Seminar „Industrieböden aus Beton“ am 24.11.2016 in Augsburg aus der Reihe der Beton-Seminare 2016

Bericht verfasst von Dr. Alexander Unger, Donauwörth, Fachjournalist und Autor des FUSSBODEN ATLAS®
Der Beitrag beinhaltet teils wörtliche Zitate aus den einzelnen Skripten.

Auf Einladung des InformationsZentrum Beton GmbH befand ich mich am 24. November 2016 im Ausbildungszentrum Baugewerbe in der Stätzlinger Str. 111 in Augsburg, um den entsprechenden Vorträgen beizuwohnen.

Vorab kann bereits gesagt werden, dass es ein sehr interessantes Seminar war, das mit kompetenten Referenten und einer guten Themenauswahl aufwartete. Auch der Seminarort mit dem Ausbildungszentrum ist aus meiner Sicht empfehlenswert.

Planung von Industrieböden aus Beton
Regelwerke, Expositionsklassen, Betontechnik
Dipl.-Ing. Thomas Bose

Der erste Vortrag befasste sich mit der Belastung von betongebundenen Industrieböden. Herr Dipl.-Ing. Bose wies darauf hin, dass in diesem Zusammenhang eine LKW-Überfahrt lastbezogen ungefähr 10.000 Überfahrten mit dem PKW entspräche. Dies ist ein Punkt, den man sich immer wieder vor Augen führen muss, wenn man die Nutzung überprüft und eine entsprechende Planung anfertigt. Kiesunterbauten unter derartigen monolithischen Betonplatten dürfen beim Einfahren mit dem LKW keine ‚Bugwelle‘ zeigen. Sonst ist dies ein Zeichen dafür, dass hier nicht geeignet verdichtet wurde. Bei diesen Unterbauten ist zu beachten, dass es sich um eine elastische Bettung handelt, die sich in einem gewissen Umfang setzen kann. Es ist wichtig, dass die Tragschicht (Kies, Schotter) über die Fundamte gezogen wird, sodass es nicht zu ungleichen Setzbewegungen kommt.

Herr Bose wies darauf hin, dass streng genommen, eine Bewehrung nicht notwendig ist, wenn das Bauteil selbst nicht statisch tragend oder aussteifend ist. Deshalb kommt sie häufig in Industrieböden nicht zum Einsatz. Als Beispiel werden Autobahnen aus Beton i.d.R. unbewehrt ausgeführt. Lediglich die Fugen werden zur Querkraftübertragung verdübelt. Trotzdem kann die Bewehrung in solchen Betonplatten durchaus sinnvoll sein und folgende Eigenschaften sicherstellen:

• Dickenreduzierung
• Querkraftübertragung
• Durchstanzschutz
• Rissbreitenbeschränkung

Setzt man hier eine geeignete Stahlfaserbewehrung ein, so hat man den Vorteil, dass man zur Einbringung des Betons in die Verlegefläche einfahren kann und keine Pumpe notwendig ist.

Der Referent warnte vor leichtgewichtigen Verunreinigungen im Zuschlag, wie z.B. Holz und Kohle. Diese schwimmen auf Grund ihrer geringeren Rohdichte auf und es kommt dann zu unschönen Betonoberflächen. Will man dies weitgehend verhindern, so sollte man auf ein gebrochenes Korn wechseln. Weiterhin wies Dipl.-Ing. Bose darauf hin, dass sich die Betonexpositionsklassen auf die natürlichen Umgebungsbedingungen (wie z.B. Frost beziehen) und nicht auf die Belastung im Zuge der Nutzung (wie z.B. Säuren). Zudem ist zu beachten, dass der Industrieboden einerseits die Kontaktpressung aus der Bereifung aufnehmen können muss. Hierfür ist in erster Linie die Festigkeit der Oberfläche entscheidend. Andererseits muss gewährleistet sein, dass die entsprechende Last von der monolithischen Betonplatte schadensfrei aufgenommen werden kann. Hier spielen Dicke, Lagerungszustand und Festigkeit eine wichtige Rolle. Es kann allerdings nicht Ziel sein, lediglich einen härteren Beton herzustellen. Dieser wird dann i.d.R. spröder und damit rissanfälliger.

Eine Bewehrung in solchen monolithischen Betonplatten kommt erst dann zur Wirkung, sobald Risse entstehen. Außerdem ist das Schwindmaß des Betons zu beachten. Hat dieser z.B. 0,4 mm pro m Schwindmaß, so bedeutet dies, dass sich bei einem 10 Meter-Feld eine Fuge von 4 mm bilden kann.

Das Einschneiden von Scheinfugen in monolithische Betonplatten ist abhängig von der Festigkeitsentwicklung und erfolgt i. d. R. im Sommer früher, im Winter später auf Grund der Umgebungstemperaturen. Hier ist es schwer, einen pauschalen Wert anzugeben.

Betonzusatzmittel und Nachbehandlungsmittel
im Industriebodenbau
Dr.-Ing. Jürgen Huber
BASF Construction Solutions GmbH, Mannheim

Der Experte für Zusatzmittel aus dem Hause BASF zeigte zunächst zum Erstaunen der Zuhörer auf, dass ‚Bluten‘ bei Industrieböden auch positiv sein kann. Einerseits wirkt das Wasser an der Oberfläche in einer gewissen Weise als Verdunstungsschutz. Wenn nun noch eine Hartkorneinstreuung zum Einsatz kommt, dann ist sichergestellt, dass auch ausreichend Wasser für deren Bindung und Einarbeitung vorhanden ist. Dr. Huber stellte fest, dass viele aktuelle Betonmischungen etwas zu trocken sind, um Einstreuungen geeignet einzubringen. Außerdem wies er darauf hin, dass heutzutage zur Sicherstellung des Frosthaushaltswiderstandes in den Betonen vermehrt Mikrokugeln zum Einsatz kommen, um das geeignete Maß an Porigkeit sicherzustellen.

Moderne Fließmittel verhindern die Klumpenbildung in der Mörtelmischung durch Dispergierung. Dies wird i.d.R. durch Ladungen erreicht, die sich gegenseitig abstoßen. Ein aktuelles Betonzusatzmittel als Fließmittel sind z.B. die PCE’s (Polycarboxilatether). Im Anschluss beschrieb Dr. Huber Fälle, bei denen es zur Bildung einer ‚Elefantenhaut‘ an der Betonoberfläche gekommen war. Dies bedeutet, dass die Oberfläche fest, die Schichten darunter jedoch noch weich und verformbar waren. Prüfte man dies mit einem Druckstempel, so zeigte dieser zunächst hohen Widerstand und danach weniger. Aus Erfahrung des Referenten neigen Betone bei Verwendung von PCE’s weniger zum Bluten.

Eine geeignete Nachbehandlung von Industrieestrichen bezeichnete der Referent als dringend notwendig. Direkt nach dem Einbau kommt es zu einer intensiven Verdunstung, die sich mit der Zeit verlangsamt. Ohne Nachbehandlung trocknet die Betonoberfläche aus und es kommt zu einer Behinderung des weiteren Wassertransportes aus den tieferen Schichten an die Oberfläche. Diese Feuchtigkeit muss dann über eine lange Zeit per Diffusion austreten und die Betonoberfläche hat nicht genügend Wasser für die Hydratation. Dies führt in letzter Konsequenz zu einer Randzone mit niedriger Oberflächenzugfestigkeit.

Dr. Huber wies darauf hin, dass Nachbehandlungsmittel i.d.R. die Haftung nachfolgender Beschichtungen nicht stören. Im Winter kann man aus Temperaturgründen Warmbeton bestellen. Dieser hat jedoch den Nachteil, dass er sich bei Kontakt mit dem kalten Un-tergrund abkühlt und sich dann möglicherweise verformt. In dieser Jahreszeit bietet sich die Verwendung geeigneter Fließmittel an, welche eine schnellere Hydratation mit sich bringen. Es gibt in diesem Zusammenhang sogar Produkte zur Reduzierung der Oberflächenspannung, mit denen man den Schwund in einem gewissen Maß reduzieren kann. Lässt sich die Estrichoberfläche nicht geeignet glätten, so empfahl der Referent, besser Glätthilfen anstatt von Wasser einzusetzen, um den Wasserzementwert der Oberfläche nicht ungünstig zu beeinflussen.

Faserbetone
Stahlfaserbeton, Beton mit Kunststoff- und Glasfasern
Dipl.-Ing. Markus Schulz
Schulz Concrete Engineering GmbH, Hamm

Der Bewehrungsexperte wies darauf hin, dass in Betonen kaum Kunststofffasern zum Einsatz kommen. Dies liegt primär an der fehlenden Anwendungsnorm bei den PP-Fasern. Es gibt mit der DIN EN 14 889-2 zwar eine Produktnorm, aber keine Norm zur Verwendung. Wenn Kunststofffasern verwendet werden, so erfolgt dies mit dem Ziel des Abplatzschutzes im Brandfall. Ziel eines Bewehrungseinsatzes ist es i.d.R. eine duktile Bauweise zu erzielen. Dies führt dazu, dass ein Bauteil aus Beton im Belastungsfall Risse bekommt, jedoch nicht versagt. Im Anschluss erläuterte Dipl.-Ing. Schulz die Verwendung von Stahlfasern in derartigen Produkten. Er wies darauf hin, dass Stahlfasern wenig bei Belastung durch zentrischen Zug ausrichten können. Dies ist z.B. der Fall, wenn eine Betonplatte schwindet. Auch können die Fasern wenig beitragen, wenn es z.B. im Zuge eines Erdbebens es zur Beanspruchung des Bauteils auf Zug kommt. Hingegen funktionieren die Stahlfasern sehr gut bei Druck von oben.

Bei Belastung werden die Hakenenden der Stahlfasern i.d.R. gerade gezogen. Es ist zu empfehlen, dass die Faserlänge größer als das Größtkorn des Zuschlags sein sollte, um Risse zwischen den Größtkörnern zu überspannen. Beim Einsatz verzinkter Fasern in Mörteln mit chromatreduziertem Zement kann es zur Entstehung von Wasserstoff kommen. Bei dieser Reaktion lagert sich der gasförmige Wasserstoff bevorzugt porenförmig an der Grenzfläche zwischen der Zinkschicht und dem umgebenden Beton/Estrich an.
Den Hauptvorteil bei der Verwendung von Stahlfasern sah Dipl.-Ing. Schulz in der Minimierung der Betondicke. Aus seiner Erfahrung bietet es sich auch häufig an, eine Kombination aus Betonstahl und Stahlfasern zu wählen, um die unterschiedlichen Anforderung abzudecken.

Thermisch aktivierte Betonböden
Prof. Dr.-Ing. Michael Günther, TU Dresden

Prof. Dr. Günther eröffnete sein Referat mit der Aussage, dass eine thermische Aktivierung nicht nur heizt, sondern eben auch das Kühlen entsprechender Bauteile beinhaltet. Eine aktuelle Thematik besteht darin, wie sich solare Gewinne in geeigneten Speichermedien (Sohlplatte, Wasser) festhalten lassen. Hier laufen derzeit eine ganze Reihe von Projekten. Auf Grund der aktuell gefassten neuen Klimaschutzziele ist zu erwarten, dass sich die Regelungenh der Energieeinsparverordnung nochmals verschärfen werden.

Für die Beheizung von größeren Hallen werden häufig Gasstrahler, Lufterhitzer (Konvektion), Deckenstrahlplatten und Fußbodenheizungen eingesetzt. Hier kann die Fußbodenheizung mit diversen Vorteilen aufwarten, die nicht zuletzt in der Möglichkeit einer Kühlung des Bauteils liegen. Für derartige Verwendungen wird in der Zwischenzeit sogar oft Grundwasser eingesetzt.

In der Vergangenheit verwendete man häufig Stahlrohre für thermisch aktivierte Betone. Hier kam es jedoch häufig zu Korrosion durch Sauerstoff in Folge der Befüllung mit Trinkwasser und hohen Betriebstemperaturen im Winter um die 50 Grad Celsius. Heute kommen i.d.R. geeignete Polyethylenrohre zur Verwendung, am günstigsten PEXa-Rohre mit geeigneter Vernetzung. Werden diese in Betonplatten verlegt, so ist es gemäß geltender Regel nicht notwendig, die Bauteildicke des Betons aus Lastgründen anzuheben, wenn die Rohre ca. 35 mm Abstand zum Untergrund haben.

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Bild   Herr Bose beim Vortrag

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