WU – Beton und die weiße Wanne.
Wusstet ihr, dass Beton ein künstlicher Stein ist?! Ein künstlicher Stein, der aus Zement, verschiedenen Gesteinskörnungen und Wasser erstellt wird. Er bekommt seine Festigkeit durch Erhärten des Zementleims. Doch ist das dann schon WU-Beton oder etwa eine weiße Wanne?
Vorher sollten wir uns noch den Wassertransport durch Betonbauteilen und die daraus folgende Definition von „wasserdicht“ und „wasserundurchlässig“ einmal ansehen….
Wasserdicht heißt, dass der Wassertransport in jeglicher Form (auch gasförmig) unterbunden wird. Hierzu ist eine „Dichthaut“ erforderlich.
Dagegen heißt „wasserundurchlässig“ im Sinne der WU-Richtlinie, dass ein Wasserdurchtritt in flüssiger Form durch das Bauteil begrenzt oder ausgeschlossen wird.
Und was heißt jetzt WU-Beton?
WU-Beton ist ein nach der DIN 1045 ein geplanter, bemessener, konstruierter und erstellter Beton. Neben der DIN 1045 „Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton“ greifen jedoch noch eine Vielzahl von weiteren Regelwerken, ganz wesentlich ist hier die DAfStb-Richtlinie „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie) mit den Erläuterungen zu dieser Richtlinie oder das DBV-Merkblatt „Wasserundurchlässige Baukörper aus Beton“ zu nennen.
Ein ganz wesentlicher Aspekt der Definition ist der, dass bei einer „Weißen Wanne“ der Beton die tragende und die abdichtende Funktion übernimmt. Diese „Doppelfunktion“ ist bei der „Schwarzen Wanne“ nicht gegeben. Bei der hautförmigen Abdichtungen einer „Schwarzen Wanne“ werden die Tragfunktion des Betons und die Abdichtung nach Ausführung der DIN 18195 getrennt.
Entgegen einer weitverbreitenden Meinung hat die DIN 18195 „Bauwerksabdichtungen“ keinen Einfluss auf Bauteile aus wasserundurchlässigem Beton. Um dies zu verstehen, muss aus den Erläuterungen zur DAfStb-Richtlinie und hier aus dem Abschnitt 1 „Anwendungsbereich“ zitiert werden:
„Diese Richtlinie gilt für teilweise oder vollständig ins Erdreich eingebettete Betonbauwerke und –bauteile des allgemeinen Hoch- und Wirtschaftsbaus, die nach DIN 1045“….“bemessen, hergestellt und ausgeführt werden und bei denen der Beton die lastabtragende Funktion und die Funktion der Wasserundurchlässigkeit grundsätzlich auch ohne Abdichtungsmaßnahmen übernimmt.“
Hierzu ist ergänzend aus der DIN 18195-1 zu zitieren. Hier steht im Abschnitt 1.2 „Anwendungsbereich“ neben weiterem:
„Diese Norm gilt nicht für Bauteile, die so wasserundurchlässig sind, dass die Dauerhaftigkeit des Bauteils und die Nutzbarkeit des Bauwerks ohne weitere Abdichtung im Sinne dieser Norm gegeben sind. In diesem Sinne gilt sie auch nicht für Konstruktionen aus wasserundurchlässigem Beton.“
Der Beton muss also eine lastabtragende Funktion und die Funktion der Wasserundurchlässigkeit übernehmen, dann ist er eine „Weiße Wanne“. Doch was bedeutet dies genau?
Fangen wir ganz vorne an, bei der Planung. Was muss hier also getan werden, damit der Beton zum WU-Beton wird, bzw. eine „weiße Wanne“ entsteht? Der Planer (Architekt und / oder Tragwerksplaner) hat mit dem Bauherrn die Funktion und die Nutzungsanforderungen festzulegen. Hier ist ganz wesentlich mit dem Bauherrn zu besprechen, ob ein vielleicht zeitlich begrenzter Wassereintritt in flüssiger Form in Ordnung ist oder ob dies von Anfang an ausgeschlossen sein muss (Festlegen der Nutzungsklasse A – hohe Anforderungen – z.B. Wohnhauskeller…hier ist ein Wasserdurchtritt in flüssiger Form nicht zulässig… keine Feuchtestellen auf der Oberfläche, doch Tauwasserbildung ist möglich… oder Nutzungsklasse B – geringere Anforderungen, z.B. Behälter…Feuchtestellen zulässig… Dunkelfärbung, ggfls. Wasserperlen, jedoch kein Wasserdurchtritt…Tauwasserbildung ist möglich). An dieser Stelle ist auch zu klären, ob zusätzliche Anforderungen an das Raumklima und die Raumluftfeuchtigkeit erforderlich sind (Wohnraum / Lagerung von feuchteempfindlichen Gütern).
Hier wird schon deutlich, dass noch weitere Fachplaner mit hinzugezogen werden können, bzw. müssen. Hierzu zählen auch Geotechniker (Bodengutachten), Tragwerksplaner (Statik), Gebäudetechniker (Lüftungsanlage), Bauphysiker (Raumklimatische Anforderungen / Wärmeschutz), ein Bauleiter, der die Ausführung vor Ort mit übernimmt und das Betonwerk (Betontechnologe).
Im Rahmen der weiteren Planung muss die Beanspruchungsklasse ermittelt werden. Hier wird zwischen der
Beanspruchungsklasse 1. „Drückendes Wasser, zeitweise aufstauendes Wasser und nichtdrückendes Wasser“
und der
Beanspruchungsklasse 2. „Bodenfeuchtigkeit, nichtstauendes Sickerwasser“
unterschieden.
Hiernach wird die Expositionsklasse festgelegt, die von X0 (kein Korrosions- und Angriffsrisiko) bis XM (Betonkorrosion durch Verschleißbeanspruchung) geht.
Anzumerken ist hier, dass die Größe des Bauwerks für den Umfang und der Intensivität der Planung nicht entscheidend ist, sondern die Beanspruchung und die spätere Nutzung des Bauwerks. Aufgrund dieses Missverständnisses werden oftmals Keller von Einfamilienhäusern eher „oberflächlich“ geplant und ausgeführt, so dass hier eine Vielzahl von Schäden auftreten kann.
Also grundsätzlich lässt sich sagen, dass bei der Planung alle Faktoren zu berücksichtigen sind, die Einfluss auf die Wasserundurchlässigkeit im Einzelnen und in ihrem Zusammenwirken miteinander haben. Neben den vorgenannten Punkten, wie Festlegung des Bemessungswasserstandes, der Beanspruchung des Baugrunds und Abklären, ob Wasser und / oder Böden den Beton chemisch angreifen, sind folgende Parameter in der Planung zu berücksichtigen:
- Bauteilabmessungen unter Berücksichtigung der Last- und Zwangsbeanspruchung und Festlegung der Bewehrungsführung.
- Auswahl eines geeigneten Betons, unter Berücksichtigung der entsprechenden Expositionsklassen, der Bauteildicke und eines fehlerfreien Einbaus.
- Konzept für eine geeignete Bauweise zur Vermeidung von Trennrissen, bzw. der dauerhaften Abdichtung möglicher entstehender Risse sowie für die Begrenzung der Breite von Trennrissen.
- Planung sämtlicher Fugen und Durchdringungen unter Berücksichtigung einer dauerhaften Wasserundurchlässigkeit, der Detailpunkte und der möglichen Ausführbarkeit.
Der nun zu verwendende Beton sollte die erwartete Verformung möglichst verhindern. Neben dem hohen Wassereindringwiderstand muss der Beton eine niedrige Wärmeentwicklung und ein geringes Schwindmaß aufweisen. Diese Betone werden auch als WW-Betone (Betone für weiße Wannen) bezeichnet.
Wichtig ist hier allerdings, dass die niedrige Wärmeentwicklung des Betons eine entsprechend verlangsamte Festigkeitsentwicklung bedeutet. Dies bedingt eine entsprechende Nachbehandlung und eine verlängerte Ausschalfrist (erhöhte Zeit / Kosten).
Neben den grundsätzlichen Anforderungen „Wasserundurchlässigkeit und Übernahme lastabtragender Funktionen“, ergeben sich die Aufgaben des Betons aus den maßgeblichen Expositionsklassen, denen die Bauteile ausgesetzt sind. Die Wasserundurchlässigkeit hängt wie vor beschrieben von der Nutzung ab. Für Betone mit einer hohen Wasserundurchlässigkeit sind die Anforderungen nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 einzuhalten. Hier sind folgende Punkte maßgeblich:
- Der Wasserzementwert w/z /= 280 kg/m³, bei Anrechnung von Zusatzstoffen z >/= 270 kg/m³,
- Konsistenzklasse F3 oder weichere Konsistenz,
- Mindestdruckfestigkeitsklasse C25/30.
Was ist bei Bauteildicken zu beachten? Hier greift wiederum die WU-Richtlinie des DAfStb. (Deutscher Ausschuss für Stahlbeton), die je nach Beanspruchungsklasse (Druckwasser / Feuchte) und Ausführungsart (Ortbeton / Fertigteil / Dreifachwand – Elementwand) verschiedene Mindestdicken in cm empfiehlt. Hier wird z.B. für Wände, die mit Ortbeton erstellt werden und Druckwasser, also der Beanspruchungsklasse 1 ausgesetzt sind, eine Mindestdicke von >/= 20,0 cm angegeben.
In der Planung ist schon ein bestimmter Einbauraum zwischen den lotrechten Bewehrungsstäben bei Ortbeton bzw. zwischen den Fertigteilplatten von Elementwänden zu berücksichtigen, so dass die mittig liegende Fugenabdichtung ausreichend im Beton eingebettet werden kann. Dies ist wiederum von der verwendeten Korngröße abhängig, z.B. bei verwendetem Größtkorn von 8mm ist ein Einbauraum von >/= 12 cm einzuplanen. Dies kann dazu führen, dass die Gesamtwanddicke größer wird, als in der WU-Richtlinie angeben. Eine entsprechende Berücksichtigung bei der Planung ist somit zwingend.
Und sonst….
Weiterhin gibt es noch die „Schwarze Wanne“, die „Orangene Wanne“ (Readymix) oder die „Braune Wanne“ (Betonitabdichtung). Doch zu diesen Verwandten der „Weißen Wanne“ und zu einer Vielzahl von Unterpunkten zu diesem Thema demnächst mehr an dieser Stelle.
Michael Grübel