Abdichtung von Betonfertigteilen mit Bentonit

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Anforderungen an die Gebrauchstauglichkeit von wasserundurchlässigen Bauwerken aus Beton, für die es bisher keine Festlegungen, lediglich Hinweise auf einen zusätzlichen Regelungsbedarf in der DIN 1045-1 gab (s. Abschnitt 1, Absatz 5, bzw. Abschnitt 11.2.1, Absatz 6) regeln heute die WU-Richtlinie "Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton", Fassung November 2003 des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb) sowie die Erläuterungen zur DAfStb-Richtlinie "Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton" (Heft 555 des DAfStb, 1. Auflage 2006).

Verwendung von Halb- und Vollfertigteilen aus Beton

Halbfertigteile und Vollfertigteile aus Beton finden aufgrund ihrer Maßgenauigkeit und ihrer schnellen Montage im Stahlbetonbau immer häufiger Anwendung, insbesondere im Hinblick auf die immer kürzeren Bauzeiten. Die Fertigteile sind so zu montieren, dass sie nicht beschädigt werden. Wenn bei der Montage Risse entstehen, sind sie durch entsprechende Dichtmaßnahmen zu schließen. Bei der Verwendung von Halbfertigteilwänden – auch Doppel- oder Elementwände genannt – und Vollfertigteilwänden bei druckwasserbelasteten, erdberührten Betonbauwerken ist besonderes Augenmerk auf die Abdichtung der Stoß- und Lagerfugen zu legen. Die Fugen müssen gemäß der WU-Richtlinie des DAfStb, Fassung November 2003, grundsätzlich mit einer Fugendichtung abgedichtet sein, wobei bei anstehendem Wasser (Beanspruchungsart 1) nicht nur die einzelne Fuge, sondern das ganze Fugensystem lückenlos dicht sein muss (vgl. Erläuterungen zur WU-Richtlinie, Heft 555 des DAfStb, 1. Auflage 2006, Abschnitt 9.2 ff.).

Fugenabdichtungen von Halb- oder Vollfertigteilen gegen drückendes Wasser

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen innen- und außenliegenden Fugenabdichtungssystemen:

• Innenliegende Fugenabdichtungen, wie z. B. beschichtete und unbeschichtete Fugenbleche, sind bei der Verwendung von Vollfertigteilen nicht anwendbar, bei der Verwendung von Halbfertigteilen (Element- oder Doppelwände) ist aufgrund der besonderen betontechnologischen und ausführungstechnischen Anforderungen zur Sicherstellung eines fachgerechten Einbaus von innenliegenden Fugenabdichtungen ein Mindestkernquerschnitt (innerer Abstand zwischen den Fertigteilplatten) des Ortbetonkerns = 13 cm einzuhalten.
• Außenliegende Fugenabdichtungen, wie z. B. Abdichtungsbahnen auf Bitumen- oder Bentonitbasis, sind vor dem Verfüllen des Arbeitsraumes mit einer Schutzschicht gegen mechanische Beschädigungen der Abdichtungen zu versehen (vgl. WU-Richtlinie des DAfStb, Fassung November 2003, Abschnitt 11.2.4).

Außenliegende Fugenabdichtungen von Halb- oder Vollfertigteilen gegen drückendes Wasser

Außenliegende Fugenabdichtungen dürfen unabhängig von der Art der Fertigteile und der Dicke der Fertigteile als Abdichtungssystem gegen drückendes und/oder aufstauendes Sickerwasser – Beanspruchungsklasse 1 – angewendet werden, vorausgesetzt, ein entsprechender Eignungsnachweis (Anmerkung: Allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis) für diesen Anwendungsbereich liegt vor. Außenliegende Fugenabdichtungen finden immer häufiger Anwendung, da die oben beschriebenen Anforderungen einfach und sicher eingehalten werden können.

Außenliegende Fugenabdichtungen mit bentonitbeschichten Folien

Benonitbeschichtete Folien zeichnen sich durch ihre einfache und absolut witterungsunabhängige Verarbeitung aus und sind zur Abdichtung von Betonfertigteilfugen gegen drückendes Wasser bis zu einer Druckhöhe von 0,6 bar (entspricht 6,0 m Wassersäule) zugelassen. Die Fugenstöße der Fertigteile werden oberflächenbündig mit einer Spachtelmasse auf Bentonitbasis geschlossen und anschließend die Bentonitbahnen, Breite 25 cm, mittig über die Stoß- und Lagerfugen verlegt. Ein Verschweißen des Überlappungsbereiches der Bentonitbahnen untereinander ist nicht erforderlich. Abschließend werden die Bentonitbahnen mit einem vorgefertigten Kunststoffprofil abgedeckt und mechanisch mit Schlagdübel l = 55 mm befestigt. Das Kunststoffprofil erfüllt neben der Sicherstellung eines erforderlichen Anpressdrucks der Bentonitbahnen an die Betonfertigteile die Anforderung einer Schutzschicht gegen mechanische Beschädigungen.

Erläuterungen zu dem Tonmineral Bentonit

Bentonit ist ein natürlich vorkommendes Tonmineral, welches sich durch sein hohes Wasseraufnahmevermögen und seine Beständigkeit gegen aggressive Medien auszeichnet. Untersuchungen der TU Braunschweig aus den 1980er Jahren belegen, dass diese natürliche Abdichtungseigenschaft nicht nachlässt und die übliche Nutzungsdauer von Bauwerken bei weitem übersteigt. Der Name Bentonit wurde von einem der größten Abbaugebiete der Welt (Fort Benton, Wyoming/USA) abgeleitet. Die besondere Eigenschaft des natürlich vorkommenden Natrium-Bentonits besteht darin, Wassermoleküle zwischen seinen Tonplättchen einzulagern und elektrisch zu binden. Die daraus resultierende Vergrößerung des Schichtabstandes zwischen den Tonplättchen bezeichnet man als innerkristallines Quellvermögen. Aus der Behinderung dieses Quellvorganges resultiert die enorme, natürliche, dauerhafte Dichtigkeit des Tonminerals Bentonit. Der Durchlässigkeitsbeiwert von natürlichem Natrium-Bentonit beträgt bei einer Schichtdicke von 5 mm ca. 1 ∞ 10–11 m/sec. (nach Darcy). Dieser Wert entspricht etwa einer 50 cm dicken ungerissenen Stahlbetonwand. Bentonitabdichtungen finden weltweit Anwendung, insbesondere im Deponiebau, im Tunnelbau und als äußere zusätzliche Abdichtung von grundwasserbelasteten, erdberührten Stahlbetonbauwerken.