ISBN 978-3-433-61085-5
ePub ISBN 978-3-433-61086-2
oBook ISBN 978-3-433-61087-9
Vorwort
Die digitale Transformation hat während der Pandemie Covid-19 eine rasante weltweite Evolution in vielen gesellschaftlichen Bereichen erfahren. Deutlichlangsamer entwickeln sich die Grundlagen und vor allem die operative Umsetzung eines ressourceneffizienten und klimaverträglichen Bauens. Der Beton-Kalender 2022 greift diese Themen auf und bringt hochaktuelle Beiträge zur Digitalisierung, zur Nachhaltigkeit und zur Instandhaltung sowie zur Verstärkung von Bauwerken.
Im Teil 1, Kapitel „Beton“, werden von Frank Dehn und Udo Wiens neben aktuellem Wissen aus Forschung, Praxis und Normen auch viele Hinweise zur Herstellung und zur Nachbehandlung von Frischbeton, neue Forschungserkenntnisse zu den lastunabhängigen und lastabhängigen Verformungen sowie zur Dauerhaftigkeit gegeben. Von besonderer Praxisrelevanz sind die einzelnen Abschnitte zum selbstverdichtenden Beton, zum Sicht-, Leicht- und Faserbeton. Kurz werden auch die Themen des Betonrecyclings, der numerischen Simulation von Beton sowie von neuen normativen Entwicklungen angeschnitten. Der regelmäßig wiederkehrende Beitrag wurde auf den neuesten Stand der Technik gebracht und durch aktuelle Forschungsergebnisse und Regelwerksangaben ergänzt. Dies betrifft beispielsweise das System der Betonbauqualitätsklassen (BBQ), den Carbonbeton, Betone unter Verwendung von Geopolymeren und alkalisch-aktivierten Bindemitteln sowie das Konzept der Expositionswiderstandsklassen der nächsten Eurocode-2-Generation.
Ein Schwerpunktthema in diesem Beton-Kalender ist der Schutz und die Instandsetzung von Betonbauteilen.
Der erste Beitrag hierzu wurde von einem Autorenteam mit Heinrich Bastert, Hans-Carsten Kühne, Christoph Dauberschmidt, Stephan Vestner, Hendrik Morgenstern, Michael Raupach, Lars Wolff, Bernd Schwamborn, Angelika Eßer und Ingo Schachinger erstellt. Im Hinblick auf den Schutz und die Instandsetzung von Betonbauteilen werden die wichtigsten Regelwerke in Deutschland für den allgemeinen Hochbau, den Verkehrswegebau mit beispielsweise den Bundesfernstraßen und den Wasserbauwerken sehr systematisch dargestellt. Dabei ist die Dauerhaftigkeit neben der Bauwerkssicherheit ein wesentliches Kriterium, das bei der Planung und der laufenden Instandhaltung von Bauwerken zu beachten ist. Vielfach wird in Normen und Richtlinien daher die Erstellung eines projektspezifischen Instandhaltungsplans gefordert, der im Zuge der Bauwerksplanung erstellt wird und die Komponenten der Wartung, der Inspektion und der Instandsetzung umfasst. Wertvoll im Beitrag sind die Hinweise zur Bauwerksdiagnose und zur Instandsetzungsplanung bis hin zum kathodischen Korrosionsschutz bei chloridbelasteten Stahlbetonbauteilen. Auch der Abschnitt der Oberflächenschutzsysteme mit vielen praktischen Beispielen, den Instandsetzungsmörteln bzw. -betonen sowie den Rissfüllstoffen und der Untergrundvorbereitung sind von hoher Praxisrelevanz.
Für Österreich wurden von Reinhard Pamminger die grundlegenden Regelwerke hinsichtlich des Schutzes und der Instandsetzung von Betonbauteilen zusammengestellt. Neben den Methoden zur Bestandsanalyse und zur Bewertung des Bauwerkszustandes sowie einer Einführung in die ÖNORM B 4704 und die öbv-Richtlinie „Erhaltung und Instandsetzung von Bauten aus Beton und Stahlbeton“ wird auch ein guter Überblick über die verträglichen und gegenüber den am Bauwerk auftretenden Einflüssen widerstandsfähigen Instandhaltungsprodukte gegeben. Wichtig für eine qualitativ hochwertige Instandsetzung sind neben den geeigneten Produkten die sachkundigen Unternehmen und das entsprechend ausgebildete und erfahrene Personal. Dazu werden ergänzend zu den ÖNORMEN EN 1504 noch allgemeine Grundanforderungen angeführt.
Die wesentlichen Richtlinien und die Erfahrungen der Ingenieurpraxis in Bezug auf den Schutz und die Instandsetzung von Betonbauteilen in der Schweiz wurden von Raphael List, Yves Schiegg und Björn Mühlan zusammengestellt. In der Schweiz gibt es außer der Normenreihe SN EN 1504 die SIA-269-Reihe, welche speziell für die Erhaltung von Tragwerken erarbeitet wurde. Des Weiteren werden den Planern im Bereich der Instandhaltung und des Schutzes von Betonbauteilen entsprechende Handbücher und Richtlinien des Bundesamtes für Strassen (ASTRA) zur Verfügung gestellt. Eine Besonderheit neben den Injektionsmethoden für Risse und dem Korrosionsschutz der Bewehrung ist der Einsatz von Ultra-Hochleistungs-Faserbeton (UHFB) für die Instandsetzung von Betontragwerken. Aufgrund mechanisch sehr hoher Leistungsmerkmale wie beispielsweise der Druckfestigkeit, der Biegezugfestigkeit oder der Dichtigkeit sind Anwendungen von geringen Schichtstärken sowohl zur Instandsetzung als auch zur Tragwerksverstärkung möglich.
Der Beitrag zur neuen Erhaltungsstrategie für Brücken der Bundesfernstraßen in Deutschland wurde von Andreas Jackmuth, Wilfried König, Gero Marzahn, Olaf Mertzsch und René Pinnel bearbeitet. Neben einigen statistischen Informationen zur Entwicklung der Brückenflächen der Bundesfernstraßen von 1970 bis 2020 wird festgestellt, dass es über 70 % Spannbetonbrücken und nur etwa 17 % an Stahlbetonbrücken im Bereich der Bundesfernstraßen gibt. Die in naher Zukunft notwendigen Maßnahmen betreffen vor allem die Instandhaltung und Modernisierung des Brückenbestandes. Derzeit werden die Ingenieurbauwerke alle drei Jahre im Wechsel einer Hauptprüfung und nachfolgend einer einfachen Prüfung nach DIN 1076 unterzogen. Im Rahmen der Bauwerksprüfung wird der von außen visuell erkennbare Bauwerkzustand mit einer Zustandsnote versehen. Diese Zustandsnote bewertet weder die Tragfähigkeit noch trifft sie Aussagen über bauzeitbedingte oder normative Defizite. Daher wurde ein Traglastindex eingeführt, welcher in fünf Stufen die Tragfähigkeit einer Brücke klassifiziert. Im Beitrag werden die Erhaltungsstrategien gemäß DIN 1076 beschrieben und auf die Erhaltungsbedarfsprognose dieser Ingenieurbauwerke eingegangen. Es ist das Ziel dieser Strategie, die notwendigen Erhaltungsmaßnahmen anhand der baulichen als auch der verkehrlichen Priorität zu steuern, um den volkwirtschaftlichen Schaden durch Stau, Verkehrsumleitungen und Emissionen etc. zu minimieren.
Von Alfred Strauss, Andreas Pürgstaller, Stefano Pampanin, Panos Spyridis und Konrad Bergmeister wird das aktuell wichtige Thema zur Robustheit von Ingenieurstrukturen erläutert. Die jüngsten Brückeneinstürze in Europa zeigen eindeutig, dass ein Mindestmaß an Robustheit im Entwurf und in der Konstruktion von Bauwerken von evidenter Wichtigkeit sind. Neben diesem Mindestmaß an Robustheit gewinnt die Resilienz zur Wiederherstellung eines Systems in seiner Funktionalität nach einem Schadensereignis an Bedeutung.
Im Rahmen der derzeitigen sechs Robustheitsformate wird zusätzlich als neuer Ansatz die seismische Robustheit für Bauwerke in Erdbebengebieten aufgenommen. Die einzelnen Konzepte werden strukturiert mit Beispielen untermauert dargestellt und es werden praxisrelevante Hinweise gegeben. Gezielt wird auch auf bestehende Strukturen in Bezug auf deren Robustheit eingegangen.
Ein wichtiger Aspekt bei der Robustheitsbewertung von Baustrukturen ist die Identifizierung und Bewertung der Einwirkungsszenarien. Bei der Bewertung der seismischen Robustheit wird eine neue Methode, die sogenannte „vereinfachte Mechanismusmethode – SLaMA-Methode“ (Simple Lateral Mechanismus Analysis) in ihren Grundzügen vorgestellt. Die Schnittgrößen werden als Folge der Verformungen ermittelt (displacement based design). Diese Methode eignet sich für eine relativ schnelle Abschätzung des Gebäudeverhaltens vor und nach einer Ertüchtigungsmaßnahme. Deshalb ist sie sowohl als Abschätzungsmethode für die Implementierung einer mittel- bis langfristigen Strategie zur Reduktion der Erdbebengefährdung als auch zur Bewertung der Robustheit geeignet.
Mit einer strukturierten Vorstellung von Konzepten zur Robustheitsbewertung und -quantifizierung schließt dieses Kapitel ab. Die Robustheitsnachweise können dabei auf der Mikro-, der Meso- oder der Makroebene (gesamte Bauwerke) durchgeführt werden.
Ein interdisziplinäres Autorenteam um Michael Haist, gemeinsam mit Konrad Bergmeister, Manfred Curbach, Patrick Forman, Georgios Gaganelis, Jesko Gerlach, Peter Mark, Jack Moffatt, Christoph Müller, Harald S. Müller, Jochen Reiners, Christoph Scope, Matthias Tietze und Klaus Voit hat sich mit dem nachhaltigen Konstruieren und Bauen mit Beton beschäftigt. Die Autoren haben den aktuellen Stand des Wissens und der Forschung zum Thema des klimaverträglichen und nachhaltigen Bauens mit Beton zusammengestellt. Zusätzlich wird analog zu den Grenzzuständen