verkehr von - Fußgängern - Radfahrern - Mofafahrern und - die jährliche Befahrung durch ein kettengeführtes Raupenfahrzeug (Brückenuntersichtgerät) mit einem zulässigen Gesamtgewicht von 7,5 t. Gewählt wurde ein Oberflächenschutzsystem OS 8 gemäß [ 4 ] , Teil 1, Tabelle 12 „Starre Beschichtung für befahrbare Flächen“ (siehe hierzu Abbildung 5). Abbildung 4 Die Leistungsmerkmale und zugehörigen Anforderungen für das Oberflächenschutzsystem OS 8 sind in der TR [ 4 ] , Teil 2, Tabelle A7 präzisiert, wobei die einzelnen Leistungsmerkmale gegliedert sind bezüglich - Bestandteile (Zeilen 1 bis 10) - Frisches Gemisch (Zeilen 11 bis 14) - System (Zeilen 15 bis 25) Als Auszug ist die Tabelle A7 mit den Spalten 1 bis 10 wiedergegeben. Daraus ist zu entnehmen, dass zur Qualitätssicherung der Bauprodukte für die identifizierenden Merkmale wie Infrarotspektroskopie, Thermogravimetrie, Dichte u. a., gemäß Spalte 4 der Tabelle das Mindestniveau „System B nach DIN 18200“ zur Sicherstellung der Zuverlässigkeit und Genauigkeit der erklärten Leistung gefordert wird. 88 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Die Konformitätsnachweise für Bauprodukte nach der Technischen Regel (TR) „Instandhaltung von Betonbauwerken“ des DIBt Abbildung 5: Quelle [ 4 ] , Teil 2, Tabelle A7 (Auszug) 2.3.3 Unterlagen der Bieter Verwendbarkeitsnachweise bzw. Ergebnisse einer Erstprüfung konnten nicht zur Verfügung gestellt werden, jedoch die Angaben zur Ausführung in vollständigem Umfang entsprechend den Vorgaben der TR [ 4 ] , Tabelle A11, Teil 2. 2.4 Rissfüllmaßnahme an fallweise wasserführenden Trennrissen in einem denkmalgeschützten Stahlbetonbauwerk 2.4.1 Ist-Zustandsaufnahme Die für die hier vorliegende Betrachtung relevanten Informationen zum instandzusetzenden Bauteil lassen sich wie folgt zusammenfassen: - Baujahr des Gesamtbauwerks 1959 - Bauteil Stahlbetonwand im Zuge eines Tunnels oberirdisch - Nutzung als TGA-Tunnel nach Instandsetzung des Gesamtbauwerks geplant (Brandschutzbekleidung vorgesehen) - vertikaler Trennriss im Bereich einer Betonierarbeitsfuge vor (Bild 6) - Rissbreiten bei einer Objekttemperatur von 14 °C zwischen 0,3 mm (Sockelbereich) und 1,0 mm (oberer Wandbereich gemessen an der Oberfläche - Rissbreiten werden während der künftigen Nutzungsdauer variieren - Rissflanken im unteren Sockelbereich sind karbonatisiert - nur vereinzelte Stäbe kreuzen den unteren Sockelbereich - Expositionsklassen nach [ 4 ] , Teil 1, Tabelle 2 im Hinblick auf die füllstoffspezifischen Verwendungsbedingungen: XCR (cracks): Risse 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 89 Die Konformitätsnachweise für Bauprodukte nach der Technischen Regel (TR) „Instandhaltung von Betonbauwerken“ des DIBt Feuchtezustand: Während der künftigen Nutzungsdauer prognostiziert aus den vergangenen Ereignissen: XBW2 flächige Durchströmung WF (waterflow): zusammenhängender Wasserstrom tritt aus dem Riss aus Rissbreitenänderung LFR (low frequent): zyklisch niederfrequent z. B. aus Temperatur bzw. Wasserstandsänderungen Bild 6 Bild 7 Bild 8 2.4.2 Instandsetzungskonzept Entsprechend [ 4 ] , Teil 1, Tabellen 13 und 14 (hier in Auszügen ohne Fußnoten wiedergegeben; Abbildungen 6 und 7) wird das Füllziel definiert und die sich daraus ergebenden füllstoffspezifischen Verwendungsbedingungen für den einzusetzenden reaktiven Rissfüllstoff: Füllziel: Begrenzt dehnbares Verbinden (D-I (P)) durch Injektion mit reaktiven Rüssfüllstoffen nach dem Verfahren 7.6a Rissfüllstoff: Füllstoff-Füllart: D-I (P) Rissart: Trennriss Rissursache: offensichtlich wiederkehrend XSTAT statisch mitwirkend: nein XBW2 flächige Durchströmung: zum Inspektionszeitpunkt trocken bis feucht DY bzw. DP im Durchströmungsfalle: WF Niedrigste Bauteiltemperatur: 5 °C Injizierbarkeitsklasse nach DIN EN 1504-5: 5 bis 8 Rissbreite: 0,3 bis 1,0 mm Bei einer Überschreitung der mit dieser Füllstoffart möglichen Rissbreitenänderung kann nicht ausgeschlossen werden, dass eine erneute Durchfeuchtung erfolgt und dann nachinjiziert werden muss. 90 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Die Konformitätsnachweise für Bauprodukte nach der Technischen Regel (TR) „Instandhaltung von Betonbauwerken“ des DIBt Abbildung 6 (Quelle: [ 4 ] , Teil 1, Tabelle 13, Ausschnitt) 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 91 Die Konformitätsnachweise für Bauprodukte nach der Technischen Regel (TR) „Instandhaltung von Betonbauwerken“ des DIBt Abbildung 7 (Quelle: [ 4 ] , Teil 1, Tabelle 14, Ausschnitt) Die Ergebnisse der Planungsschritte einschließlich Ableitung der Leistungsanforderungen an die einzusetzenden Produkte für das „Füllen von Rissen“ sind in der nachfolgenden Abbildung 8 stichwortartig zusammengestellt: 92 10. Kolloquium Parkbauten - Februar 2022 Die Konformitätsnachweise für Bauprodukte nach der Technischen Regel (TR) „Instandhaltung von Betonbauwerken“ des DIBt Abbildung 8 2.4.3 Unterlagen Bieter Die relevanten Nachweise für die Materialien wurden seitens des Bieters dessen Angebot nicht beigefügt. 3. Fazit und Ausblick Die besten Regelwerke nützen wenig, wenn - sie den Zielgruppen weitgehend unbekannt sind, - wirtschaftliche Interessen dem wissenschaftlich fundierten Stand der Technik entgegenstehen und/ oder - die Bauzeiten durch unkooperatives Verhalten und dadurch ausgelöste zusätzliche Aufwendungen für Nachweise von Leistungsmerkmalen der angebotenen und am Markt verfügbaren Instandsetzungsprodukte unnötig verlängert werden. Nachhaltigkeit, Ressourcenschonung und Qualität lassen sich nur verwirklichen, wenn auf Seiten aller Projektbeteiligter, auch der Produkthersteller, die Bereitschaft zu Transparenz und Zusammenarbeit besteht. Der aktuelle Ausblick insbesondere im Hinblick auf die Produkte unbekannter Zusammensetzung lässt hier - immer noch - zu wünschen übrig. LITERATUR [1] Musterbauordnung (MBO) 2016-05, § 3, Absatz 1 [2] Bauproduktenverordnung 2011 (Verordnung EU) Nr. 305/ 2011, Anhang 1 [3] Fiebrich, M.: Die Ausgestaltung von Leistungsverzeichnissen und Vergabeempfehlungen unter Beachtung der bauaufsichtlichen Bestimmungen - Erfahrungsbericht über Betoninstandsetzungsmaßnahmen in: 9. Kolloquium Parkbauten 2020, Technische Akademie Esslingen, Tagungshandbuch Expert Verlag, Tübingen, Seiten 441ff [4] Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt): Technische Regel „Instandhaltung von Betonbauwerken“ (TR), Ausgabe 2020-05