Methoden der Bestandsaufnahme: Material

1. Methoden der Bestandsaufnahme: Material

2. Materialtypische Schäden Instandsetzung von Schäden Die Instandsetzung von Schäden setzt eine aussagekräftige Diagnose des Bauschadens voraus • Festzustellen sind daher: • SchadensursacheSchadensgradSchadensumfang

3. Materialtypische Schäden Instandsetzung von Schäden Die physikalische Schadensursache ist i.d.R. auf einen der folgenden Punkte zurückzuführen Mangelhafter Roh- und Baustoff (oder ungeeignete Verwendung) Fehlerhafte Baukonstruktion (nicht materialgerechtes Konstruieren) Rohstoffverarbeitung mangelhaft

4. Betontypische Schäden

5. Betontypische Schäden Typische Schadenskategorien • 1 Korrosion der Bewehrung • Carbonatisierung des BetonsChlorideinwirkung • 2 Physikalische/ chemische Schäden des Betons • BetonabsprengungenBetonausblühungenBetonauslaugungBetonkorrosionBetontreiben

6. Betontypische Schäden Korrosion der Bewehrung: Carbonatisierung 1 Abhängigkeit der Korrosionsgeschwindigkeit von der Säureeigenschaft der Umgebung

7. Betontypische Schäden Korrosion der Bewehrung:Carbonatisierung 2 Als Bindemittel für Beton wird Zement verwendet, in dem die folgenden Klinkerphasen, je nach Zementart in unterschiedlichen Anteilen, vorliegen. Klinkerphasen: TriCalciumSilikat: 3CaO . SiO2 DiCalciumSilikat: 2CaO . SiO2 TriCalciumAluminat: 3CaO . Al2O3 CalciumAluminatFerrit: 4CaO (Al2O3,Fe2O3) CalciumOxid CaO (Freikalk) MagnesiumOxid MgO (Periklas)

8. Betontypische Schäden Korrosion der Bewehrung:Carbonatisierung 3 Durch Beimengung von Anmachwasser werden zwei Prozesse ausgelöst: Hydrolyse: CaO + H2O  Ca2+ + 2OH- pH-Wert: 12,5, d.h. basisch und somit Schutz der Bewehrung durch Passivierung im Frischbeton Hydratation: Ausbildung der Hydratphasen, u.a. CalziumSilikatHydrat + CalziumHydroxid m*CaO . SiO2. x*H2O + Ca(OH)2 CalziumHydroxid wirkt basisch (pH-Wert 12,5) und bildet somit einen Schutz der Bewehrung durch Passivierung

9. Betontypische Schäden Korrosion der Bewehrung:Carbonatisierung 4 In der Luft gelöstes Kohlenstoffdioxid, CO2, kann durch Diffusion in den Beton eindringen und löst den Carbonatisierungsvorgang aus: 1.Schritt: CO2 + H2O  H2CO3 (Kohlensäure) 2.Schritt: H2CO3 + Ca(OH)2  CaCO3 + 2H2O (Kalziumcarbonat + Wasser) Verschiebung des pH-Wertes nach unten Bei einem pH-Wert < 9,5 setzt die Korrosion ein

10. Betontypische Schäden Korrosion der Bewehrung:Chlorid Die meisten Metalle bilden eine mehr oder weniger vor Korrosion schützende submikroskopische Oxidschicht aus. Diffundieren Cl- Ionen durch den Beton bis zur Bewehrung wird diese Passivschicht lokal zerstört indem die Bindung der Metallionen zur Oxidschicht geschwächt und schließlich gelöst wird. Im Bereich des Angriffs bildet sich ein lokaler saurer Bereich aus (unabhängig vom pH-Wert des Zementsteins) der die Korrosion begünstigt. Die lokale Zerstörung und das lokale Auftreten von Korrosion ist als Lochfraß bekannt.

11. Betontypische Schäden Korrosion der Bewehrung:Chlorid Oben: Mechanismus des LochfraßesRechts: Löcher in Nickel

12. Betontypische Schäden Korrosion der Bewehrung:Chlorid • Chloridangriffe sind typisch für Stahlbetonteile die : • - durch Tausalze belastet werden (Brücken, Sockelbereiche)- unter HCl (Chlorwasserstoff) Einwirkung stehen (PVC-Brände)- einen Magnesiumestrich/ Steinholzestrich tragen (Magnesiumchlorid als Bindemittel) Tausalze in der Sockelzone Brandschadensbild Foto Fa. Wels

13. Betontypische Schäden Physikalische/ chemische Schäden des Betons: Betonabsprengungen Ursachen Frost-Tauwechsel (größeres Volumen von Eis im Vergleich zu flüssigem Wasser) • Voraussetzung: Wasser muss in flüssiger Form im Beton vorliegen können • -Frischbeton (noch nicht abgebunden)-Ungleichmäßige Verdichtung mit lokal hoher Wasseraufnahmefähigkeit durch hohe Porosität Korrosion der Bewehrung (größeres Volumen der Oxidschicht im Vergleich zum Metall) • Voraussetzung: • -Freiliegen des Bewehrungsstahls-Carbonatisierung des Betons-Chlorideinwirkung

14. Betontypische Schäden Physikalische/ chemische Schäden des Betons: Betonabsprengungen Beispiele

15. Betontypische Schäden Physikalische/ chemische Schäden des Betons: Betonausblühungen Betonausblühungen: schleierartige bis fleckige, ggf. krustige Ablagerungen an der Betonoberfläche Ursachen Vorhandensein wasserlöslicher Substanzen, Auftreten von Wasser/ Feuchtigkeit im Beton • Substanzen: • -Kalziumkarbonat aus dem Prozess der Betoncarbonatisierung(kein Mangel hinsichtlich Festigkeit und Dauerhaftigkeit)-Wasserlösliche Salze aus Zuschlag oder Anmachwasser (Sulfate, Chloride)-Wasserlösliche Salze aus nicht gesperrtem Baugrund-Reaktionsprodukte aus Kalzium und aggressiven Luftverunreinigungen

16. Betontypische Schäden Physikalische/ chemische Schäden des Betons: Betonausblühungen Ausblühprozess, beobachtet über mehrere Monate (Gehwegplatten auf Zementmörtel)

17. Betontypische Schäden Physikalische/ chemische Schäden des Betons: Betonauslaugung Betonauslaugung: Masseverlust des Betons durch Ausschwemmen wasserlöslicher Elemente Ursachen Vorhandensein wasserlöslicher Substanzen, Auftreten von Wasser/ Feuchtigkeit im Beton • Substanzen: • Lehm, Ton, Kreide, Gipsstein, Tonschiefer als Bestandteil des Zuschlags

18. Betontypische Schäden Physikalische/ chemische Schäden des Betons: Betontreiben Betontreiben: Treibrisse oder Abplatzungen durch Volumenvergrößerung in Oberflächennähe Ursachen -Sulfattreiben: Sulfathaltige Lösungen xxSO4.H2O (sauerer Regen, sulfathaltiges Grundwasser, Salzlösungen im Bauteil) reagieren mit dem Calzium des Zements (CalziumHydroxid, Ca(OH)2 oder CalziumCarbonat, CaCO3) über mehrere Stationen zu CalziumSulfatDiHydrat CaSO4.2H2O (Gips). In der Folge entsteht zusammen mit dem CalziumAluminat des Zements (Klinkerphase) unter bis zu 8-facher Volumenvergrößerung Ettringit. -Magnesiumsalztreiben -Kalk- und Magnesiatreiben

19. Betontypische Schäden Physikalische/ chemische Schäden des Betons: Risse Ursachen Überschreitung der zulässigen Spannungen durch ... • ... Zwang • -Schwinden/ Quellen-Setzen-Unzureichende Bewegungsfugen zwischen unabhängigen Bauteilen-Thermische Ausdehnung (z.B. Hydratationswärme) • ... Überschreitung der Bemessungslast

20. Betontypische Schäden Physikalische/ chemische Schäden des Betons: Risse Rissbilder:

21. Betontypische Schäden Physikalische/ chemische Schäden des Betons: Risse Rissbilder:

22. Betontypische Schäden Analysemethoden Zerstörungsfreie Methoden – nicht zerstörungsfreie Methoden Feststellungsziele: -Betonfestigkeit -Position oder Schaden an der Bewehrung -Oberflächenstruktur, Risse -Chloridschäden -Durchfeuchtung

23. Betontypische Schäden Analyse Betonfestigkeit: Oberfläche, Hohlstellen, Kiesnester Zerstörungsfrei: InaugenscheinnahmeSchmidt-Rückprallhammer: Rückschluss auf die Druck-festigkeit des Oberflächenbetons durch Messung des Energieverlustes beim Rückprall Schmidt Rückprallhammer

24. Betontypische Schäden Analyse Betonfestigkeit: Oberfläche, Hohlstellen, Kiesnester Nicht zerstörungsfrei: Bohrkern Kernbohrgerät

25. Betontypische Schäden Analyse Betonüberdeckung, Lage der Bewehrung, Schaden an der Bewehrung Zerstörungsfrei: Inaugenscheinnahme: sichtbare Schäden?Bewehrungssuchgeräte: Durch Erzeugung eines Magnetfeldes kann die Lage, der Durchmesser und die Überdeckung der Bewehrung festgestellt werden Bestimmung des Rostanteils der Bewehrung: Rückschluss auf den Korrosionsgrad durch Aufbringen und Messen eines Potentialfeldes mit Hilfe einer Kupferkathode Nicht zerstörungsfrei: FreilegenCarbonatisierung von Bohrkernen prüfen (Indikatorreaktion von Phenolphtalein)

26. Betontypische Schäden Analyse Elektrochemische Potentialmessung

27. Betontypische Schäden Analyse Risse in der Betonoberfläche, Beschichtungsfähigkeit, Oberflächenzugfestigkeit Zerstörungsfrei: Inaugenscheinnahme: Rissbilder, Rissbreite, RisstiefeRissbewegung: Gipsmaske Nicht zerstörungsfrei: Bohrkernentnahme (Tiefenverlauf der Risse, Laboruntersuchungen)Haftzugfestigkeit durch Haftzugprüfgerät Haftzugprüfgerät

28. Betontypische Schäden Analyse ChloridschädenMerkmal: Korrosionsschäden ohne „ausreichende“ Carbonatisierungstiefe Zerstörungsfrei: -keine Nicht zerstörungsfrei: Bohrkernentnahme (Chloridgehalt durch Silbernitrat- Test, UV-Verfahren)

29. Betontypische Schäden Analyse Durchfeuchtung Zerstörungsfrei: -Qualitativ: Erwärmen (Änderung der Oberflächenfarbe)-lokales Aufbringen dampfdichter Folien (Kondensat) -Widerstandsfeuchtemessung: Rückschluss auf den Wassergehalt durch Messen des elektrischen Widerstandes des Materials Nicht zerstörungsfrei: -Calciumcarbidmethode: Reaktion von CaC2 mit Wasser zu Acetylengas, Messung des Gasdruckes lässt auf den Wassergehalt schließen-Gravimetrische Feuchtemessung: Gewichtsbestimmung im Ausbauzustand und nach Erreichen des Darr-Gewichts durch Trocknung bei 105°C.

30. Betontypische Schäden Instandsetzung Betonersatz: Reprofilierung von Ausbrüchen und Abplatzungen mit geprüften Sanierungssystemen oder durch handwerklich ausgeführte Mörtelsysteme

31. Betontypische Schäden Instandsetzung Vorgehen: -Mechanisches Entfernen des schadhaften Betons -Entrosten des Bewehrungsstahls (Sandstrahlen) -Aufbringen von Korrosionsschutz für die Bewehrung, inklusive Quarzsandbestreuung zur Haftverbesserung -Aufbringen von Haftgrund auf den Bestandsoberflächen des Betons -Aufbringen des Reparaturmörtels

32. Betontypische Schäden Instandsetzung Spritzbeton: Aufbringen von Betonschichten zur Erhöhung der Betonüberdeckung oder zur Vergütung der Oberfläche Foto Bautas AG

33. Betontypische Schäden Instandsetzung • Behandlung von Rissen: • SchließenAbdichtenDehnfähiges VerbindenKraftschlüssiges Verbinden • Methoden: • Tränkung (T): Druckloses Füllen durch Pinseln, Streichen, GießenBetoninjektionen (I) • Verwendete Stoffe: • Epoxidharz (EP-T, EP-I)Polyurethanharz (PU-I, kein kapillares Steigvermögen)Zementleim (ZL-T, ZL-I)Zementsuspension (ZS-T, ZS-I)

34. Betontypische Schäden Instandsetzung Anwendungsbereiche:

35. Betontypische Schäden Instandsetzung Bohrpacker Klebepacker

36. Betontypische Schäden Instandsetzung Klebepacker

37. Betontypische Schäden Instandsetzung • Oberflächenbehandlung zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften • FarbgebungWiderstandsfähigkeit gegen chemische und physikalische AngriffeAbdichtungenUV-SchutzSchutz gegenüber mikrobiellem Befall

38. Betontypische Schäden Literatur Knoblauch/ Schneider: „Bauchemie“, Werner-Verlag Bundesverband der deutschen Zementindustrie (Hrsg.): „Zementmerkblätter“ Stahr: „Bausanierung“, Vieweg

39. Holztypische Schäden

40. Holztypische Schäden Typische Schadenskategorien • 1 Holzschädlinge • Tierische HolzschädlingePflanzliche Holzschädlinge • 2 Holzfehler • SchwindrisseHarz

41. Holztypische Schäden Holzschädlinge:Tierische Holzschädlinge • Trockenholzinsekten: • Hausbock/HolzbockNagekäfer (Holzwurm)Splintholzkäfer(Termiten) • Frischholzinsekten: • HolzwespenBorkenkäferKernholzkäfer

42. Holztypische Schäden Holzschädlinge :Tierische Holzschädlinge • Stadien: • EiLarvePuppeInsekt • Merkmale: • Typische FraßgängeTypische Fluglöcher Wespenpuppe

43. Holztypische Schäden Holzschädlinge :Tierische Holzschädlinge, Trockenholz Hausbock Nagekäfer Splintholzkäfer Insekt Larve Schadbild

44. Holztypische Schäden Holzschädlinge :Tierische Holzschädlinge, Frischholz Holzwespen Borkenkäfer Insekt Larve Schadbild

45. Holztypische Schäden Holzschädlinge :Pflanzliche Holzschädlinge • Holzfärbende Pilze: • Bläuepilze (keine Fäulnis, kein Festigkeitsverlust) • Holzzerstörende Pilze: • Echter Hausschwamm (meldepflichtig, feuchteproduzierend)KellerschwammWeißer PorenschwammBlättling

46. Holztypische Schäden Holzschädlinge :Pflanzliche Holzschädlinge Bläuepilze Splintholzbefall Befall einer bewitterten Konstruktion

47. Holztypische Schäden Holzschädlinge :Pflanzliche Holzschädlinge Hausschwamm Fruchtkörper und Myzel Mögliches Schadensbild

48. Holztypische Schäden Holzschädlinge :Pflanzliche Holzschädlinge Kellerschwamm Fruchtkörper und Myzel Mögliches Schadensbild

49. Holztypische Schäden Holzschädlinge :Pflanzliche Holzschädlinge Weißer Porenschwamm Fruchtkörper und Myzel Mögliches Schadensbild

50. Holztypische Schäden Holzschädlinge :Pflanzliche Holzschädlinge Blättling