FD-Beton als Sekundärbarrieren in Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen

Die Richtlinie „Betonbau beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen“ des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton *) regelt, welche baulichen Voraussetzungen erfüllt sein müssen, damit Betonbauten ohne Oberflächenbeschichtung beim Umgang mit flüssigen wassergefährdenden Stoffen dem Besorgnisgrundsatz des Wasserhaushaltsgesetzes genügen.

Besonderen Anforderungen an die statische Bemessung von Dichtflächen aus Ortbeton ergeben sich aus Teil 1 der DAfStb- Richtlinie „Betonbau beim Umgang mit wasser-gefährdenden Stoffen“. Im Kapitel 5 werden dort Nachweise zum Nachweis der Dichtheit aufgeführt. Es werden vier Varianten unterschieden.

a) Vereinfachter Nachweis gemäß Abschnitt 5.1.2:

Folgende Randbedingungen werden dort aufgeführt:

  • Bewehrungsgehalte nach Tafel 2
  • FD- oder FDE-Beton der Druckfestigkeitsklasse C30/37 nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2
  • Länge und Breite der Platten ≤ 50 m
  • Keine Verzahnung mit dem Untergrund, Betondeckung 35 mm
  • Mittlere Verkehrslast ≤ 10 KN/m2
  • Gleitschicht zwei Lagen PE-Folien oder mindestens gleichwertig

Bei Einhaltung dieser Randbedingungen ist sichergestellt, dass die Druckzonendicke eingehalten wird.

b) Nachweis in ungerissenen Bereichen nach Abschnitt 5.1.3 [7]

Zur Sicherstellung der Dichtheit ist hierbei nachzuweisen, dass

  • h ≥ γe · etk
    mit
    h: Bauteildicke
    etk: charakteristischer Wert der Eindringtiefe
    γe: Sicherheitsbeiwert
  • Die weiteren Randbedingungen sind der Richtlinie zu entnehmen.

c) Nachweis der Mindestdruckzonendicke nach Abschnitt 5.1.4

Hierbei ist für die Dicke der Druckzone nachzuweisen, dass

  • χ ≥ γe · etk ≥ 2 Dmax ≥ 30 mm
    mit
    χ : Druckzonendicke
    Dmax: Nennwert des Größtkorns der Gesteinskörnung
    Die weiteren Randbedingungen sind der Richtlinie zu entnehmen

d) Rissbreitennachweis nach Abschnitt 5.1.5

Ein Rissbreitennachweis als Dichtheitsnachweis ist zulässig, wenn die Rissbreite bei Berücksichtigung der im Fall der Medienbeaufschlagung wirksamen Beanspruchung unter Gebrauchslasten in Abhängigkeit von der Bauteildicke h begrenzt wird. Alternativ kann der Nachweis nach den beiden Gleichungen geführt werden.

  • wcal ≤ wcrit γr
    oder
  • h ≥ γe · ewtk
    mit
    wcal: größte rechnerische Rissbreite unter Gebrauchsbeanspruchung
    wcrit: kritische Rissbreite, bei der in Abhängigkeit vom Medium die Bauteildicke
    h: in der Einwirkungszeit t durchdrungen wird ewtk charakteristische Eindringtiefe nach der Richtlinie für eine einmalige Beaufschlagung über eine Zeit t in Abhängigkeit von der bei der Bemessung berücksichtigten Rissbreite wcal

Beim Rissbreitennachweis als Nachweis für die Dichtheit dürfen für nur mit Betonstahl bewehrte Betone geringere Werte als wcal = 0,10 mm nicht angesetzt werden.

Die weiteren Randbedingungen sind der Richtlinie zu entnehmen

Bei bestehenden Dichtflächen aus Ortbeton können nachträgliche Nachweise der Dichtheit auf zwei Wegen erbracht werden. Zum einen besteht die Möglichkeit:

  • Abschnitt 9.2.1 des Arbeitsblatts DWA-A786 bei Anlagen mit einer geringen oder mittleren Beaufschlagungsdauer (d.h. bis max. 72 h) anzuwenden.
    Unter Einhaltung folgender Anforderungen gilt die Dichtheit der bestehenden Ortbetonfläche als nachgewiesen:
    Betonfestigkeitsklasse ≥ B 25 (C20/25)
    Bauteildicken ≥ 15 cm
    Geschlossenporiges Gefüge
    Geeignete Fugenabdichtungen
    Eindringtiefe der wassergefährdenden Flüssigkeit max. 2/3 der ungerissenen Mindestbetondicke

Kann auf diesem Weg kein Nachweis der Dichtheit erbracht werden, bedarf es einer weitergehenden Überprüfung des Eindringverhaltens nach

  • Abschnitt 9.2.1 des Arbeitsblatts DWA-A 786

Abnahme durch den WHG/VAwS- Sachverständigen:

Bauliche Anlagen im Zuständigkeitsbereich des WHG sind während der Ausführung, vor Inbetriebnahme und wiederkehrend in regelmäßigen Abständen durch einen Sachverständigen zu überprüfen. Insbesondere im Rahmen der Prüfung vor der Inbetriebnahme der Anlage hat der Sachverständige die Vollständigkeit der Dokumentation während der Bauausführung und die Ergebnisse von durchgeführten Prüfungen sowie deren Übereinstimmung mit den planerischen Vorgaben zu überprüfen. Im Hinblick auf die durchgeführten Stahlbetonarbeiten bedeutet dies, dass das ausführende Unternehmen alle maßgebenden Aufzeichnungen vorzulegen hat.

Neben der vollständigen Dokumentation der Prüfergebnisse zählen hierzu nsbesondere die Fremdüberwachungs- bzw. Abschlussberichte der anerkannten Überwachungsstelle.

*) DAfStb-Richtlinie „Betonbau beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen“ (Fassung Oktober 2004)