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Ein Schadensmuster, das viele Instandsetzer kennen
Der Ablauf ist häufig ähnlich: Eine Parkdeckplatte, eine Brückenplatte oder ein anderes Stahlbetonbauteil weist Risse, Betonabplatzungen und freiliegende, korrodierte Stahlbewehrung auf. Die geschädigten Bereiche werden entfernt, die Oberfläche vorbereitet, ein Instandsetzungsmörtel aufgebracht und das Bauwerk wieder genutzt.
Einige Jahre später treten erneut Schäden auf. Nicht zwangsläufig an derselben Stelle, aber häufig aufgrund desselben Schadensmechanismus.
Korrosion der Stahlbewehrung zählt zu den häufigsten und wirtschaftlich bedeutendsten Schadensursachen im Stahlbetonbau. Dabei sind unterschiedliche Mechanismen zu unterscheiden. Bei karbonatisierungsinduzierter Korrosion entstehen häufig sichtbare Risse und Betonabplatzungen infolge der Volumenvergrößerung der Korrosionsprodukte. Chloridinduzierte Korrosion kann dagegen über lange Zeit ohne eindeutige äußere Anzeichen fortschreiten und erhebliche Querschnittsverluste der Bewehrung verursachen. Gerade diese schwer erkennbare Schädigung kann zu nicht unmittelbar sichtbaren Tragfähigkeitsverlusten führen.
Das grundsätzliche Problem ist bekannt. Weniger häufig wird jedoch die Frage gestellt, welchen Einfluss die Wahl der Bewehrung auf die Dauerhaftigkeit eines Instandsetzungskonzepts haben kann.
Ein dokumentierter Anwendungsfall in Deutschland
Im Parkhaus Dammstraße in Ludwigshafen musste eine durch chloridinduzierte Korrosion geschädigte Parkdeckplatte statisch ertüchtigt werden, ohne den Betrieb der darunterliegenden Parkebenen vollständig einzustellen. Ein vollständiger Austausch der oberen Bewehrungslage hätte erhebliche Nutzungseinschränkungen zur Folge gehabt und war für den Betreiber keine praktikable Lösung.
Im Rahmen des Projekts wurde ein Instandsetzungskonzept umgesetzt, das Carbonbewehrung mit einem kathodischen Korrosionsschutzsystem kombinierte. Nach dem Abtrag der geschädigten Betonbereiche wurde eine rund 4 cm starke neue Betonschicht mit bis zu zwei Lagen solidian GRID Q95-C-EP-s38 hergestellt. Die gewählte Ausführung wurde im Projekt mit dem kathodischen Korrosionsschutzsystem abgestimmt und umgesetzt. Das Parkhaus konnte während der Bauzeit teilweise weiter betrieben werden.
Der Projektansatz zeigt beispielhaft, dass Carbonbewehrung und kathodischer Korrosionsschutz unterschiedliche technische Aufgaben innerhalb eines gemeinsamen Instandsetzungskonzepts übernehmen können.
Welchen Einfluss kann die Wahl der Bewehrung haben?
Bei der Planung einer Betoninstandsetzung stehen häufig die Entfernung geschädigter Betonbereiche, die Wiederherstellung der Tragfähigkeit sowie der Schutz der verbleibenden Konstruktion im Mittelpunkt.
Ebenso relevant ist jedoch die Frage, welche Materialien in der instandgesetzten Zone neu eingebracht werden und welchen Beanspruchungen sie während der verbleibenden Nutzungsdauer ausgesetzt sind.
Carbonbewehrung unterliegt keiner Korrosion infolge von Chloriden. Für die neu eingebrachte Bewehrung entfällt damit dieser für Stahl typische Schadensmechanismus.
Dies bedeutet nicht, dass ein Bauwerk dadurch wartungsfrei wird oder sämtliche Dauerhaftigkeitsfragen beantwortet sind. Die langfristige Leistungsfähigkeit einer Instandsetzung hängt weiterhin von zahlreichen Randbedingungen ab, unter anderem vom Bauwerkszustand, den Expositionsbedingungen, der konstruktiven Ausbildung sowie dem gewählten Gesamtkonzept.
Für die neu eingebrachte Carbonbewehrung besteht jedoch keine korrosionsbedingte Schädigung durch Chloride.
Warum dies für die Planung relevant ist
Die Wahl der Bewehrung ist keine isolierte Materialentscheidung. Sie ist Bestandteil des gesamten Instandsetzungskonzepts und sollte entsprechend frühzeitig berücksichtigt werden.
Zu den wesentlichen Fragestellungen gehören unter anderem:
- Art und Ursache des Schadens,
- Expositionsbedingungen und Chloridbeanspruchung,
- statische Anforderungen,
- Anforderungen an die Rissbreitenbegrenzung,
- vorhandene Schichtdicken und Bauteilgeometrie,
- Kompatibilität mit weiteren Schutzmaßnahmen, beispielsweise einem kathodischen Korrosionsschutzsystem,
- sowie die jeweils maßgebenden technischen und bauaufsichtlichen Randbedingungen.
Gerade bei Parkdecks, Tiefgaragen, Brückenbauwerken und anderen chloridbeanspruchten Stahlbetonkonstruktionen kann diese Betrachtung einen wesentlichen Einfluss auf die langfristige Dauerhaftigkeit des Instandsetzungskonzepts haben.
Einordnung für die Planungspraxis
Für den Einsatz nichtmetallischer Bewehrung stehen in Deutschland technische Regelwerke und bauaufsichtliche Nachweise für definierte Anwendungsbereiche zur Verfügung. Welche Nachweise und Rahmenbedingungen im konkreten Projekt maßgebend sind, hängt jedoch von der jeweiligen Aufgabenstellung und den projektspezifischen Randbedingungen ab.
Insbesondere bei Instandsetzungs- und Tragwerksverstärkungsmaßnahmen empfiehlt sich eine frühzeitige Abstimmung zwischen Bauherr, sachkundigem Planer, Tragwerksplaner und den beteiligten Systempartnern. Auf dieser Grundlage kann beurteilt werden, welche technischen Lösungen und Nachweiswege für das jeweilige Projekt geeignet sind.
Je nach technischer Aufgabenstellung kann die erforderliche Maßnahme von einer Querschnittsergänzung oder Rissbreitenbegrenzung bis hin zu einer lastabtragenden Tragwerksverstärkung reichen. Für entsprechende Anwendungen können – abhängig von den projektspezifischen Anforderungen und den jeweils geltenden Nachweisen – auch zugelassene Verstärkungssysteme wie CARBOrefit® Bestandteil des Gesamtkonzepts sein.
Auch im dargestellten Praxisbeispiel erfolgte die gewählte Ausführung auf Grundlage einer projektspezifischen technischen Bewertung und in Abstimmung aller Beteiligten.
Das betriebliche Argument
Neben den bautechnischen Aspekten spielen auch wirtschaftliche und betriebliche Randbedingungen eine wichtige Rolle. Jede Instandsetzungsmaßnahme verursacht Material- und Personalkosten sowie Einschränkungen der Nutzung.
Für Betreiber von Parkhäusern bedeuten gesperrte Stellplätze oder ganze Parkebenen Einnahmeausfälle. Bei Brückenbauwerken führen Verkehrsführungen und Sperrungen zu zusätzlichen organisatorischen und volkswirtschaftlichen Belastungen.
Vor diesem Hintergrund lohnt es sich, bereits in der Planungsphase nicht nur die unmittelbare Instandsetzung des vorhandenen Schadens zu betrachten, sondern auch die Dauerhaftigkeit des gewählten Instandsetzungskonzepts in die Bewertung einzubeziehen.
Empfohlene Unterlagen für die Projektbewertung
Für die technische Bewertung und die projektbezogene Abstimmung können unter anderem folgende Unterlagen herangezogen werden:
- Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ) und allgemeine Bauartgenehmigung (aBG) Z-1.6-308 für solidian GRID in ihren jeweiligen Anwendungsbereichen,
- DAfStb-Richtlinie „Betonbauteile mit nichtmetallischer Bewehrung“ (2024-01),
- Flyer solidian CARBONBEWEHRUNG FÜR PARKDECKS,
- Flyer solidian INSTANDSETZUNG als Übersicht für die Sanierung und Tragwerksverstärkung,
- sowie unsere Präsentation zur nichtmetallischen Bewehrung.
Welche Unterlagen und Nachweise im konkreten Projekt maßgebend sind, ist stets anhand der jeweiligen Aufgabenstellung und der geltenden technischen sowie bauaufsichtlichen Rahmenbedingungen zu beurteilen.
Sind Sie bereit, Ihr Projekt zu besprechen?
Um Planer zu unterstützen, bieten wir ein umfassendes Planungszentrum mit relevanten Dokumenten und einem Berechnungstool zur Vordimensionierung. Wenn Sie Bewehrungslösungen für ein konkretes Instandsetzungsprojekt prüfen, unterstützt Sie unser technisches Team gerne bei der Überprüfung der relevanten Parameter und Dokumentation.
