umwelt-online: DAfStb - Instandsetzungs-Richtlinie - Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen (1)

DAfStb - Instandsetzungs-Richtlinie - Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen
Teil 1: Allgemeine Regelungen und Planungsgrundsätze

Vom 8. März 2004
Stand 10/2001
(Nds.MBl. 2004 S. 193, 194, ber. 01/2002, ber. 09/2014)

Siehe auch: "Teil 2: Bauprodukte und Anwendung" und "Teil 3: Anforderungen an die Betriebe und Überwachung der Ausführung"

Ersatz für Ausgabe August 1990 (Teile 1 und 2); bisherige Vertriebsnummer 65014

Die Verpflichtungen aus der Richtlinie 98/34/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 22. Juni 1998 über ein Informationsverfahren auf dem Gebiet der Normen und technischen Vorschriften für die Dienste der Informationsgesellschaft (ABl. Nr. L 204 vom 21.07.1998 S. 37) sind beachtet worden.

Bezüglich der in dieser Richtlinie genannten Normen, anderen Unterlagen und technischen Anforderungen, die sich auf Produkte oder Prüfverfahren beziehen, gilt, dass auch Produkte bzw. Prüfverfahren angewandt werden dürfen, die Normen oder sonstigen Bestimmungen und/oder technischen Vorschriften anderer Vertragsstaaten des Abkommens über den Europäischen Wirtschaftsraum entsprechen, sofern das geforderte Schutzniveau in Bezug auf Sicherheit, Gesundheit und Gebrauchstauglichkeit gleichermaßen dauerhaft erreicht wird.

(1) Diese Richtlinie regelt die Planung, Durchführung und Überwachung von Schutz- und Instandsetzungsmaßnahmen für Bauwerke und Bauteile aus Beton und Stahlbeton nach der Normenreihe DIN 1045 ¹, unabhängig davon, ob die Standsicherheit betroffen ist oder nicht². Für andere Betonbauwerke und Betonbauteile kann die Richtlinie sinngemäß angewandt werden, z.B. für Spannbetonbauwerke gemäß DIN 4227 und für Betonbauwerke außerhalb des Geltungsbereiches der Normenreihe DIN 1045. Diese Richtlinie enthält keine Regeln für den Nachweis der Standsicherheit.

(2) Die in dieser Richtlinie geregelten Schutz- und Instandsetzungsarbeiten sind:

(3) Die Richtlinie gilt für Stoffe, Stoffsysteme und Ausführungsverfahren (s. Teil 2),

(4) Nicht geregelt wird der Oberflächenschutz mit nichtmetallischen Werkstoffen für Bauteile aus Beton in verfahrenstechnischen Anlagen; hierzu gilt die Normenreihe DIN 28052.

Die Begriffsbestimmungen gelten für alle Teile der Richtlinie; sie sind im Anhang zusammengestellt.

(1) Mit der Beurteilung und Planung von Schutz- und Instandsetzungsarbeiten muss ein sachkundiger Planer beauftragt werden, der die erforderlichen besonderen Kenntnisse auf dem Gebiet von Schutz und Instandsetzung bei Betonbauwerken hat.

(2) Vor der Ausführung sind der Istzustand des Bauteils zu ermitteln und dessen Sollzustand festzulegen. Dabei stellt der Istzustand die Summe der vorhandenen Eigenschaften und Beanspruchungen eines Bauwerks oder Bauteils vor Schutz und Instandsetzung dar, soweit diese zur Ermittlung der Ursache eines Mangels oder Schadens oder zur Festlegung des Sollzustandes festgestellt und angegeben werden müssen. Der Sollzustand stellt die Summe der verlangten Gebrauchseigenschaften eines Bauwerks oder Bauteils unter den voraussehbaren Beanspruchungen nach der Schutz- und Instandsetzungsmaßnahme dar.

(3) Anhand einer Beurteilung des Istzustandes sind die Ursachen von Mängeln oder Schäden vom sachkundigen Planer schriftlich anzugeben. Aus den Ermittlungen des Ist- und Sollzustandes ist das Instandsetzungskonzept zu entwickeln. Auf dieser Basis ist ein Instandsetzungsplan aufzustellen.

(4) Für jedes Instandsetzungsvorhaben ist ein Instandsetzungsplan (gegebenenfalls einschließlich Leistungsverzeichnis) aufzustellen und zu beachten, der die Grundsätze für die Instandsetzung (Abschnitte 5 und 6), die Anforderungen an die Ausführung (Abschnitt 4) und erforderlichenfalls Fragen des Brandschutzes berücksichtigt. Dabei ist zu überprüfen, ob die Grundprüfungen die Verhältnisse des vorliegenden Falles grundsätzlich abdecken.

(5) Leistungen, die im Zusammenhang mit der Betoninstandsetzung stehen und die die Dauerhaftigkeit einer Betoninstandsetzungsmaßnahme wesentlich beeinflussen, z.B. Abdichtungen, sind im Instandsetzungskonzept zu berücksichtigen. Ebenso sind besondere Belastungen zu beschreiben, z.B. außergewöhnliche mechanische Belastungen oder chemische Angriffe.

(6) Spritzmörtel, der wie Spritzbeton nach DIN EN 14487-1 in Verbindung mit DIN 18551 hergestellt und gemäß den Anforderungen der Überwachungskategorien 2 oder 3 (nur Instandhaltung) überwacht sowie entsprechend den dort geregelten Anforderungen an eine Ausführung für die Instandsetzung verarbeitet wird, darf bei der Instandsetzung von Betonbauteilen für folgende Anwendungen eingesetzt werden:

(7) Sofern der Hersteller diese zusätzlichen Prüfungen nicht selbst durchführen kann, sind geeignete Prüfstellen zu beauftragen. Die Prüfergebnisse sind im Rahmen der Zertifizierung des Spritzmörtels zu bewerten.

(9) Vergussbeton gemäß DAfStb-Richtlinie "Herstellung und Verwendung von zementgebundenem Vergussbeton und Vergussmörtel" darf bei der Instandsetzung von Betonbauteilen wie Beton nach DIN EN 206-1 in Verbindung mit DIN 1045-2 eingesetzt werden. Der Vergussbeton muss zur Sicherstellung des Verbundes bewehrt und über Verankerungselemente mit dem Betonuntergrund verbunden werden. Verankerung und Bewehrung müssen hinsichtlich Verbund und gegebenenfalls hinsichtlich Zwang nachgewiesen werden.

(10) Bei der Verwendung von Vergussbeton zur Reprofilierung druckbeanspruchter Stützen ist in der Regel eine Umschnürungsbewehrung erforderlich. Der Einfluss der Verformungseigenschaften des Vergussbetons (E-Modul, Kriechen, Schwinden) auf die Spannungsverteilung im Stützenquerschnitt ist zu beachten.

(11) Vergussmörtel gemäß DAfStb-Richtlinie "Herstellung und Verwendung von zementgebundenem Vergussbeton und Vergussmörtel" der Schwindklassen SKVM 0, SKVM I und SKVM II dürfen nur zum Verfüllen von größeren Hohlräumen in Betonbauteilen eingesetzt werden, sofern die Zugänglichkeit zu der Hohlstelle sichergestellt ist. Die Anwendung erfolgt analog der Verwendung von Zementleim oder Feinstzementsuspension. Die Verwendung von Vergussmörteln der Schwindklasse SKVM III ist nicht zulässig.

(12) In den zuvor genannten Anwendungsfällen für Vergussmörtel und Vergussbeton sind keine Grundprüfungen im Sinne dieser Richtlinie erforderlich.

(13) Applikation und Erhärtung von Spritzmörtel, Vergussmörtel und Vergussbeton unter dynamischer Beanspruchung sind nicht zulässig. Eine dynamische Beanspruchung darf frühestens dann aufgebracht werden, wenn der Betonersatz eine Druckfestigkeit von mindestens 50 % der Nennfestigkeit erreicht hat.

(1) Der sachkundige Planer legt fest, ob die geplante Maßnahme für die Erhaltung der Standsicherheit erforderlich ist und welche Maßnahmen zur Überwachung der Ausführung (s. Teil 3) zu treffen sind. Diese Angaben sind in die Ausschreibungsunterlagen aufzunehmen ³.

(2) Für Instandsetzungsarbeiten nach dieser Richtlinie muss in jeder Phase, auch während der Ausführung, festgelegt sein, wer die Fragen der Standsicherheit verantwortlich beurteilt und wer die dazu erforderlichen Maßnahmen plant und ausführt. Nur in Verbindung damit dürfen die im Anwendungsbereich angeführten Arbeiten, auch wenn sie die Standsicherheit nicht direkt betreffen, ausgeführt werden.

Vom sachkundigen Planer ist für die gewählte Ausführung ein Instandhaltungsplan zu erstellen, der planmäßige Inspektionen und Angaben zu Wartung und Instandhaltungsmaßnahmen enthält.

(1) Die Arbeiten sind gemäß dem vom sachkundigen Planer aufgestellten Schutz- oder Instandsetzungsplan auszuführen. Die qualifizierte Führungskraft (siehe Teil 3, Abschnitt 1.2) hat einen detaillierten Arbeitsplan aufzustellen. Abweichungen vom Schutz- und Instandsetzungsplan müssen vom sachkundigen Planer festgelegt oder genehmigt und schriftlich festgehalten werden.

(2) Die Vorbehandlung des Betonuntergrundes ist so vorzunehmen, dass die in Teil 2, Abschnitte 1 und 2, angegebenen Anforderungen erfüllt werden. ⁴

(3) Die verwendeten Baustoffe müssen den Anforderungen gemäß Teil 2 genügen. Die grundsätzliche Eignung der Baustoffe und ihre Verträglichkeit untereinander sind im Rahmen von Grundprüfungen nachzuweisen; Anforderungen enthält Teil 2, Prüfverfahren enthält Teil 4. Für

sind Grundprüfungen nach der Instandsetzungs-Richtlinie nicht erforderlich, wenn die in den genannten Regelwerken aufgeführten Anwendungsbedingungen eingehalten werden

(4) In den Teilen 2, 3 und 4 nicht erwähnte bzw. nicht mit Prüfungen belegte Stoffe und Verfahren dürfen nur angewandt werden, wenn ihre grundsätzliche Eignung in vergleichbaren Grundprüfungen nachgewiesen wurde und wenn für die Erfüllung der festgelegten Anforderungen Regelungen getroffen wurden.

(5) Die Herstellung der Baustoffe unterliegt einer werkseigenen Produktionskontrolle (WPK) und - soweit gefordert - der Überwachung durch eine hierfür anerkannte Stelle (Fremdüberwachung) gemäß Teil 2. Prüfverfahren enthält Teil 4.

(6) Sofern in dieser, Richtlinie keine Forderungen gestellt werden, sind die vom Produkthersteller bereitzustellenden "Angaben zur Ausführung" (bisher: Ausführungsanweisung) zu beachten.

(7) Personal und Geräte für die Ausführung müssen den Anforderungen in Teil 3 entsprechen.

(8) Für die Überwachung während der Ausführung gelten die Anforderungen von Teil 3.

(9) Für die Anforderungen an den Schutz von Personen und Umwelt während der Ausführung gilt Abschnitt 7.

(1) Das Ziel von Schutzmaßnahmen ist die Erhöhung der Widerstandsfähigkeit von Betonbauteilen gegen das Eindringen von betonangreifenden oder korrosionsfördernden Stoffen oder gegen mechanische Einwirkungen auf oberflächennahe Bereiche.

(2) Instandsetzungsmaßnahmen haben den dauerhaften Ersatz von zerstörtem oder abgetragenem Beton durch Beton oder Mörtel zum Ziel sowie erforderlichenfalls den dauerhaften Schutz der instand zu setzenden Betonbauteile.

(3) Soweit korrodierender Bewehrungsstahl als Ursache für Schäden am Beton in Betracht kommt, z.B. wegen unzureichender Dicke oder Dichtheit der Betondeckung, können die Maßnahmen auch den dauerhaften Korrosionsschutz der Bewehrung betreffen. Grundsätze dafür werden in Abschnitt 6 angegeben.

(4) Zu den Instandsetzungsmaßnahmen zählt auch das Füllen von Rissen und Hohlräumen zur Erhaltung oder Wiederherstellung von Tragfähigkeit, Gebrauchsfähigkeit und Dauerhaftigkeit.

(1) Bei schadhaften Bauteilen ist zunächst die Standsicherheit zu beurteilen. Alle erforderlichen Sicherungsmaßnahmen sind umgehend durchzuführen. Die Wiederherstellung der erforderlichen Standsicherheit ist unter Beachtung der Anforderungen dieser Richtlinie vor der Ausführung gesondert zu klären. Auch bei Arbeiten, die nicht die Standsicherheit eines Bauteils betreffen, müssen bei Ersatz von Beton und bei Auftrag von Beschichtungen, soweit nach Teil 2, Abschnitte 2, 4 oder 5 erforderlich, Festigkeitsprüfungen im Randbereich des Betonbauteils durchgeführt werden, vorzugsweise Prüfungen der Oberflächenzugfestigkeit und der Haftzugfestigkeit. Der Umfang der Prüfungen ist so zu wählen, dass Lage und Ausdehnung der Bereiche mit den geringsten Festigkeitswerten erkennbar werden. Dies gilt vor allem für den Zustand nach Ausschöpfung der planmäßigen Maßnahmen zur Steigerung der Oberflächenzugfestigkeit (siehe Teil 2, Abschnitt 2).

(2) Stehen Schäden an den Bauteilen in Zusammenhang mit Bewehrungskorrosion, so sind die Karbonatisierung und der Chloridgehalt des Betons gemäß Abschnitten 6.4.1 und 6.5.2 zu bestimmen.

(3) Weist der Beton Schäden infolge eines chemischen Angriffs von außen auf, so sind die Tiefe der Einwirkung und die Verteilung eventuell vorhandener Fremdstoffe zu ermitteln und die erforderliche Vorgehensweise (z.B. in Bezug auf den Abtrag des schadhaften Betons) festzulegen. Bei chemischen Reaktionen innerhalb des Betons (z.B. Alkalitreiben) sind eingehende Untersuchungen über Art, Umfang, Ursache und mögliche Auswirkungen erforderlich.

(1) Für Schutz und Instandsetzung des Betons kommen nach einer ausreichenden Vorbereitung des Betonuntergrundes (der Betonunterlage) grundsätzlich folgende Maßnahmen in Betracht:

(2) Die Bilder 5.1 bis 5.6 zeigen symbolische Darstellungen für die grundlegenden Maßnahmen. Sie können einzeln oder kombiniert angewandt werden, je nach dem Ziel der Schutz- bzw. Instandsetzungsmaßnahme.

Das Füllen von Rissen und Hohlräumen dient je nach geplantem Sollzustand der Abdichtung durchlässiger Bauteile, der Verhinderung des Eindringens korrosionsfördernder Stoffe, der Wiederherstellung eines monolithischen Bauteilverhaltens oder in Sonderfällen dem Korrosionsschutz der Bewehrung (siehe Teil 2, Abschnitt 6).

Bild 5.1: Füllen von Rissen und Hohlräumen mit Reaktionsharzen, Zementleimen oder Zementsuspensionen

Diese Maßnahme dient der Wiederherstellung der ursprünglichen Bauteiloberfläche (Reprofilierung). Sie kann i. d. R. nur dann allein ausreichend sein, wenn der Schaden nicht durch korrodierende Bewehrung hervorgerufen wurde. Der Auftrag erfolgt von Hand, bei großen Mengen auch im Spritzverfahren oder auch in Schalung. Es kommen zementgebundene Mörtel und Betone ohne oder mit Kunststoffmodifizierung sowie reaktionsharzgebundene Mörtel und Betone in Frage (siehe Teil 2, Abschnitt 4).

Diese Maßnahme dient z.B. zur Vergrößerung der Betondeckung der Bewehrung, zur Herstellung eines neuen Oberflächenprofils oder zur Verstärkung des Betonquerschnitts. Der Auftrag erfolgt in der Regel als "Ortbeton" (bei nicht-horizontalen Flächen in Schalung) oder im Spritzverfahren (z.B. an Wänden, Stützen und Untersichten). Es kommen zementgebundene Mörtel oder Betone ohne oder mit Kunststoffmodifizierung in Frage (s. Teil 2, Abschnitt 4).

Hydrophobierungen werden im Rahmen von Schutz- und Instandsetzungsarbeiten an Betonbauten eingesetzt, um die langfristige Haftung von filmbildenden Beschichtungen am Untergrund zu verbessern. Als selbständige Maßnahme behindern sie (zeitlich begrenzt) das kapillare Einsaugen von Wasser einschließlich der transportierten Schadstoffe (siehe Teil 2, Abschnitt 5).

Imprägnierende Behandlung des Betons zur Herstellung einer wasserabweisenden Oberfläche. Die Poren und Kapillaren sind nicht gefüllt, sondern nur ausgekleidet. Es bildet sich kein Film. Die Betonoberfläche wird optisch nicht verändert.

Diese Maßnahme dient dazu, das Eindringen flüssiger oder gasförmiger Stoffe in den Beton weitgehend zu verhindern. Sie kann auch als Grundierung dienen, z.B. mit dem Ziel, die Festigkeit des Untergrundes oder die Haftung zur nächsten Schicht zu verbessern (siehe Teil 2, Abschnitt 5).

Diese Maßnahme verhindert das Eindringen flüssiger und behindert das Eindringen gasförmiger Stoffe in den Beton. Sie kann die Betonoberfläche vor mechanischen und chemischen Beanspruchungen schützen und ggf. Risse überbrücken (siehe Teil 2, Abschnitt 5).

Versiegelnde Behandlung des Betons zur Reduzierung der Oberflächenporosität. Die Poren und Kapillaren sind weitgehend gefüllt. Auf der Betonoberfläche entsteht ein ungleichmäßiger dünner Film.

Schichtbildende Behandlung des Betons zur Herstellung einer geschlossenen Schutzschicht auf der Betonoberfläche

(1) In der Planungsphase sind die in Abschnitt 5.1 angegebenen Ziele in Anforderungen an die vorgesehenen Stoffe und Verfahren umzusetzen. Das sind z.B. Anforderungen an:

(2) Für die vorgesehenen Stoffe und Stoffsysteme ist die grundsätzliche Eignung nachzuweisen (siehe Teil 2, Abschnitt 1 und Abschnitte 3 bis 6). Diese Prüfungen umfassen auch das Zusammenwirken der vorgesehenen verschiedenen Lagen und Schichten der Instandsetzungsbaustoffe im System untereinander und mit dem Untergrund. Die grundsätzliche Eignung umfasst insbesondere folgende Forderungen:

(1) Der Korrosionsschutz muss unter Berücksichtigung der elektrochemischen Korrosionsvorgänge an der Stahloberfläche und der chemischen und physikalischen Zustände und Vorgänge im umgebenden Beton geplant werden. In Abhängigkeit vom jeweiligen Istzustand ist die Anwendung unterschiedlicher Korrosionsschutzprinzipien und daraus abgeleiteter Grundsatzlösungen möglich, um den Sollzustand zu erreichen. Diese Prinzipien und Lösungen werden im Folgenden dargestellt. Sie sind als Grundlage für den Instandsetzungsplan zu verwenden. Kombinationen unterschiedlicher Grundsatzlösungen sind nur dann zulässig, wenn dabei wenigstens ein Instandsetzungsprinzip vollständig befolgt wird.

(2) In Bereichen eines Bauteils mit gleicher Schadensursache, gleichem Schadensbild und gleicher Beanspruchung sind im gesamten Bereich durchweg einheitliche Maßnahmen zu ergreifen.

(3) Die Grundsatzlösungen beziehen sich auf die Planung des Korrosionsschutzes von nicht vorgespannter Bewehrung im Rahmen von Instandsetzungsarbeiten. Für stählerne Einbauteile können sie sinngemäß angewandt werden.

(4) Die Querschnittsminderung des Stahles infolge Korrosionsabtrag und die Kerbwirkung infolge Lochfraßkorrosion sind vom sachkundigen Planer zu beurteilen. Er hat auch die Instandsetzungsbedürftigkeit von gerissenen Betonbauteilen zu beurteilen.

(5) Instandsetzungsmaßnahmen sind im Regelfall nicht erforderlich, wenn die Kriterien der Rissbreitenbeschränkung nach einschlägigen Normen und die dort festgelegten Anforderungen an die Qualität der Betondeckungsschicht eingehalten sind.

(6) Wenn die Anforderungen der geltenden Normen an die Qualität (Dicke und Dichtheit) der Betondeckung nicht eingehalten sind, muss eine Korrosionsschutzmaßnahme nur dann durchgeführt werden, wenn Korrosion vorliegt oder zu erwarten ist.

(7) Wenn die Betondeckungen nach der Instandsetzung kleiner sind als die Mindestwerte nach der Normenreihe DIN 1045, müssen die Auswirkungen auf die Standsicherheit, insbesondere auf die Verankerung der Bewehrung, vom sachkundigen Planer nachgewiesen werden.

6.2.1 Korrosionsschutz durch Wiederherstellung des alkalischen Milieus (Instandsetzungsprinzip R)

Das Prinzip beruht auf der erneuten Bildung einer Passivschicht auf der Stahloberfläche (Repassivierung) durch Auftragen zementgebundener Instandsetzungsstoffe. Eine Beschichtung der Stahloberfläche, die eine Repassivierung verhindert, darf nicht aufgebracht werden.

6.2.2 Korrosionsschutz durch Begrenzung des Wassergehaltes im Beton (Instandsetzungsprinzip W)

Das Prinzip beruht auf einer Absenkung des Wassergehaltes im Beton, die die elektrolytische Leitfähigkeit so stark reduziert, dass die Korrosionsgeschwindigkeit auf praktisch vernachlässigbare Werte gesenkt wird.

6.2.3 Korrosionsschutz durch Beschichtung der Bewehrung (Instandsetzungsprinzip C)

Das Prinzip beruht auf einer Verhinderung der anodischen Eisenauflösung durch Anordnung einer geeigneten Beschichtung auf der Stahloberfläche.

Durch gezielte Beaufschlagung der Bewehrung mit Fremdstrom über Inertanoden oder die Anordnung von Opferanoden wird erreicht, dass die gesamte Bewehrung kathodisch wirkt und ihre Korrosion auf diese Weise verhindert wird.

Vorbeugende Maßnahmen sollen getroffen werden, wenn sonst eine Korrosion der Bewehrung innerhalb der angestrebten Nutzungsdauer des Bauteils zu erwarten wäre. Damit muss gerechnet werden, wenn der Beton ausreichend feucht ist und entweder die Karbonatisierung die Stahloberfläche erreicht oder in der Umgebung des Stahles ein kritischer, korrosionsauslösender Chloridgehalt überschritten wird. In ungeschützten Außenbauteilen ist stets von einer ausreichenden Feuchtigkeit auszugehen.

(1) Die Maßnahmen richten sich nach der zu erwartenden Korrosionsursache. Das weitere Eindringen von CO₂ bzw. Cl^- ist durch geeignete Maßnahmen zur Erhöhung des Karbonatisierungs- bzw. Chlorideindringwiderstandes bis auf ein unschädliches Maß zu verlangsamen. In bestimmten Fällen kann ein teilweises Abtragen geschädigter Betonschichten erforderlich sein.

(2) Besondere Beanspruchungen, z.B. Chloridbeaufschlagung bei PVC-Bränden, erfordern Sondermaßnahmen, die auf den jeweiligen Einzelfall abzustimmen sind. Die Wirksamkeit der getroffenen Maßnahmen ist nachzuweisen.

6.4 Grundsatzlösungen bei Korrosion als Folge einer Karbonatisierung des Betons

Die zur Depassivierung führende Karbonatisierung ist mit Hilfe des Phenolphthalein-Tests oder durch Bestimmung des pH-Wertes des Betonporenwassers festzustellen. Dabei ist die Verteilung der Karbonatisierungstiefe über die Bauteiloberfläche zu ermitteln.

6.4.2 Korrosionsschutz durch Wiederherstellung des alkalischen Milieus (Instandsetzungsprinzip R)

Die Instandsetzung muss so geplant werden, dass über die angestrebte Restnutzungsdauer eine erneute Depassivierung der Stahloberfläche ausgeschlossen bleibt.

6.4.2.2 Grundsatzlösung R1: Realkalisierung durch flächigen Auftrag von alkalischem Beton bzw. Mörtel

(1) Bei diesem Verfahren ist die Schutzwirkung dadurch herzustellen, dass über die auszubessernden Bereiche und die gesamte Betonoberfläche eine Beschichtung aus zementgebundenem Beton oder Mörtel aufgebracht wird (s. Bild 6.1). Die Beschichtung kann sowohl auf die ursprüngliche Betonoberfläche als auch auf großflächig abgetragene Bereiche aufgebracht werden.

(2) Der Instandsetzungsmörtel bzw. -beton muss einen ausreichenden Karbonatisierungswiderstand haben, um sicherzustellen, dass eine dauerhafte Repassivierung der Bewehrung erreicht wird und dass außerdem die Karbonatisierungstiefe im Instandsetzungsmörtel bzw. -beton am Ende der angestrebten Restnutzungsdauer kleiner bleibt als die Beschichtungsdicke.

(3) Die günstige Wirkung von zusätzlichen Oberflächenschutzmaßnahmen darf nicht in Rechnung gestellt werden. Wenn diese Bedingungen eingehalten werden, kann als sichergestellt gelten, dass karbonatisierte Bereiche des Altbetons durch Diffusionsvorgänge dauerhaft realkalisiert werden und dann für die Bewehrung wieder einen sicheren Korrosionsschutz bieten können.

(4) Der Beton muss nur so weit abgetragen werden, wie er infolge Korrosion der Bewehrung gerissen bzw. gelockert ist. Der neben dem Betonstabstahl zu entfernende Altbeton soll ein hohlstellenfreies Einbringen des Instandsetzungsmörtels bzw. -betons ermöglichen.

t_k,_l = maximale Karbonatisierungstiefe im Instandsetzungsmörtel am Ende der angestrebten Restnutzungsdauer

(5) Das Verfahren darf nur angewandt werden, wenn die mittlere Karbonatisierungstiefe um nicht mehr als 20 mm hinter die Bewehrung vorgedrungen ist.

(6)In Bereichen, in denen die mittlere Karbonatisierungstiefe um mehr als 20 mm hinter die oberflächennächste Bewehrungslage vorgedrungen ist, ist der Beton bis zur Oberfläche der äußeren Bewehrungslage zu entfernen. Die Bewehrung ist gemäß Teil 2, Abschnitt 3, von Rostprodukten zu befreien.

(7) Als Zement für Instandsetzungsmörtel bzw. -beton soll Portlandzement (CEM I nach DIN EN 197-1) verwendet werden.

6.4.2.3 Grundsatzlösung R2: Örtliche Ausbesserung mit alkalischem Beton bzw. Mörtel

(1) Bei diesem Verfahren wird eine Ausbesserung nur lokal vorgenommen (s. Bild 6.2). Es kommt in erster Linie zur Anwendung, wenn in örtlich eng begrenzten Bereichen Korrosion aufgetreten ist, z.B. bei nur örtlich großen Karbonatisierungstiefen bzw. kleinen Betondeckungen. Der Stahl neben der örtlichen Korrosionsstelle, der im karbonatisierten Bereich liegt, muss unabhängig von seinem Korrosionszustand freigelegt werden. Der Instandsetzungsmörtel bzw. -beton muss eine ausreichende Alkalität aufweisen sowie ausreichend dicht und dick sein, um eine dauerhafte Repassivierung sicherzustellen.

(2) In der Regel ist zur Verbesserung des Karbonatisierungswiderstandes die gesamte Betonoberfläche zu beschichten. Die begrenzte Dauerhaftigkeit dieser Maßnahme ist im Instandhaltungsplan zu berücksichtigen. Auf diese Maßnahme kann verzichtet werden, wenn nach der Instandsetzung auch außerhalb der örtlichen Instandsetzungsstelle ohne zusätzliche Oberflächenschutzmaßnahme die Betondeckung größer als die Karbonatisierungstiefe (t_{k, l}) im Instandsetzungsmörtel am Ende der angestrebten Restnutzungsdauer ist (s. Bild 6.2).

(3) Das Verfahren R2 darf nur angewandt werden, wenn die Betondeckung nach der Instandsetzung mindestens 10 mm ist. Bei kleineren Betondeckungen ist die Grundsatzlösung C anzuwenden.

(4) Der hinter und neben den Stählen zu entfernende Altbeton soll ein hohlstellenfreies Einbringen des Instandsetzungsbetons ermöglichen. Bei Betonstählen mit Durchmesser d_s ≥ 16 mm sind hinter den Betonstählen mindestens 15 mm Altbeton zu entfernen. Bei der Festlegung des Betonausbruches sind Auswirkungen auf die Tragfähigkeit zu beachten.

(5) Als Zement für Instandsetzungsmörtel bzw. -beton soll Portlandzement (CEM I nach DIN EN 197-1) verwendet werden.

6.4.3 Korrosionsschutz durch Begrenzung des Wassergehaltes im Beton (Instandsetzungsprinzip W)

Bei diesem Verfahren werden die Absenkung und Vergleichmäßigung des Wassergehaltes und damit verbunden die weitgehende Unterdrückung des elektrolytischen Teilprozesses bei der Korrosion der Bewehrung ausgenutzt. Gesicherte Grenzwerte eines kritischen Wassergehaltes im Beton können zwar derzeit nicht angegeben werden; aufgrund der praktischen Erfahrung darf jedoch angenommen werden, dass weitere Korrosionsschäden nicht auftreten, wenn die Wasseraufnahme des Betons über die Betonoberfläche durch geeignete Oberflächenschutzmaßnahmen weitgehend verhindert wird und eine Wasseraufnahme von anderen Quellen (z.B. aufsteigende Bodenfeuchte, Wasserdampfdiffusion aus Innenräumen) ausgeschlossen ist. Die Grundsatzlösung W ist im Bild 6.3 schematisch dargestellt.

(1) Der Beton ist im Bereich von Fehlstellen und darüber hinaus bis zum korrosionsfreien Bereich des Stahles zu entfernen. Wenn Korrosion nur an der der Betonoberfläche zugewandten Umfangshälfte der Bewehrung aufgetreten ist, braucht der Altbeton nur seitlich in ausreichendem Umfang entfernt zu werden.

(2) Ist der Stahlstab weiter korrodiert, ist auch hinter ihm der Altbeton zu entfernen. Bei Betonstählen mit Durchmesser d_s < 16 mm reichen hierfür im Regelfall 10 mm, bei größeren Durchmessern ist dieser Sicherheitszuschlag auf 15 mm zu vergrößern, sofern dies für ein sicheres und vollständiges Einbringen des Instandsetzungsmörtels bzw. -betons erforderlich ist. Auswirkungen auf die Tragsicherheit sind zu beachten.

6.4.3.3 Anforderungen an den Instandsetzungsmörtel bzw. -beton und das Oberflächenschutzsystem

(1) Es dürfen alle in Teil 2, Abschnitt 4, aufgeführten Instandsetzungsmörtel bzw. -betone verwendet werden.

(2) Der Erfolg des Verfahrens hängt von der Wirksamkeit der Oberflächenschutzmaßnahme ab. Es dürfen nur Beschichtungssysteme verwendet werden, die in Teil 2, Abschnitt 5, als geeignet für dieses Verfahren bezeichnet werden. Zur regelmäßigen Überprüfung der Oberflächenbehandlung und ggf. Erneuerung müssen im Instandhaltungsplan Angaben gemacht werden.

6.4.4 Korrosionsschutz durch Beschichtung der Bewehrung (Instandsetzungsprinzip C)

(1) Wenn der Instandsetzungsmörtel bzw. -beton bei dem Prinzip R keine dauerhafte Repassivierung sicherstellen kann oder wenn bei der Grundsatzlösung R2 die Betondeckung nach der Instandsetzung kleiner als 10 mm ist oder wenn das Prinzip W nicht gegeben oder anwendbar ist, muss die Bewehrung in all jenen Bereichen, die während der vorgesehenen Restnutzungsdauer depassiviert werden können, dauerhaft vor Korrosion nach den Prinzipien des Stahlbaues geschützt werden.

(2) Das Verfahren kann ohne Kombination mit dem Verfahren W nur dann angewandt werden, wenn der Beton, wie im Bild 6.4 gezeigt, so weit abgetragen werden kann, dass im nicht instand gesetzten Bereich während der Restnutzungsdauer eine Depassivierung ausgeschlossen bleibt.

(3) Im Regelfall wird die gesamte Betonoberfläche zusätzlich mit einem Oberflächenschutzsystem zur Verbesserung des Karbonatisierungswiderstandes beschichtet. Darauf darf nur verzichtet werden, wenn sichergestellt ist, dass der Korrosionsschaden nur auf eine örtliche Unterschreitung der Betondeckung zurückzuführen war. Die günstige Wirkung einer solchen Oberflächenschutzmaßnahme darf berücksichtigt werden.

(4) Bereits kleinste Fehlstellen in der Beschichtung (z.B. in Kreuzungsbereichen von Bewehrungsstäben, an der Rückseite von Doppelstäben) können zu örtlich sehr hoher Korrosionsaktivität führen. Der sachkundige Planer muss hierauf im Instandsetzungsplan hinweisen.

6.4.4.2 Anforderungen an den Betonausbruch Abschnitt 6.4.3.2 gilt sinngemäß.

6.4.4.3 Anforderungen an den Instandsetzungsbeton und das Oberflächenschutzsystem

(1) Es dürfen alle in Teil 2, Abschnitt 4, aufgeführten Instandsetzungsmörtel bzw. -betone verwendet werden. Korrosionsschutzsysteme für den Bewehrungsstahl müssen Teil 2, Abschnitt 3, entsprechen.

(2) Die Bewehrung ist bis zu einer Tiefe > 4t_k,1(maximale zusätzliche Karbonatisierungstiefe des Altbetons) hinter die Karbonatisierungsfront im Altbeton mit Korrosionsschutz zu versehen. Zur Einhaltung dieser Anforderung kann eine Oberflächenschutzmaßnahme des Betons nach Teil 2, Abschnitt 5, erforderlich sein. In diesen Fällen müssen zur regelmäßigen Überprüfung und ggf. Erneuerung im Instandhaltungsplan Angaben gemacht werden.

(1) Gegenüber der Korrosion infolge Karbonatisierung sind bei der Chloridkorrosion einige Besonderheiten zu beachten, die die Wahl und Durchführung der Instandsetzungsmaßnahmen beeinflussen und Zusatzmaßnahmen erfordern. In der Regel sollte bei gleichzeitigem Vorliegen der Bedingungen für beide Korrosionsarten an einem Bauteil das gleiche Instandsetzungsprinzip (R, W oder C) angewandt werden.

(2) Der kritische, korrosionsauslösende Chloridgehalt im Beton hängt von einer Reihe von Einflussfaktoren ab und muss daher im jeweiligen Einzelfall bei Überschreitung der in Abschnitt 6.5.2 genannten Grenzwerte durch den sachkundigen Planer beurteilt werden. Hierbei sind außer dem Chloridgehalt auch die Umgebungsbedingungen zu berücksichtigen. Diese Beurteilung betrifft auch die Festlegung der abzutragenden Betonbereiche. Die nachfolgenden Angaben in den einzelnen Grundsatzlösungen sind deshalb nur als Richtwerte zu verstehen.

(1) Wenn erhöhte Chloridgehalte nicht ausgeschlossen werden können, sind sie im Bereich der Betondeckung der Bewehrung zunächst überschläglich zu prüfen. Werden hierbei Chloridgehalte über 0,2 % der Zementmasse oder über 0,03 % der Betonmasse festgestellt, so sind die Konzentrationsverteilungen über die Bauteildicke im Bereich der mit Chlorid beaufschlagten Bauteiloberflächen zu ermitteln.

(2) Wenn bei Stahlbetonbauteilen in der Betondeckungsschicht Chloridgehalte über 0,5 % Cl, bezogen auf die Zementmasse, und bei Spannbetonbauteilen Werte über 0,2 % Cl ermittelt werden, ist zur Beurteilung der erforderlichen Maßnahmen der sachkundige Planer einzuschalten. Dies gilt auch dann, wenn an der Betonoberfläche keine Anzeichen von Korrosion an der Bewehrung feststellbar sind. Bei unbekannter Betonzusammensetzung ist der Zementgehalt auf der sicheren Seite liegend abzuschätzen.

6.5.3 Korrosionsschutz durch Wiederherstellung des alkalischen Milieus (Instandsetzungsprinzip R)

6.5.3.1 Grundsatzlösung R1-Cl: Dickbeschichtung mit alkalischem Beton bzw. Mörtel

(1) Eine Repassivierung depassivierter oder korrodierender Stahloberflächen mit Hilfe alkalischer Dickbeschichtungen ist nicht möglich, wenn die Depassivierung auf die Einwirkung von Chloriden zurückzuführen ist. Eine direkte Übertragung der Grundsatzlösung R1 entsprechend Abschnitt 6.4.2.2 (Korrosion infolge Karbonatisierung des Betons) ist deshalb nicht zulässig.

(2) Der Beton muss entsprechend Bild 6.5 unabhängig von Korrosionserscheinungen an der Bewehrung überall dort bis zur Bewehrung, bzw. um einen Sicherheitszuschlag darüber hinaus, abgetragen werden, wo der für den jeweiligen Einzelfall maßgebende korrosionsauslösende Chloridgehalt überschritten wird. Der Sicherheitszuschlag deckt Schwankungen der Chlorideindringtiefe ab und sollte bei stark unterschiedlichen Chlorideindringtiefen größer als der in Bild 6.5 angegebene Regelwert sein.

(3) Die Beschichtung mit alkalischem Beton bzw. Mörtel (ggf. einschließlich Oberflächenschutzmaßnahme) muss sicherstellen, dass während der geplanten Restnutzungsdauer kein weiteres Chlorid in den Altbeton eindringt. Dazu muss in der Regel eine zusätzliche, gegen das Eindringen von Chloriden dichte filmbildende Beschichtung auf die Betonoberfläche aufgebracht werden.

(4) Die Zusammensetzung des Instandsetzungsmörtels bzw. -betons muss sicherstellen, dass auch nach einer Umverteilung von Chloriden aus dem Altbeton der korrosionsauslösende Chloridgehalt im instand gesetzten Bereich nicht erreicht wird.

6.5.3.2 Grundsatzlösung R2-Cl: Örtliche Ausbesserung mit alkalischem Beton bzw. Mörtel

Grundsätzlich gelten die in Abschnitt 6.4.2.3 genannten Anforderungen und Bedingungen. Die Karbonatisierungsgrenze in Bild 6.2 ist zu ersetzen durch die Grenze mit dem korrosionsauslösenden Chloridgehalt. Das Oberflächenschutzsystem muss ein weiteres Eindringen von Chloridionen verhindern.

6.5.4 Korrosionsschutz durch Begrenzung des Wassergehaltes (Instandsetzungsprinzip W-CI)

(1) Chloride im Beton erhöhen die elektrolytische Leitfähigkeit des Betons. Die Wirksamkeit von Oberflächenschutzmaßnahmen zur Absenkung und Vergleichmäßigung des Wassergehaltes muss deshalb größer sein als bei Korrosion durch Karbonatisierung.

(2) Das Verfahren sollte nur angewandt werden, wenn durch Probeinstandsetzungen an Referenzflächen bzw. -bauteilen vor Ausführung der Instandsetzungsmaßnahme die Auswirkung der Maßnahme auf den Korrosionsfortschritt der Bewehrung, z.B. durch Einbau geeigneter Korrosionsstrommessvorrichtungen, vom einen sachkundigen Planer überprüft worden ist.

Im Regelfall gelten die in Abschnitt 6.4.3.2 genannten Anforderungen und Bedingungen. Die Karbonatisierungsgrenze in Bild 6.3 ist zu ersetzen durch die Grenze mit dem korrosionsauslösenden Chloridgehalt.

6.5.4.3 Anforderungen an den Instandsetzungsmörtel bzw. -beton und das Oberflächenschutzsystem

Es dürfen alle in Teil 2, Abschnitt 4, aufgeführten Instandsetzungsmörtel bzw. -betone verwendet werden. Das Oberflächenschutzsystem muss Teil 2, Abschnitt 5, entsprechen und ein weiteres Eindringen von Chloridionen verhindern.

6.5.5 Korrosionsschutz durch Beschichtung der Bewehrung (Instandsetzungsprinzip C-Cl)

Die Karbonatisierungsgrenze in Bild 6.4 ist durch die Grenze des korrosionsauslösenden Chloridgehaltes zu ersetzen.

6.5.5.3 Anforderungen an den Instandsetzungsmörtel bzw. -beton und das Oberflächenschutzsystem

Es dürfen alle in Teil 2, Abschnitt 4, aufgeführten Instandsetzungsmörtel bzw. -betone und Korrosionsschutzsysteme nach Abschnitt 3 für den Stahl verwendet werden. Eine zusätzliche Oberflächenschutzmaßnahme gemäß Teil 2, Abschnitt 5, ist erforderlich, um ein weiteres Eindringen von Chloriden von außen auszuschließen.

	Karbonatisierungsgrenze im Altbeton
	Altbetonoberfläche
	Mindestbetonausbruch
	Betonabplatzung
	korrodierte Stahloberfläche
	Altbeton
	Instandsetzungsbeton bzw. -mörtel

	Karbonatisierungsgrenze im Altbeton
	Altbetonoberfläche
	Mindestbetonausbruch
	Altbeton
	Instandsetzungsbeton bzw. -mörtel
	Oberflächenschutzsystem

	Karbonatisierungsgrenze im Altbeton
	Altbetonoberfläche
	Mindestbetonausbruch
	Betonabplatzung
	korrodierte Stahloberfläche
	Altbeton
	Instandsetzungsbeton bzw. -mörtel
	Oberflächenschutzsystem

	Karbonatisierungsgrenze im Altbeton
	Altbetonoberfläche
	Mindestbetonausbruch
	Altbeton
	Instandsetzungsbeton bzw. -mörtel
	Korrosionsschutzbeschichtung