Investigation of the bituminous sliding and barrier layer covered by concrete

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Die neue Richtlinie des Deutschen Ausschuß für Stahlbeton "Betonbau beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen" gibt drei verschiedene Möglichkeiten, die Dichtheit einer Konstruktion gegenüber einwirkenden Flüssigkeiten nachzuweisen, an.

Die Dichtheit von Stahlbetonbauteilen gegenüber Wasser wird im wesentlichen durch die Beschränkung der Rißweite oder die Ermittlung der verbleibenden Druckzonenhöhe nachgewiesen (Abb. 1). Der Selbstheilungseffekt gestattet akzeptable Rißweiten, die durch das Einlegen einer entsprechenden Bewehrung gesteuert werden können. Der Nachweis gegen das Durchdringen wassergefährdender Flüssigkeiten kann aber auf diese Weise nur schwer und mit großem Aufwand erfüllt werden. Wegen der geringeren Viskosität dieser Medien ist die Eindringtiefe in Trennrisse in gleichen Zeiträumen wesentlich größer als bei einer Beaufschlagung mit Wasser. Zusätzlich ist eine Selbstheilung in den meisten Fällen nicht nachweisbar. Um auch hier mit Beton als Dichtschicht arbeiten zu können, wird es meist notwendig, völlig rissefreie Beton-flächen herzustellen.

Multilayer System

Als eine mögliche Lösung des Problems soll hier ein mehrschichtiger Plattenaufbau untersucht werden, dessen Schichten verschiedene Funktionen übernehmen: Eine obere Platte dient als Betondichtschicht, während die untere Platte als Tragschicht ausgebildet wird. Dazwischen ist eine Bitumenschicht als visco-elastische Trennschicht angeordnet. Durch diese Trennung soll eine zwängungsarme Lagerung der oberen Platte erreicht werden, um die entstehenden Spannungen aus Lastabtrag und Temperatur unter der zulässigen Betonzugspannung zu halten. Gegen das Durchdringen der Flüssigkeiten steht dann zusätzlich zur Betondeckschicht als Primärbarriere die Bitumenschicht als Sekundärbarriere zur Verfügung. Diese wird für den Nachweis der Dichtheit jedoch nicht angesetzt. Bitumenschichten sind ein geeignetes Mittel, Zwangsspannungen in einem verträglichen Rahmen zu halten. Wird ständig eine Bitumentemperatur größer als 0°C gewährleistet, können zentrische Zwangsspannungen bedenkenlos vernachlässigt werden. Dies könnte zum Beispiel in Innenräumen, unter Behältersohlen oder im U- Bahn- und Tunnelbau der Fall sein. Einschränkend muß gesagt werden, daß der Einsatz bituminöser Trennschichten für Bauteile im Freien wegen der niedrigen Temperaturen im Winter und der damit verbundenen sehr hohen Bitumensteifigkeit meist keine befriedigenden Effekte bringt. Herkömmliche Gleitfolien sind bei den üblichen Vertikalpressungen in diesem Anwendungsbereich besser geeignet. Nach Auffassung der Autoren sollten Betondichtflächen im Freien stets eine mäßige Vorspannung erhalten, auch wenn beim Einsatz bituminöser Schichten ein rechnerischer Nachweis ohne Vorspannung möglich ist. Eine Kombination von Bitumenschicht und Vorspannung ist besonders günstig, da die Viskosität der Bitumenschicht gewährleistet, daß die Vorspannkraft vollständig im vorgespannten Bauteil verbleibt.