Betoninstandsetzung durch Rissinjektion

Ohne Beton geht heute „am Bau“ so gut wie nichts mehr. Es spielt keine Rolle, ob ein Einfamilienhaus, Hochhaus, Tunnel oder eine Brücke gebaut werden soll, überall kommt der Baustoff zum Einsatz. Doch bei allen Vorteilen, Beton neigt zur Rissbildung! Was sind die Gründe hierfür und wie lässt sich eine entsprechende Betonsanierung durchführen?

 

Beton – ein Baustoff mit besonderen Eigenschaften

Der Baustoff Beton entsteht durch ein Gemisch aus Zement, Kies (Sand) und Wasser. Je nach Anwendungsgebiet werden Betonzusatzstoffe oder Betonzusatzmittel beigemengt. In Verbindung mit Betonstahl wird von Stahlbeton gesprochen, durch Spannstahl wird der Baustoff zum Spannbeton. Auch der Zusatz von Fasern (Kunststoff, Glas, Stahl) kann dem Beton spezifische Eigenschaften verleihen und macht ihn so z. B. zum Stahlfaser- oder Faserbeton. Beton verfügt über eine außergewöhnlich gute Druckfestigkeit. Als Konstruktionsbaustoff werden im Bauwesen Werte von mindestens 20 N/mm² erreicht. Das entspricht etwa dem Druck von 200 kg auf einen Quadratzentimeter. Sogenannter Ultrahochfester Beton (UHFB) liegt mit über 150 N/mm² weit oberhalb der in DIN EN 206-1 definierten Festigkeitsklasse C100/115. Doch haben alle Betonarten einen Schwachpunkt – die Zugspannung. Sie können diese nur in geringem Maß aufnehmen und neigen zur Rissbildung. Mit einer Rissinjektion lassen sich größere Schäden am Gebäude vermeiden. Wie funktioniert das Verfahren und was ist hierbei zu beachten?

Rissbildung führt zu einer Rissinstandsetzung

Die auftretenden Zugspannungen müssen von der Bewehrung (z. B. Baustahl) aufgenommen werden. Wenn die Stahldehnung die Dehnfähigkeit des Betons überschreitet, kommt es zur Rissbildung. Es gibt verschiedene Ursachen für das Auftreten von Zug- oder Biegezugkräften. Besonders bei langen Bauteilen kommt es immer wieder zu Rissen durch das sogenannte „Schrumpfen“ während des Aushärtens. Sowohl die eigene Last als auch auf das Bauwerk einwirkende Lasten (Bsp. Brücke – Fahrzeuge) können zur Rissbildung führen. Von einer thermischen Dilatation wird gesprochen, wenn durch starkes Aufheizen des Bauteils und anschließendem Abkühlen Längenänderungen und dadurch Risse entstehen. Schließlich sind noch Bewegungen des Baugrunds zu nennen. So können z. B. durch Setzungen Spannungen an tragenden und nicht tragenden Bauteilen eines Gebäudes entstehen, die wiederum zu Rissen führen. Nicht alle Risse müssen Grund zur Besorgnis geben. Bei kleineren Rissen geht es oftmals um die optische Wirkung, da diese eine Fassade alt und schäbig wirken lassen. Unbedingt erforderlich wird die Betoninstandsetzung, wenn Wasser durch Risse eindringt (Bsp. Kellerräume). In relativ kurzer Zeit können sonst massive Schäden am Bauwerk auftreten. Entstehen Risse an tragenden Bauteilen, muss umgehend gehandelt werden. Im schlimmsten Fall droht der Einsturz des Gebäudes.

Die Rissinstandsetzung im Detail

Nach der DafStb-Richtlinie „Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen“ verfolgt jede Rissinjektion ein bestimmtes Ziel:

  • Schließen von Rissen
  • Abdichten von Rissen
  • Dehnfähiges Verbinden der Rissflanken
  • Kraftschlüssiges Verbinden der Rissflanken

Um diese Ziele zu erreichen, stehen verschiedene Materialien und Verfahren zur Verfügung. Generell für kraftschlüssige Verbindungen werden Epoxidharze (EP) verwendet, die Rissflanken müssen hier trocken sein. Polyurethanharze (PUR) eignen sich sehr gut für die Abdichtungsinjektion. Hierzu wird zunächst ein Schaum bildendes Injektionsharz in das Wasser führende Material eingebracht. Innerhalb kürzester Zeit bindet der Schaum das Wasser und nimmt dabei eine grobe Porenstruktur ein. In diese wird im nächsten Arbeitsschritt ein elastisches Harz injiziert. In einer Zweikomponenten-Version können Polyurethanharze auch für kraftschlüssige Verbindungen (bei trockenen Rissflanken) eingesetzt werden. Zementleime (ZL) oder Zementsuspensionen (ZS) lassen sich ebenfalls für kraftschlüssige Verbindungen und unter günstigen Voraussetzungen auch für die Abdichtungsinjektion einsetzen. Besonderheit: Während die beiden anderen Systeme schnell härtend sind, vergehen bei den Leimen und Suspensionen ca. 28 Tage bis zur Endfestigkeit.

Betoninstandsetzung vom Fachmann

Bei einer Betonsanierung handelt es sich um ein komplexes Thema. Die Baustelle muss fachmännisch unter die Lupe genommen werden. Zunächst erfolgt eine umfangreiche Schadenanalyse, die Rissart, Rissverlauf, Rissbreite, Rissbewegung und Risszustand ermittelt und bewertet. Danach wird der Fachmann das passende Füllmaterial und die geeignete Methode vorschlagen. Bei der eigentlichen Injektion ist dann neben handwerklichem Geschick auch noch die nötige Erfahrung gefragt. In eine Wand lässt sich nicht hineinsehen. Wie viel Injektionsmaterial benötigt wird und die Art und Weise wie der Injektionsvorgang durchgeführt wird (gegebenenfalls Nachinjektion), sollte dem Fachmann überlassen werden.

Bildquelle: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Fractured_reinforced_concrete_column.JPG