-
Die Erfindung betrifft eine Prüfanordnung zur Prüfung von Frischbetonverbundsystemen auf laterale Wasserbewegungen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Prüfung von Frischbetonverbundsystemen auf laterale Wasserbewegungen.
-
In Kellerbauwerken aus wasserundurchlässigem Beton können sogenannte Frischbetonverbundsysteme (FBVS) als flächige Dichtebene gegen drückendes Wasser eingesetzt werden. Derartige Frischbetonverbundsysteme bestehen in der Regel aus einer dehnfähigen Dichtschicht mit einer darauf angeordneten Verbundschicht, welche vor einer Betonage auf einem geeigneten Untergrund verlegt werden. Anschließend wird durch Einbringen des Frischbetons eine Betonkonstruktion errichtet, wobei sich während des Erhärtungsprozesses die Betonkonstruktion über die Verbundschicht vollflächig mit der Dichtschicht verbindet. Es ist dabei erforderlich, dass die Verbundschicht einen wasserundurchlässigen Verbund zu der Betonkonstruktion ausbildet, um Wasserbewegungen zwischen FBVS und Betonkonstruktion zu verhindern und dadurch Trennrisse vor Durchfeuchtung bei einer Beschädigung der Dichtschicht zu schützen.
-
Es sind technische Produkte und Verfahren bekannt, die Fehlstellen in Abdichtungen direkt nach der Verlegung detektieren sowie in Monitoring-Verfahren Wassereintritte während der Nutzungsphase erkennen und lokalisieren können.
-
Die Druckschrift HEINLEIN, U., FREIMANN, T. BILGIN, S., FILUSCH, S., MEYER, L. HERRMANN, K.: Frischebetonverbundsysteme - Neue Erkenntnisse aus Forschung und Praxis, In: Beton- und Stahlbau 115, Heft 9, 2020, S. 671 - 683 beschreibt ein Verfahren zur Prüfung der Hinterlaufsicherheit an Frischbetonverbundsystemen, bei der Prüfkörper im Labor mittels einer Druckkammer mit Prüfwasser unter Druck beaufschlagt werden. Die maximale seitliche Eindringtiefe wird im Anschluss daran optisch bestimmt.
-
Die Druckschrift
US 4 979 390 A beschreibt eine Vorrichtung zum Testen der relativen Permeabilität von Materialien, insbesondere von Betonstrukturen. Die Vorrichtung umfasst eine Prüfkopfkammer, in welcher ein partielles Vakuum erzeugt wird, dessen Abnahme gemessen wird, sowie eine sekundäre Kammer, in welche Fluid eingefüllt werden kann, wobei die Rate des Einsickerns des Wassers in die Struktur ein Maß für die Permeabilität liefert.
-
Die Druckschrift
US 10 214 907 B1 beschreibt ein Verfahren, mit dem Fehlstellen in Abdichtungsbahnen direkt nach der Verlegung ermittelt werden können. Das Verfahren beruht auf einer elektrischen Widerstandsmessung durch die polymere Abdichtungsbahn zu einem feuchten, leitfähigen Untergrund hin, wobei der elektrische Widerstand der Abdichtungsbahn im Bereich von Fehlstellen oder geringen Materialdicken herabgesetzt ist, woraus die Position einer Fehlstelle ermittelt werden kann.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfanordnung vorzuschlagen, welche sich durch eine frühzeitige sowie zerstörungsfreie Detektion von möglichen Wasserbewegungen in der Verbundschicht eines Frischbetonverbundsystems auszeichnet.
-
Diese Aufgabe wird durch eine Prüfanordnung gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und/oder den beigefügten Figuren.
-
Gegenstand der Erfindung ist eine Prüfanordnung, welche zur Prüfung von Frischbetonverbundsystemen auf laterale Wasserbewegungen ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Prüfanordnung zum Einsatz für Bodenplatten aus Beton von Gebäuden und/oder im Tiefbau geeignet.
-
Das Frischbetonverbundsystem weist eine Dichtschicht zur wasserseitigen Anordnung an einem Betonbauwerk sowie eine auf der Dichtschicht angeordnete Verbundschicht zur Bildung einer Verbundabdichtung zwischen der Dichtschicht und dem Betonbauwerk auf. Insbesondere hat die Verbundschicht die Funktion, einen vollflächig zugfesten und wasserundurchlässigen Verbund zwischen der Dichtschicht und dem Betonbauwerk herzustellen, um bei einer Beschädigung der Dichtschicht ein seitliches Hinterlaufen zwischen Betonbauwerk und Dichtschicht zu verhindern. Vorzugsweise ist die Dichtschicht aus einem dehnfähigen Kunststoff oder einem polymermodifizierten Bitumen ausgebildet. Bevorzugt umschließt die Dichtschicht in einer Einbausituation das Betonbauwerk vollflächig oder in Teilbereichen.
-
Insbesondere ist die Verbundabdichtung durch einen Verbund zwischen Dichtschicht und Betonbauwerk gekennzeichnet. Hierzu kann ein mechanisch-adhäsiver Verbund beispielsweise durch eine Vlieslage, ein Geogitter oder eine vergleichbare Form der mechanischen Verkrallung gebildet sein, wobei die Verbundabdichtung durch eine adhäsive Anlagerung des Frischbetons an der Dichtschicht gebildet wird. Alternativ ist die Verbundabdichtung durch einen klebe-adhäsiven oder bituminös-adhäsiven Verbund gebildet. Hierzu kann die Verbundschicht beispielsweise aus einer synthetischen Klebeschicht oder einer polymermodifizierten Bitumenbahn bestehen.
-
Die Prüfanordnung weist mindestens oder genau einen Prüfkopf auf, welcher zur Einleitung eines Prüfmediums und Beaufschlagung der Verbundschicht mit einem Prüfdruck ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere dient der Prüfkopf während eines Prüfprozesses zur gezielten Einleitung des Prüfmediums in die Verbundschicht. Vorzugsweise kann als Prüfmedium ein Fluid, bevorzugt Wasser, eingesetzt werden. Insbesondere wird der Prüfkopf vor dem Einbringen des Frischbetons bzw. vor dem Einbau des Betonbauwerks auf dem Frischbetonverbundsystem, vorzugsweise auf die Verbundschicht, aufgesetzt. Bevorzugt kann die Prüfanordnung beliebig viele Prüfköpfe aufweisen, welche in Abhängigkeiten der verlegten Fläche des Frischbetonverbundsystems verteilt werden können. Beispielsweise kann je 500 m2 Fläche ein Prüfkopf vorgesehen werden.
-
Der Prüfkopf weist mindestens oder genau einen Schlauchanschluss auf, welcher zum Anschluss eines Prüfschlauchs ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere wird der Prüfschlauch vor dem Einbringen des Frischbetons bzw. vor dem Einbau des Betonbauwerks an den Schlauchanschluss angeschlossen und zu einer Gebäudeinnseite hin verlegt. Bevorzugt ist der Prüfschlauch als ein flexibler und alkalibeständiger Schlauch ausgebildet. Insbesondere ist der Schlauchanschluss durch einen konusförmigen Anschlussstutzen gebildet, auf welchem der Prüfschlauch verliersicher und/oder kraftschlüssig montierbar ist. Optional weist der Schlauchanschluss an seinem Außenumfang eine Dichtkontur zur Abdichtung des Prüfschlauchs auf. Beispielsweise kann die Dichtkontur durch eine gewindeförmige und/oder kegelförmige Struktur gebildet sein.
-
Die Prüfanordnung weist eine Prüfvorrichtung auf, welche zur Erzeugung und Überwachung des Prüfdrucks ausgebildet und/oder geeignet ist, wobei der Prüfkopf über den Prüfschlauch strömungstechnisch mit der Prüfvorrichtung verbunden ist. Insbesondere ist die Prüfvorrichtung als ein mobiler und/oder autarker Prüfstand ausgebildet, welcher temporär für die Dauer der Prüfung mit dem Prüfkopf verbunden ist. Insbesondere wird das Prüfmedium von dem Prüfstand über den mindestens einen Prüfschlauch in den Prüfkopf geleitet und mit dem Prüfdruck beaufschlagt. Bevorzugt erfolgt der Anschluss der Prüfvorrichtung und/oder die Durchführung der Prüfung nach der Fertigstellung und/oder dem Aushärten des Betonbauwerks. Bevorzugt weist der Prüfstand einen Wasseranschluss zum Anschluss an eine Hauswasserversorgung und/oder einen Wasserbehälter zur Aufnahme des Prüfmediums, insbesondere in Form von Wasser, auf.
-
Die Prüfvorrichtung weist ein Prüfmodul auf, wobei das Prüfmodul ausgebildet ist, eine laterale Wasserbewegung in der Dichtschicht basierend auf dem Prüfdruck und/oder eines Volumenstroms des Prüfmediums zu detektieren und/oder anzuzeigen. Insbesondere erfolgt die Prüfung unter einer realitätsnahen Druckwasserbelastung der Verbundschicht, wobei der Prüfdruck hierzu entsprechend einstellbar ist. Insbesondere kann in Abhängigkeit des Prüfdrucks und/oder des Volumenstroms auf die auftretenden Wasserbewegungen und den damit verbundenen Hinterlaufschutz der Verbundschicht geschlossen werden. In der einfachsten Ausführung kann das Prüfmodul als ein Druck- und/oder Durchflussmesser ausgebildet sein, wobei der Prüfdruck bzw. der Volumenstrom durch ablesen erfasst werden kann. Alternativ oder optional ergänzend kann das Prüfmodul eine Auswerteeinrichtung aufweisen, welche ausgebildet ist, den detektierten Prüfdruck und/oder den Volumenstrom auszuwerten und/oder mit hinterlegten Sollwerten zu vergleichen.
-
Der Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass ein Hinterlaufschutz der Verbundschicht frühzeitig nach Fertigstellung des Betonbauwerks überprüft werden kann. Dadurch können frühzeitig potentielle Instandsetzungsmaßnahmen mit einem geringen Aufwand durchgeführt und bereits vor der rechtsverbindlichen Abnahme weiterführende Maßnahmen getroffen werden. Des Weiteren kann die Verbundschicht in situ, zerstörungsfrei und realitätsnah durch eine kontrollierte Druckwasserbelastung überprüft werden. Durch den Prüfkopf wird zudem eine punktuelle Prüfanordnung vorgeschlagen, über welche eine stichprobenartige Messung durchgeführt und somit eine repräsentative Aussage zum vorliegenden Hinterlaufschutz getroffen werden kann.
-
In einer ersten konkreten Umsetzung ist vorgesehen, dass der Prüfkopf eine ebene Auflagefläche zur Auflage an der Verbundschicht aufweist. Bevorzugt ist der Prüfkopf über die Auflagefläche zumindest abschnittsweise stoffschlüssig mit der Verbundschicht verbunden und/oder verbindbar. Der Prüfkopf weist mindestens oder genau eine in die Auflagefläche eingebrachte Austrittsöffnung auf, welche zum Austritt des Prüfmediums ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Austrittsöffnung an der Unterseite des Prüfkopfs angeordnet und in Richtung der Verbundschicht geöffnet, sodass das Prüfmedium direkt über die Austrittsöffnung in die Verbundschicht austreten kann. Bevorzugt weist der Prüfkopf mehr als zwei, vorzugsweise mehr als vier, im Speziellen mehr als sechs der Austrittsöffnungen auf. Vorzugsweise sind die mehreren Austrittsöffnungen gleichmäßig verteilt und/oder regelmäßig voneinander beabstandet an der Unterseite bzw. der Auflagefläche angeordnet. Insbesondere sind mehrere oder alle der Austrittsöffnungen kreisförmig angeordnet und/oder liegen auf einem gemeinsamen Teilkreis. Im Speziellen weisen die Austrittsöffnungen einen bogenförmigen Öffnungsquerschnitt auf. Vorzugsweise ist die mindestens eine Austrittsöffnung bzw. sind die mehreren Austrittsöffnungen über eine wasserdurchlässige Struktur innerhalb des Prüfkopfs strömungstechnisch mit dem mindestens einen Schlauchanschluss verbunden. Beispielsweise weist der Prüfkopf und/oder die Auflagefläche einen Durchmesser von weniger als 60 mm, vorzugsweise weniger als 50 mm, im Speziellen von weniger als 40 mm auf. Bevorzugt sind die Abmessungen des Prüfkopfs möglichst klein zu wählen, sodass die ablösenden Kräfte zwischen Prüfkopf und dem Frischbetonverbundsystem während des einwirkenden Prüfmediums geringgehalten werden können. Es wird somit ein Prüfkopf vorgeschlagen, welcher einen direkten Austritt des Prüfmediums in die Verbundschicht gewährleistet und sich zugleich durch eine sichere Montage auszeichnet.
-
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Prüfkopf mindestens ein Filterelement für die mindestens eine Austrittsöffnung aufweist. Dabei gewährt das Filterelement einerseits einen Austritt des Prüfmediums aus der Austrittsöffnung und verhindert andererseits einen Eintritt von Fremdpartikeln in die Austrittsöffnung. Insbesondere ist das Filterelement derart ausgebildet, dass das Prüfmedium ungehindert in die Verbundschicht eindringen kann und Fremdpartikel, insbesondere Zementleim, während dem Betoneinbau nicht in die Austrittsöffnung gelangt und diese verstopft. Beispielsweise ist das Filterelement in die Austrittsöffnung eingelegt oder vor der Austrittsöffnung angeordnet. Das Filterelement kann insbesondere als ein textiles Filterelement, wie z. B. ein Vliesstoff, ausgebildet sein. Es wird somit ein Prüfkopf vorgeschlagen, welcher einen Austritt des Prüfmediums nach der Fertigstellung des Betonbauwerks weiterhin gewährleistet.
-
In einer weiteren Konkretisierung ist vorgesehen, dass der Prüfkopf an seiner Unterseite mehrere Befestigungsabschnitte zur adhäsiven Fixierung des Prüfkopfs an der Verbundschicht aufweist. Insbesondere ist der Prüfkopf über die Befestigungsabschnitte stoffschlüssig, insbesondere mittels eines Klebstoffs, mit der Verbundschicht verbunden und/oder verbindbar. Insbesondere sind die Befestigungsabschnitte durch mehrere in die Auflagefläche eingebrachte Vertiefungen und/oder Einprägungen gebildet, welche beim Aufsetzen des Prüfkopfs auf die Verbundschicht zumindest teilweise mit dem Klebstoff befüllbar sind und/oder befüllt werden. Der Klebstoff kann vor der Montage des Prüfkopfs im Bereich der Befestigungsabschnitte auf die Verbundschicht selbst und/oder die Befestigungsabschnitte aufgetragen werden. Alternativ oder optional ergänzend kann ein die Verbundschicht bildender Klebstoff genutzt werden, um den Prüfkopf über die Befestigungsabschnitte stoffschlüssig zu fixieren. Insbesondere sind die Befestigungsabschnitte gleichmäßig über die Auflagefläche verteilt und/oder voneinander beabstandet. Die Befestigungsabschnitte sind dabei vorzugsweise derart angeordnet, dass nach der Verklebung Freibereiche unter dem Prüfkopf verbleiben, welche einen Durchlass des Prüfmediums in die Verbundschicht weiterhin ermöglichen. Im Speziellen weisen die Befestigungsabschnitte jeweils eine Gitterstruktur auf, welche dazu dient die wirksame Klebefläche der Befestigungsabschnitte zu vergrößern. Durch die Befestigungsabschnitte kann ein stoffschlüssiger Verbund zwischen Prüfkopf und der Verbundschicht hergestellt werden, welcher sich durch eine hohe Haftkraft auszeichnet.
-
In einer weiteren Realisierung ist vorgesehen, dass der Prüfkopf an seiner Außenseite eine Befestigungsstruktur aufweist, welche zur mechanischen Fixierung des Prüfkopfs im Beton ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist der Prüfkopf über die Befestigungsstruktur nach Aushärten des Frischbetons form- und/oder stoffschlüssig mit dem Betonbauwerk verbunden. Insbesondere ist die Befestigungsstruktur durch eine oder mehrere umlaufende Krempen am Prüfkopf gebildet, welche beim Einbringen des Frischbetons vollständig durch den Beton umschlossen werden. Dadurch wird eine Art Hinterschneidung gebildet, sodass der Prüfkopf nach Aushärten des Frischbetons in dem Betonbauwerk fest eingebunden ist. Es wird somit ein Prüfkopf vorgeschlagen, welcher sich durch einen zusätzlichen Verbund zwischen Prüfkopf und Betonbauwerk auszeichnet und somit eine besonders stabile Fixierung des Prüfkopfes bei hohen Prüfdrücken gewährleistet ist.
-
In einer weiteren Ausführung ist vorgesehen, dass der Prüfkopf einen weiteren Schlauchanschluss aufweist, welcher zum Anschluss eines weiteren Prüfschlauchs ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere sind die Schlauchanschlüsse an einer, insbesondere dem Betonbauwerk zugewandten Oberseite des Prüfkopfs angeordnet. Der weitere Schlauchanschluss ist vorzugsweise gleich dem Schlauchanschluss ausgebildet, sodass Prüfschläuche mit gleicher Dimensionierung zum Anschluss an dem Prüfkopf verwendet werden können. Dabei ist das Prüfmedium über den einen Prüfschlauch in den Prüfkopf einleitbar und Luft- und/oder Prüfmedium über den anderen Prüfschlauch aus dem Prüfkopf ableitbar. Insbesondere dient der weitere Schlauchanschluss dazu, um eine Entlüftung vor dem Aufbau des Prüfdrucks zu realisieren und Lufteinschlüsse zwischen Prüfkopf und Verbundschicht zu vermeiden. Des Weiteren dient die doppelte Anordnung der Schlauchanschlüsse dazu, um nach dem Prüfprozess eine vollständige Injektion von Dichtmaterial in den Prüfkopf zu ermöglichen.
-
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Prüfanordnung mindestens oder genau einen Detektor aufweist, welcher zur Detektion des Prüfmediums, insbesondere innerhalb der Verbundschicht, ausgebildet und/oder geeignet ist. Bevorzugt wird der Detektor mit einem Abstand von mehr als 100 mm, vorzugsweise mehr als 150 mm, im Speziellen mehr als 200 mm zu dem Prüfkopf angeordnet. Vorzugsweise wird der mindestens eine Detektor vor dem Einbringen des Frischbetons bzw. vor dem Einbau des Betonbauwerks beabstandet zu dem Prüfkopf auf dem Frischbetonverbundsystem, vorzugsweise der Verbundschicht, aufgesetzt. Insbesondere kann je Prüfkopf mindestens ein Detektor vorgesehen sein. Der Detektor weist vorzugsweise an seiner Unterseite eine Eintrittsöffnung für das Prüfmedium auf, wobei das Prüfmedium bei einem lateralen Wassertransport über die Eintrittsöffnung in den Detektor eintreten kann und somit detektiert wird.
-
Der Detektor ist über mindestens oder genau einen Detektorschlauch an die Prüfvorrichtung angeschlossen. Bevorzugt weist der Detektor hierzu mindestens einen Schlauchanschluss zum Anschluss des Detektorschlauchs auf. Dabei können der Schlauchanschluss des Detektors und der Schlauchanschluss des Prüfkopfes baugleich ausgebildet sein, sodass die Prüf- und Detektorschläuche vom gleichen Schlauchtyp und/oder untereinander austauschbar sind. Alternativ kann der Schlauchanschluss des Detektors jedoch auch eine andere Dimensionierung und/oder Form als der Schlauchanschluss des Prüfkopfes aufweisen, sodass lediglich der Prüfschlauch auf den Schlauchanschluss des Prüfkopfs und/oder der Detektorschlauch auf den Schlauchanschluss des Detektors montierbar ist. Insbesondere wird der mindestens eine Detektorschlauch vor dem Auftragen des Frischbetons bzw. vor dem Einbau des Betonbauwerks an den Schlauchanschluss des Detektors angeschlossen und zur Gebäudeinnenseite hin verlegt.
-
Gemäß dieser Ausführung weist die Prüfvorrichtung ein Detektionsmodul auf, welches ausgebildet ist, eine laterale Wasserbewegung basierend auf dem detektierten Prüfmedium zu detektieren und/oder anzuzeigen. Insbesondere hat das Detektionsmodul die Funktion, eine seitliche Migration des Prüfmediums in der Verbundschicht zu erkennen, um hohe Wasserbewegungen in der Verbundschicht nachvollziehen zu können. Insbesondere kann bei einer Detektion des Prüfmediums durch den mindestens einen Detektor darauf rückgeschlossen werden, ob sich Wasser in der Verbundschicht oder an anderen Stellen bewegt. In der einfachsten Ausführung kann das Detektionsmodul als ein Druck- und/oder Durchflussmesser ausgebildet sein, wobei ein Druck bzw. Volumenstrom durch ablesen erfasst werden kann. Alternativ oder optional ergänzend kann das Detektionsmodul ausgebildet sein, einen Eintritt des Prüfmediums in den Detektor selbstständig und/oder automatisch zu detektieren und/oder auszuwerten. Beispielsweise können das Prüfmodul und das Detektionsmodul signaltechnisch miteinander verbunden sein, wobei die erfassten Drücke und/oder Volumenströme miteinander korreliert und ausgewertet werden können.
-
In einer weiteren konkreten Umsetzung ist vorgesehen, dass die Prüfanordnung mindestens oder genau einen weiteren Detektor aufweist, wobei der Detektor und der weitere Detektor in gleichmäßigem Abstand um den Prüfkopf angeordnet sind. Insbesondere sind die Detektoren zueinander und/oder zu dem Prüfkopf äquidistant, insbesondere auf einem gemeinsamen Teilkreis liegend, angeordnet. Die Prüfanordnung kann vorzugsweise mehr als zwei, vorzugsweise mehr als vier, im Speziellen mehr als sechs der Detektoren aufweisen. Durch die Verwendung mehrerer Detektoren, können Fehlstellen bzw. Wasserbewegungen um den Prüfkopf an unterschiedlichen Stellen detektiert werden. Somit können entsprechende Fehlstellen in der Verbundschicht deutlich einfacher und schneller lokalisiert werden bzw. auf einen festen Bereich eingeschränkt werden.
-
In einer ersten konstruktiven Umsetzung ist vorgesehen, dass der Detektor und/oder der weitere Detektor baugleich zu dem Prüfkopf ausgebildet sind. Insbesondere sind der Detektor und der Prüfkopf als Gleichteile ausgebildet. Durch die Verwendung von Gleichteilen kann eine Prüfanordnung vorgeschlagen werden, welche besonders einfach und kostengünstig gefertigt werden kann.
-
In einer alternativen konstruktiven Umsetzung weist der mindestens eine Detektor einen Grundkörper auf, welcher sich zumindest abschnittsweise parallel und/oder umlaufend zu dem Prüfkopf erstreckt. Insbesondere kann der Grundkörper wahlweise umlaufend geschlossen oder unterbrochen ausgebildet sein. Beispielsweise weist der Grundkörper eine ringförmige Grundform auf, welche sich umlaufend zu dem Prüfkopf erstreckt. Alternativ weist der Grundkörper eine linienförmige Grundform auf, welche sich zumindest abschnittsweise parallel zu dem Prüfkopf erstreckt. Bevorzug kann der Grundkörper an den auf der Verbundschicht aufliegenden Kanten stoffschlüssig an der Verbundschicht fixiert und gegen ein Aufschwimmen im Betonierprozess gesichert werden Es wird somit eine Prüfanordnung vorgeschlagen, wobei durch nur einen Detektor ein Bereich um den Prüfkopf großflächig abgedeckt werden kann. Zudem kann durch die Verwendung eines einzelnen Detektors die Anzahl der benötigten Detektorschläuche reduziert werden.
-
Es kann weiter vorgesehen sein, dass der Prüfkopf und/oder der mindestens eine Detektor durch ein generatives Fertigungsverfahren hergestellt sind. Insbesondere sind der Prüfkopf und/oder der Detektor aus Polypropylen oder einem anderen dauerhaft alkalibeständigen und/oder faserverstärkten Kunststoff gefertigt, um eine Beständigkeit gegenüber Beton zu gewährleisten. Die Abmessungen des Prüfkopfs bzw. des Detektors wurden dabei so gewählt, dass die Innenstruktur noch zuverlässig mittels des generativen Fertigungsverfahrens hergestellt werden kann.
-
In einer weiteren konkreten Realisierung ist vorgesehen, dass die Prüfvorrichtung ein Überdruckerzeugungsmodul aufweist, wobei der mindestens eine Prüfkopf über den Prüfschlauch mit dem Überdruckerzeugungsmodul verbunden ist. Insbesondere ist das Überdruckerzeugungsmodul ausgebildet, das Prüfmedium während des Prüfprozesses mit einem Druck im Niederdruckbereich zu beaufschlagen. Insbesondere ist das Überdruckerzeugungsmodul ausgebildet, das Prüfmedium mit einem maximalen Prüfdruck von mehr als 2 bar, vorzugsweise mehr als 3 bar, im Speziellen mehr als 4 bar zu beaufschlagen. Alternativ oder optional ergänzend ist das Überdruckerzeugungsmodul ausgebildet, das Prüfmedium mit einem maximalen Prüfdruck von weniger als 5 bar zu beaufschlagen.
-
Alternativ oder optional ergänzend weist die Prüfvorrichtung ein Unterdruckerzeugungsmodul zur Erzeugung eines Unterdrucks auf, wobei der mindestens eine Detektor über den Detektorschlauch mit dem Unterdruckerzeugungsmodul verbunden ist. Insbesondere ist das Unterdruckerzeugungsmodul ausgebildet, während des Prüfprozesses einen Unterdruck, insbesondere ein Vakuum, in der Verbundschicht zu erzeugen, um das Prüfmedium über mögliche Fehlstellen anzusaugen. Im Speziellen wird das Prüfmedium einerseits über den Prüfkopf mit einem Überdruck eingeleitet und bei einem lateralen Wassertransport über den Detektor mit einem Unterdruck abgeleitet.
-
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung eines Frischbetonverbundsystems auf lateralen Wassertransport, mit der Prüfanordnung wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Das Verfahren ist dabei durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:
- - Anordnen mindestens eines Prüfkopfs auf der Verbundschicht;
- - Anschließen mindestens eines Prüfschlauchs an den Prüfkopf;
- - Einbringen von Frischbeton zur Bildung des Betonbauwerks auf die Verbundschicht, wobei sich die Dichtschicht während des Erhärtungsprozess über die Verbundschicht mit dem Frischbeton verbindet;
- - Verbinden des Prüfkopfs über mindestens einen Prüfschlauch mit einer Prüfvorrichtung;
- - Einleiten eines Prüfmediums über den Prüfschlauch und den Prüfkopf, um die Verbundschicht nach dem Erhärtungsprozess mit einem Prüfdruck zu beaufschlagen;
- - Detektieren eines lateralen Wassertransports zwischen Betonbauwerk und Dichtschicht in Abhängigkeit des Prüfdrucks und/oder eines Volumenstroms des Prüfmediums.
-
Dabei kann bei einer Anordnung des Prüfkopfs an zufälliger Stelle eine Aussage zum Vorliegen eines Hinterlaufschutzes des Frischbetonverbundsystems getroffen werden. Für eine repräsentative Aussage ist eine gewisse Anzahl Prüfstellen nötig, welche beispielsweise in Abhängigkeit der verlegten Gesamtfläche des Frischbetonverbundsystems festgelegt werden können. Andererseits können ein oder mehrere Prüfköpfe an typisch neuralgischen Bereichen angeordnet werden, an denen bekanntermaßen der Hinterlaufschutz gefährdet ist. Beispielsweise sind hier häufig verschmutzte Bereiche und/oder Arbeitsfugen zu nennen. Vorzugsweise wird der mindestens eine Prüfschlauch vor dem Betonierprozess und/oder während der Bewehrungsarbeiten an den Prüfkopf angeschlossen und so verlegt, dass der Prüfschlauch nach dem Betonierprozess mit seinem freien Ende aus dem fertigen Betonbauwerk ragt. Insbesondere wird der laterale Wassertransport detektiert, wenn der Prüfdruck einen vorgegebenen Sollwert dauerhaft oder für einen festgelegten Zeitraum unterschreitet und/oder der Volumenstrom einen vorgegebenen Sollwert überschreitet.
-
Optional ergänzend kann in einem Zwischenschritt, insbesondere nach der Installation der Prüfanordnung und vor dem eigentlichen Prüfverfahren bzw. vor dem Einleiten des Prüfmediums, eine Vorprüfung der Verbundschicht mittels Unterdruck durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Prüfkopf hierzu an das Unterdruckerzeugungsmodul angeschlossen werden. Im Rahmen der Vorprüfung wird an den Prüfkopf kurzzeitig ein Vakuum angelegt und anschließend der Druckausgleich in der Verbundschicht beobachtet. Erfolgt der Druckausgleich unmittelbar nach Abschalten des Unterdruckerzeugungsmoduls bzw. in sehr kurzer Zeit, kann auf einen unzureichenden Hinterlaufschutz rückgeschlossen werden, da Luftbewegungen in der Verbundschicht möglich sind. Es wird somit eine ergänzende Möglichkeit zur Abschätzung des Hinterlaufschutzes vorgeschlagen, welche einfach durchzuführen ist und eine erste Einschätzung bezüglich der Qualität des Hinterlaufschutzes ermöglicht.
-
In einem weiteren Verfahrensschritt ist vorgesehen, dass mindestens ein Detektor mit einem Abstand zu dem Prüfkopf auf der Verbundschicht angeordnet wird. Insbesondere kann es vorgesehen sein, dass die Oberfläche der Verbundschicht in Abhängigkeit der Verbundmethode vor Anordnung und/oder Befestigung des Prüfkopfs und/oder Detektors bearbeitet werden muss, um die Lage des Prüfkopfs bzw. des Detektors auf die später ggf. wasserführende Ebene anzupassen. Insbesondere wird der mindestens eine Detektor vor dem Betonierprozess und/oder während der Bewehrungsarbeiten auf der Verbundschicht angeordnet und durch den Detektorschlauch angeschlossen. Dabei kann der mindestens eine Detektorschlauch nahe der Verbundschicht horizontal von dem Prüfkopf weg verlegt und anschließend, vorzugsweise senkrecht, nach oben weg bzw. in einen späteren Innenraum des Bauwerks verlegt werden. Somit wird verhindert, dass es im Bereich des Prüfkopfs zu beengten Platzverhältnissen durch mehrere, eng beieinanderliegende Schläuche kommt, wodurch der Einbau und die Verdichtung des Frischbetons im Bereich des Prüfkopfs beeinträchtigt werden würde. Insbesondere können der Detektionsschlauch und/oder der Prüfschlauch an einer Bewehrung des Betonbauwerks lagesicher befestigt und gegen Aufschwimmen gesichert werden.
-
Anschließend wird der Detektor über den mindestens einen Detektorschlauch mit der Prüfvorrichtung strömungstechnisch verbunden. Nach Aushärten des Frischbetons bzw. nach Fertigstellung des Betonbauwerks wird der mindestens eine Detektorschlauch zusammen mit dem mindestens einen Prüfschlauch an die Prüfvorrichtung angeschlossen. Dabei wird das Prüfmedium innerhalb der Verbundschicht durch den Detektor detektiert, wenn ein lateraler Wassertransport aufgrund von Fehlstellen in der Verbundschicht stattfindet. Treten größere Wasserbewegungen während der Prüfung auf, können diese durch den mindestens einen Detektor detektiert werden. Optional kann der mindestens eine Detektor mit einem Unterdruck beaufschlagt werden, sodass eine Detektion des Prüfmediums sichergestellt ist.
-
In einem weiteren Verfahrensschritt ist vorgesehen, dass das Prüfmedium während des Prüfprozesses mit einem konstanten Prüfdruck über einen festgelegten Zeitraum beaufschlagt wird. Insbesondere wird der Prüfdruck an den später real anliegenden Wasserdruck angepasst und während der Dauer des Prüfungsprozesses konstant gehalten. Somit kann überprüft werden, ob der Hinterlaufschutz ausreichend gut für die Einbindetiefe des Frischbetonverbundsystems im Erdreich bzw. für den planmäßig vorliegenden Grundwasserstand ist.
-
Alternativ oder optional ergänzend wird der Prüfdruck in festgelegten zeitlichen Abständen stufenweise erhöht. Insbesondere kann durch die stufenweise Erhöhung des Prüfdrucks der maximal mögliche Hinterlaufschutz ermittelt werden, indem der Prüfdruck bis zum Versagen des Hinterlaufschutzes stufenweise gesteigert wird. Die Prüfdauer je Laststufe kann mehr als 45 Minuten, vorzugsweise mehr als 60 Minuten, im Speziellen mehr als 90 Minuten betragen. Alternativ oder optional ergänzend kann die Prüfdauer in Abhängigkeit des Prüfdrucks und/oder des Volumenstroms angepasst werden. Wird dieses Prüfverfahren an mehreren unterschiedlichen Prüfstellen durchgeführt, können vergleichende Aussagen über den vorliegenden Hinterlaufschutz getroffen werden.
-
In einem weiteren Verfahrensschritt ist vorgesehen, dass der mindestens eine Prüfschlauch und/oder der mindestens eine Detektorschlauch nach dem Prüfprozess mit einem Dichtmaterial befüllt und wasserdicht verschlossen wird. Insbesondere wird das Dichtmittel im Niederdruckverfahren (Druck p ≤ 10 bar) in die Schläuche injiziert, um ggf. Ablösungen zwischen Prüfkopf bzw. Detektor und der Verbundschicht zu vermeiden. Das Dichtmittel kann beispielsweise auf polymerer oder mineralischer Basis sein, welches insbesondere zur Abdichtung von Öffnungen und Rissen bei Betonbauwerken aus dem Stand der Technik bekannt ist. Durch das Verschließen der Schläuche mit dem Dichtmaterial wird die Wasserundurchlässigkeit des Betonbauwerks wiederhergestellt.
-
Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Prüfanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsvariante der Prüfanordnung;
- 3 eine perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsvariante der Prüfanordnung;
- 4 eine seitliche Darstellung eines Prüfkopfs der Prüfanordnung;
- 5 eine Darstellung einer Unterseite des Prüfkopfs aus 4;
- 6 eine perspektivische Schnittdarstellung des Prüfkopfs aus 4;
- 7 eine seitliche Ansicht des Prüfkopfs gemäß 4 in einer Einbausituation;
- 8 eine Schnittdarstellung eines Detektors der Prüfanordnung gemäß 3 in einer Einbausituation.
-
Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Prüfanordnung 1 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Prüfanordnung 1 dient zur Prüfung eines Frischbetonverbundsystems 2 (FBVS) auf laterale Wasserbewegungen W. Frischbetonverbundsysteme 2 dienen zur wasserseitigen Abdichtung von Betonbauwerken 3 gegen drückendes Wasser und werden dabei als separate Schicht zur lastabtragenden Konstruktion des Betonbauwerks 3 hergestellt. Die Verlegung des Frischbetonverbundsystems 2 erfolgt dabei bereits vor der Herstellung des Betonbauwerks 3, weshalb diese auch als „pre-applied waterproofing membrane“ oder als „blindside membrane“ bekannt sind. Beispielsweise wird das Frischbetonverbundsystem 2 horizontal auf einer Sauberkeitsschicht, vertikal in einer Schalung oder ggf. direkt auf einem vorbereiteten Baugrubenverbau verlegt. Erst im Anschluss an die Verlegung des Frischbetonverbundsystems 2 wird das Betonbauwerk errichtet, wobei der später eingebrachte Frischbeton einen Verbund mit dem Frischbetonverbundsystem 2 ausbildet.
-
Das Frischbetonverbundsystem 2 weist hierzu eine Dichtschicht 4 mit einer bauwerkszugewandten Verbundschicht 5 auf, wobei sich zwischen der Verbundschicht 5 und dem Betonbauwerk 3 ein vollflächig wasserundurchlässiger Verbund ausbildet, der seitliche Wasserbewegungen W im Falle von punktuellen Fehlstellen in der Dichtschicht 4 verhindert. Der Verbund zwischen dem Frischbetonverbundsystem 2 und dem Betonbauwerk 3 erfolgt durch ein mechanisches und/oder adhäsives Prinzip. Beispielsweise kann die Verbundschicht 5 durch einen Vliesstoff gebildet sein, der sich während dem Betoneinbau im Frischbeton mechanisch verankert. Dabei trennt sich im Zuge des Betoneinbaus Zementleim aus der Betonmatrix ab und füllt das Vlies aus. Ein Hinterlaufschutz liegt dabei erst dann vor, wenn das Vlies mit Zementleim gefüllt ist, da ansonsten wasserführende Hohlräume nahe der Dichtschicht 4 verbleiben. Alternativ kann die Dichtschicht 4 beispielsweise durch eine synthetische Klebelage oder elastomermodifiziertes Bitumen gebildet sein, an die sich der Frischbeton adhäsiv anlagert.
-
Da fast alle Betonarbeiten direkt auf dem Frischbetonverbundsystem 2 durchgeführt werden müssen, ist dieses während dieser Zeit Verschmutzungen, Witterung, mechanischen Belastungen u. v. m. ausgesetzt, was einen negativen Einfluss auf den Hinterlaufschutz zur Folge haben kann. Des Weiteren muss darauf geachtet werden, dass die richtigen Einbaubedingungen des Betons vorliegen, damit sich der Hinterlaufschutz vollständig ausbilden kann. Beispielsweise benötigen Frischbetonverbundsysteme 2 mit einem Vlies als Verbundschicht 5 eine gewisse Verdichtungsenergie sowie die richtige Betonkonsistenz, damit ausreichend viel Zementleim aus dem Frischbeton abgetrennt und das Vlies gefüllt werden kann.
-
Sobald Beschädigungen in der Dichtschicht 4 vorliegen, und gleichzeitig drückendes Wasser im Boden ansteht, kann sich das Wasser ggf. zwischen Dichtschicht 4 und dem Betonbauwerk 3 bewegen bzw. die Dichtschicht 4 hinterlaufen. Eine Sanierung dieser Fehlstellen wird dann neben der abgewandten Lage der Dichtschicht 4, z. B. unter der Bodenplatte, zusätzlich durch den unbekannten Ort der Fehlstelle erschwert, da aufgrund der Hinterläufigkeit der Ort des Wassereintritts im Innenraum in aller Regel nicht mit dem Ort der Fehlstelle in der Dichtschicht 4 übereinstimmt.
-
Es sind zwar technische Lösungen bekannt, welche zur Kontrolle bzw. Detektion von Undichtigkeiten von lose verlegten Abdichtungsbahnen dienen, jedoch für Frischbetonverbundsysteme 2 keine realitätsnahe und zügige Möglichkeit bieten, den Hinterlaufschutz in situ zu kontrollieren. Zwar könnten die bekannten Monitoringverfahren ggf. Hinterläufigkeiten im Nutzungszustand detektieren, würden jedoch erst dann relevante Messergebnisse liefern, wenn das Grundwasser am Frischbetonverbundsystem 2 ansteht. Weiterhin müssten die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen so ausgebildet sein, dass sie selbst keine Trennlage zwischen dem Frischbetonverbundsystem 2 und dem Betonbauwerk 3 bilden und somit die Ausbildung des Hinterlaufschutzes nicht selbst behindern.
-
Es wird daher eine Prüfanordnung 1 vorgeschlagen, welche die Möglichkeit bietet, den Hinterlaufschutz frühzeitig nach dem Betoneinbau zu überprüfen, um den real vorliegende Hinterlaufschutz in situ, zerstörungsfrei sowie realitätsnah zu prüfen. Hierzu weist die Prüfanordnung 1 mindestens einen, insbesondere punktförmigen, Prüfkopf 6 auf, welcher vor dem Betoneinbau auf das Frischbetonverbundsystem 2 aufgesetzt und über mindestens einen, vorzugsweise genau zwei Prüfschläuche 7, 8 in den späteren Innenraum verbunden wird. Dabei kann über den einen Prüfschlauch 7 ein Prüfmedium in den Prüfkopf 6 und über den anderen Prüfschlauch 8 das Prüfmedium und/oder Luft aus dem Prüfkopf 6 abgeleitet werden. Die Prüfanordnung 1 mit dem Prüfkopf 6 kann dabei grundsätzlich für zwei unterschiedliche Zwecke eingesetzt werden.
-
In einer ersten Anwendung kann mit der Prüfanordnung 1 eine repräsentative Aussage zum vorliegenden Hinterlaufschutz getroffen werden. Beispielsweise kann hierzu eine gewisse Anzahl an Prüfköpfen 6 in Abhängigkeit der verlegten Fläche des Fischbetonverbundsystems 2 eingesetzt werden. Denkbar wäre z. B. eine Prüfung je 500 m2 verlegten Fischbetonverbundsystems 2, wobei die Positionen der einzelnen Prüfköpfe 6 dabei statistisch zufällig verteilt sein können.
-
In einer zweiten Anwendung können ein oder mehrere der Prüfköpfe 6 an typisch neuralgischen Bereichen eingesetzt werden, an denen bekanntermaßen der Hinterlaufschutz gestört vorliegen kann. Beispielsweise sind hier häufig verschmutzte Bereiche zu nennen, wie z. B. Bereiche an Arbeitsfugen, wobei der mindestens eine Prüfkopf 6 vereinzelt eingesetzt werden kann, um den Hinterlaufschutz an diesen Bereichen abschätzen zu können.
-
Optional kann die Prüfanordnung 1 mindestens einen Detektor 9 aufweisen, welcher mit einem Abstand A zu dem Prüfkopf 6 ebenfalls vor dem Betoneinbau auf das Frischbetonverbundsystem 2 aufgesetzt und über mindestens einen Detektorschlauch 10 in den späteren Innenraum verbunden wird. Beispielsweise beträgt der Abstand A zwischen Prüfkopf 6 und Detektor 9 ungefähr 100 - 200 mm.
-
Die Prüfanordnung 1 umfasst des Weiteren eine Prüfvorrichtung 11, welche beispielsweise als ein mobiler, autarker Steuerstand ausgebildet ist, welcher lediglich zur Durchführung der Prüfung des Frischbetonverbundsystems 2 temporär installiert wird. Nachdem das Betonbauwerk 3 fertiggestellt und erhärtet ist, kann der Prüfkopf 6 über die Prüfschläuche 7, 8 und der Detektor 9 über den mindestens einen Detektorschlauch 10 an die Prüfvorrichtung 11 angeschlossen werden. Anschließend kann das Prüfverfahren gestartet werden, indem durch mindestens einen der Prüfschläuche 7, 8 ein Prüfmedium, z. B. Wasser, über den Prüfkopf 6 zielsicher in die Verbundschicht 5 eingeleitet und mit einem Prüfdruck beaufschlagt wird.
-
Die Prüfvorrichtung 11 weist hierzu ein Druckerzeugungsmodul 12 auf, welches ausgebildet ist, den Prüfdruck zu erzeugen und/oder zu halten. Durch das Druckerzeugungsmodul 12 kann eine realitätsnahe Druckwasserbelastung der Verbundschicht 5 realisiert werden. Dabei kann der angesetzte Prüfdruck sowie die Prüfdrucksteigerung in zwei unterschiedlichen Prüfverfahren mit verschiedenen möglichen Aussagen durchgeführt werden.
-
In einem ersten Prüfverfahren kann der maximal mögliche Hinterlaufschutz ermittelt werden, indem der Prüfdruck stufenweise, z. B. mit einer Drucksteigerung von Δp = 0,25 bar, bis zum Versagen des Hinterlaufschutzes gesteigert wird. Wird dieses Vorgehen an mehreren unterschiedlichen Stellen durchgeführt, sind vergleichende Aussagen über den vorliegenden Hinterlaufschutz möglich. Beispielsweise könnte daraus geschlossen werden, ob der Hinterlaufschutz auch an den typischen neuralgischen Bereichen vorliegt. Die Prüfdauer je Laststufe beträgt bei diesem Prüfverfahren beispielsweise mindestens eine Stunde.
-
In einem zweiten Prüfverfahren kann überprüft werden, ob der Hinterlaufschutz ausreichend gut für die Einbindetiefe des Fischbetonverbundsystems 2 im Erdreich bzw. für den vorliegenden Grundwasserstand ist. Dazu wird der Prüfdruck im Rahmen des Prüfverfahrens an den später real anliegenden Wasserdruck angepasst und während der Dauer des Prüfverfahrens konstant gehalten.
-
Die Prüfvorrichtung 11 weist mindestens ein Prüfmodul 14 auf, welches ausgebildet ist, in Abhängigkeit des Prüfdrucks und/oder eines Volumenstroms des Prüfmediums einen lateralen Wassertransport zu detektieren und/oder anzuzeigen, wobei bei einer auftretenden Wasserbewegung W ein Rückschluss auf den vorliegenden Hinterlaufschutz des Frischbetonverbundsystems 2 gezogen werden kann und ob der Hinterlaufschutz ausreichend gut für die vorliegende Anwendung geeignet ist. Insbesondere kann der Prüfdruck und/oder Volumenstrom manuell überwacht werden, wobei das Prüfmodul 14 lediglich zur Anzeige des Prüfdrucks und/oder des Volumenstroms dient. Beispielsweise kann das Prüfmodul 14 hierzu als ein Druckmessgerät oder ein Durchflussmessgerät ausgebildet sein.
-
Alternativ kann der Prüfdruck und/oder Volumenstrom durch das Prüfmodul 14 selbständig und/oder automatisch überwacht werden, wobei das Prüfmodul 14 mindestens einen Sensor zur Erfassung des Prüfdrucks und/oder mindestens einen Sensor zur Erfassung des Volumenstroms aufweist, wobei das Prüfmodul 14 ausgebildet ist, einen lateralen Wassertransport auf Basis der Sensordaten zu erkennen. Beispielsweise kann das Prüfmodul 14 eine Auswerteeinrichtung, nicht dargestellt, umfassen, welche ausgebildet ist, die erfassten IST-Werte mit hinterlegten SOLL-Werten zu vergleichen, wobei beispielsweise anhand eines Grads der Abweichung zwischen IST- und SOLL-Werten ein Rückschluss über den Hinterlaufschutz getroffen werden kann.
-
Treten während des Prüfverfahrens hohe Wasserbewegungen W auf, kann die Ursache dafür durch den Prüfkopf 6 allein nicht nachvollzogen werden. Beispielsweise könnte das Wasser auch durch eine Fehlstelle in der Dichtschicht in den Untergrund abfließen oder ein angrenzendes Kiesnest im Beton auffüllen. Treten größere Wasserbewegungen W in der Verbundschicht 5 auf, können diese daher durch den mindestens einen Detektor 9 detektiert werden und es kann nachvollzogen werden, ob sich das Wasser in der Verbundschicht 5 oder an anderen Stellen bewegt.
-
Die Prüfvorrichtung 11 kann ein Detektionsmodul 15 aufweisen, welches ausgebildet ist, basierend auf dem detektierten Prüfmedium einen lateralen Wassertransport an dem Detektor 9 zu detektieren und/oder anzuzeigen. Das Detektionsmodul 15 kann dabei wie das Prüfmodul 14 wahlweise zur Anzeige und/oder Auswertung des Drucks und/oder Volumenstrom dienen. Beispielsweise können die beiden Module 14, 15 signaltechnisch miteinander verbunden sein, wobei die erfassten Drücke und/oder Volumenströme miteinander korreliert und ausgewertet werden können.
-
Tritt das detektierte Prüfmedium dabei nicht ohne Hilfestellung über den Detektor 9 in den Innenraum bzw. zu der Prüfvorrichtung 11, kann an dem mindestens einen Detektorschlauch unterstützend ein Vakuum erzeugt werden. Hierzu weist die Prüfvorrichtung 11 ein Unterdruckerzeugungsmodul 13 auf, welches ausgebildet ist, den mindestens einen Detektor 9 mit einem Unterdruck zu beaufschlagen.
-
Nach der Prüfung kann die Wasserundurchlässigkeit des Betonbauwerks wiederhergestellt werden, indem die Prüf- und Detektorschläuche 7, 8, 10 abgedichtet werden. Hierzu sind alle Prüf- und Detektorschläuche 7, 8, 10 als Injektionsschläuche ausgebildet, die nach der Prüfung mit einem Dichtmittel auf polymerer oder mineralischer Basis wasserdicht verschlossen werden können. Beispielsweise erfolgt eine Injektion des Dichtmittels im Niederdruckverfahren (Druck p ≤ 10 bar), um ggf. Ablösungen zwischen dem Prüfkopf 6 bzw. dem Detektor 9 und dem Frischbetonverbundsystem 2 zu vermeiden.
-
Der Vorteil der vorgeschlagenen Prüfanordnung 1 besteht darin, dass der real vorliegende Hinterlaufschutz bereits frühzeitig, zerstörungsfrei sowie realitätsnah durch eine Druckwasserbelastung kontrolliert werden kann, sodass potentielle Instandsetzungsmaßnahmen noch möglich sind. Des Weiteren kann der Einbauerfolg und damit die Erfüllung der geforderten Leistung sowie die Funktionssicherheit des Frischbetonverbundsystems 2 nachgewiesen werden.
-
Die 2 und 3 zeigen jeweils die Prüfanordnung 1 mit dem Prüfkopf 6 und Detektor 9 in einer möglichen Einbausituation auf dem Frischbetonverbundsystem 2 in einer perspektivischen Ansicht. Die Detektoren 9 können dabei unterschiedlich ausgebildet sein. In einer ersten Ausführungsvariante kann das Bauteil des Prüfkopfs 6 auch als Detektor 9, wie in 2 gezeigt, eingesetzt werden. Beispielsweise können vier Stück dieser Bauteile als Detektoren 9 in einem gleichmäßigen Abstand und/oder auf einem gemeinsamen Teilkreis liegend um den Prüfkopf 6 angeordnet werden. Dadurch könnten an vier unterschiedlichen Stellen um den Prüfkopf 6 hohe Wasserbewegungen W unabhängig voneinander detektiert werden. Die Detektoren 9 weisen dabei jeweils einen weiteren Detektorschlauch 16 auf, welcher ebenfalls an die Prüfvorrichtung 11, insbesondere das Unterdruckmodul 13, angeschlossen wird.
-
In einer zweiten Ausführungsvariante kann der Detektor 9 einen zu dem Prüfkopf 6 abschnittsweise umlaufenden Grundkörper 17 aufweisen. Der Grundkörper 17 ist beispielsweise kreisringförmig ausgebildet und in einem Durchmesser von 100 - 200 mm um den Prüfkopf 6 angeordnet. Durch den umlaufenden Grundkörper 17 kann eine möglichst große Fläche um den Prüfkopf 6 abdeckt und zugleich die Anzahl an Detektorschläuchen auf die beiden Detektorschläuchen 10, 16 minimiert werden. Weiterhin muss der Grundkörper 17, vergleichbar zur Ausgestaltung als Prüfkopf 6, nach der Prüfung wieder wasserundurchlässig durch eine Injektion mit Dichtmittel verschlossen werden können, wobei eine fehlstellenfreie Füllung mit Dichtmittel sichergestellt werden muss. Der Grundkörper 17 wird dabei nicht als vollständiger Kreis, sondern mit einem Unterbrechungsabschnitt 18 ausgebildet. Dabei ist jeweils einer der Detektorschläuche 10, 17 an je einem Ende des Grundkörpers 17 angeschlossen, wobei das Dichtmittel über den einen Detektorschlauch 10 von einer Seite eingebracht und Luft- und/oder Wassereinschlüsse über den anderen Detektorschlauch 10 im Injektionsprozess abgleitet werden können.
-
Der Einbau des Prüfkopfs 6 und des Detektors 9 bzw. der Detektoren 9 erfolgt während den Bewehrungsarbeiten bzw. vor der Fertigung des Betonbauwerks 3. Der Prüfkopf 6 und der bzw. die Detektor(en) 9 werden hierzu auf der Verbundschicht 5 lagesicher positioniert und über die jeweiligen Schläuche 7, 8, 10, 16 in den späteren Innenraum des Bauwerks verbunden. Dabei muss sichergestellt werden, dass es im Bereich des Prüfkopfs 6 nicht zu beengten Platzverhältnissen durch mehrere, eng beieinander verlaufende Schläuche 7, 8, 10, 16 kommt. Wie in den 2, 3 dargestellt, können hierzu die Detektorschläuche 10, 16 der Detektoren 9 horizontal nahe des Frischbetonverbundsystems 2 von dem Prüfkopf 6 weg verlegt werden und anschließend vertikal von dem Frischbetonverbundsystems 2 weg bzw. durch die spätere Betonkonstruktion 3 verlegt werden. Beispielsweise können die Prüf- und/oder Detektorschläuche 7, 8, 10, 16 an der Bewehrung des Betonbauwerks 3 lagesicher befestigt und gegen Aufschwimmen gesichert werden.
-
Die 4 bis 6 zeigen jeweils den Prüfkopf 6 in unterschiedlichen Ansichten als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Prüfkopf 6 weist einen Schlauchanschluss 19 zum Anschluss des Prüfschlauchs 7 und einen weiteren Schlauchanschluss 20 zum Anschluss des weiteren Prüfschlauchs 8 auf. Die beiden Schlauchanschlüsse 19, 20 sind dabei an einer Oberseite, insbesondere einer dem Betonbauwerk 3 zugewandten Seite, v-förmig zueinander angeordnet. Die doppelte Anordnung der Schlauchanschlüsse 19, 20 dient dazu, um einerseits im Prüfprozess Lufteinschlüsse zu vermeiden und andererseits eine spätere vollständige Injektion des Dichtmaterials sicherzustellen. Beispielsweise sind die beiden Schlauchanschlüsse 19, 20 durch jeweils einen Konus gebildet, welche beispielsweise einen Durchmesser von maximal 9 mm und eine Länge von ungefähr 40 mm aufweisen. Die Schlauchanschlüsse 19, 20 können dabei mit einer außenliegenden gewindeartigen Dichtkontur 21 ausgeführt sein, um die Dichtigkeit zu den jeweiligen Prüfschlauch 7, 8 zu erhöhen.
-
Der Prüfkopf 6 weist zudem an seiner Außenseite eine umlaufende Befestigungsstruktur 22 auf, welche zur mechanischen Verankerung des Prüfkopfs 6 in dem Betonbauwerk 3 dient. Die Befestigungsstruktur 22 ist dabei als ein radial nach außen gerichteter Flansch gebildet, welcher in einer Einbausituation, innerhalb des Betonbauwerks 3 eine Art Hinterschneidung bildet. Es wird somit ein besonders sicherer Halt zwischen dem Prüfkopf 6 und dem Betonbauwerk 3 erzeugt.
-
Der Prüfkopf 6 weist an seiner Unterseite, wie in 5 gezeigt, eine runde Auflagefläche 23 auf, über welche der Prüfkopf 6 flächig an dem Frischbetonverbundsystem 2 aufliegt. Beispielsweise weist der Prüfkopf 6, insbesondere die Auflagefläche 23, einen Durchmesser von ungefähr 50 mm auf.
-
Ferner weist der Prüfkopf 6 an seiner Unterseite mehrere in die Auflagefläche 23 eingebrachte Austrittsöffnungen 24 auf, über welche das Prüfmedium in die Verbundschicht 5 austreten kann. Die Austrittsöffnungen 24 sind hierzu in Richtung der Verbundschicht 5 geöffnet, sodass das Prüfmedium ungehindert in die Verbundschicht 5 eindringen kann. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Austrittsöffnungen 24 durch drei bogenförmige Öffnungen gebildet, welche auf einem gemeinsamen Teilkreis um die Mitte des Prüfkopfs 6 angeordnet sind. Beispielsweise weist jede der Austrittsöffnungen 24 eine Breite von 3 - 4,5 mm und eine Bogenlänge von 27 mm auf.
-
Der Prüfkopf 6 kann zudem ein oder mehrere Filterelemente, nicht dargestellt, aufweisen, welche dazu dienen, dass während des Betoneinbaus kein Zementleim in den Prüfkopf 6 bzw. die Austrittsöffnungen 24 gelangt und diese zusetzt. Das Filterelement kann beispielsweise als Vliesstoff ausgebildet sein, welcher in jede der Austrittsöffnungen 24 eingelegt wird. Durch die engen Faserabstände des Vliesstoffs gelangen somit keine Zementpartikel über die Austrittsöffnungen 24 ins Innere des Prüfkopfs 6, wobei das Prüfmedium weiterhin aufgrund seiner geringeren Viskosität und fehlender Partikel ungehindert durch den Vliesstoff austreten kann.
-
Weiterhin weist der Prüfkopf 6 an seiner Unterseite mehrere Befestigungsabschnitte 25 auf, welche zur adhäsiven Befestigung des Prüfkopfs 6 an dem Frischbetonverbundsystem 2 dienen. Die Befestigungsabschnitte 25 sind hierzu als in die Auflagefläche 23 eingebrachte Vertiefungen gebildet. In diesem Ausführungsbeispiel weist der Prüfkopf 6 genau dreizehn der Befestigungsabschnitte 25 auf, welche in ihrer Form und Größe variieren können und gleichmäßig über die Auflagefläche 23 verteilt sind. Beispielsweise können die Befestigungsabschnitte in Summe eine Fläche von ungefähr 500 mm2 aufweisen. Die Befestigungsabschnitte 25 können im Zuge der Applikation auf dem Frischbetonverbundsystem 2 mit einem Klebstoff, wie z. B. Epoxidharz, gefüllt werden, sodass ein stoffschlüssiger Verbund zwischen Prüfkopf 6 und dem Frischbetonverbundsystem 2, insbesondere der Verbundschicht 5, gebildet wird. Die Anordnung der Befestigungsabschnitte 25 ist dabei so gewählt, dass nach der Verklebung noch wasserdurchlässige Bereiche unter dem Prüfkopf 6 verbleiben und das Prüfmedium weiterhin von den Austrittsöffnungen 24 in die Verbundschicht 5 eindringen kann.
-
Die Befestigungsabschnitte 25 können zudem eine Gitterstruktur 26 aufweisen, welche die Befestigungsabschnitte 25 in einzelne voneinander getrennte Teilbereiche unterteilt. Durch die Gitterstruktur 26 kann die Klebefläche vergrößert werden, sodass die Haftkräfte in den einzelnen Befestigungsabschnitten 25 vergrößert werden. Somit kann sichergestellt werden, dass bei einem Prüfdruck bis mind. 2,0 bar keine Ablösungen zwischen dem Prüfkopf 6 und dem Frischbetonverbundsystem 2 eintreten.
-
Die 6 zeigt den Prüfkopf 6 in einer perspektivischen Schnittdarstellung, wobei der Prüfkopf 6 im Inneren eine wasserdurchlässige Innenstruktur 27 aufweist, welche die Schlauchanschlüsse 19, 20 mit den Austrittsöffnungen 24 strömungstechnisch verbindet. Während des Prüfverfahrens gelangt das Prüfmedium über den einen Schlauchanschluss 19 durch die Innenstruktur 27 zu den Austrittsöffnungen 24, wobei zugleich Luft durch die Innenstruktur 27 über den anderen Schlauchanschluss 20 abgeführt werden kann.
-
Beispielsweise kann der Prüfkopf 6 in einem generativen Fertigungsverfahren (3D-Druck), z. B. Fused Deposition Modeling (FDM), hergestellt werden. Als Material kommen dabei vorwiegend Polypropylen oder andere dauerhaft alkalibeständige Kunststoffe zum Einsatz, sodass eine Beständigkeit des Prüfkopfs 6 im Beton gegeben ist. Der Prüfkopf 6 ist dabei derart dimensioniert, dass die Innenstruktur 27 noch zuverlässig im generativen Verfahren hergestellt werden kann. Zusätzlich sind die Abmessungen des Prüfkopfs 6 jedoch möglichst so klein zu wählen, sodass die ablösenden Kräfte zwischen Prüfkopf 6 und dem Frischbetonverbundsystem 2 während der Beaufschlagung durch den Prüfdruck klein gehalten sind. Beispielsweise ermöglicht die Innenstruktur 27, dass im generativen Fertigungsverfahren ohne temporäre Stützstrukturen gearbeitet werden kann, sodass manuelle Nachbearbeitungen am Prüfkopf 6 minimiert werden.
-
Die 7 zeigt den Prüfkopf 6 und 8 den Detektor 9, gemäß 3, in einer Einbausituation. Der Prüfkopf 6 und der Detektor 9 werden dabei auf der Verbundschicht 5 angeordnet und lagesicher auf dieser, insbesondere stoffschlüssig, fixiert. Der Prüfkopf 6 wird hierzu, wie bereits zuvor beschrieben, über die Befestigungsabschnitte 25 an der Verbundschicht 5 befestigt.
-
Der Grundkörper 17 des Detektors 9 ist in dieser Ausführungsvariante als eine nach unten geöffnete Hülle gebildet, wobei die dadurch gebildete Öffnung eine Eintrittsöffnung 28 für das Prüfmedium bei einer lateralen Wasserbewegung W in der Verbundschicht 5 bildet. Der Grundkörper 17 sorgt dabei für die nötige Stabilität im Betonierprozess und schafft außerdem einen Hohlraum in dem Betonbauwerk 3 mit einer Höhe von wenigen Millimetern, in den das Prüfmedium über die Eintrittsöffnung 28 eindringen kann. Bevorzugt erstreckt sich die Eintrittsöffnung 28 über die gesamte Unterseite des Grundkörpers 17. Beispielsweise kann der Grundkörper 17 aus alkalibeständigem Material, wie beispielsweise Polypropylen oder faserverstärktem Kunststoff, mit einer Dicke von vorzugsweise 2 - 3 mm gefertigt sein. Beispielsweise kann der Grundköper 17 ebenfalls in einem generativen Fertigungsverfahren hergestellt werden.
-
Der Detektor 9 kann ein weiteres Filterelement 29 aufweisen, welches in die Eintrittsöffnung 28 eingelegt ist und einerseits einen Eintritt des Prüfmediums ermöglicht und andererseits einen Eintritt von Zementleim während des Betoneinbaus verhindert. Beispielsweise ist das weitere Filterelement 29 als ein Vliesstoff mit einem Flächengewicht von vorzugsweise 100 - 200 g/m2 ausgebildet.
-
Der Grundkörper 17 kann zudem an seinen umlaufenden Kanten auf dem Frischbetonverbundsystem 2 bzw. der Verbundschicht 5 über eine Stoffschlussverbindung 30, z. B. Epoxidharz, befestigt und somit gegen Aufschwimmen im Betonierprozess gesichert werden.
-
Bei der Anordnung des Prüfkopfs 6 und des Detektors 9 muss die Lage der später ggf. wasserführenden Ebene beachtet werden, da die Wasserbewegungen W in Abhängigkeit der Verbundmethode des Frischbetonverbundsystems 2 in unterschiedlichen Ebenen auftreten. Beispielsweise treten die Wasserbewegungen W bei der Ausgestaltung der Verbundschicht 5 als Klebe- oder Bitumenschicht zwischen der Verbundschicht 5 und dem Betonbauwerk 3 auf. Beispielsweise treten die Wasserbewegungen hingegen bei der Ausgestaltung der Verbundschicht 5 als Vliesstoff innerhalb des Vlieses nahe der Dichtschicht 4 auf.
-
Die Lage des Prüfkopf 6 bzw. des Detektors 9 muss an die Lage der wasserführenden Ebene derart angepasst werden, sodass die Austrittsöffnung 24 des Prüfkopfs 6 bzw. die Eintrittsöffnung 28 des Detektors 9 innerhalb der wasserführenden Ebene liegt. Bei dem Frischbetonverbundsystem 2 mit der als Vliesstoff ausgebildeten Verbundschicht 5 kann es daher sinnvoll sein, die Verbundschicht 5 an der Position des Prüfkopfs 6 bzw. des Detektors 9 teilweise zu entfernen. Auch kann es bei einer Verbundschicht 5 mit besandeten oder granulierten Oberflächen nötig sein, die Oberfläche zumindest an der Position des Prüfkopfs 6 bzw. des Detektors 9 zu glätten.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Prüfanordnung
- 2
- Frischbetonverbundsystem
- 3
- Betonbauwerk
- 4
- Dichtschicht
- 5
- Verbundschicht
- 6
- Prüfkopf
- 7
- Prüfschlauch
- 8
- Prüfschlauch
- 9
- Detektor
- 10
- Detektorschlauch
- 11
- Prüfvorrichtung
- 12
- Überdruckmodul
- 13
- Unterdruckmodul
- 14
- Prüfmodul
- 15
- Detektionsmodul
- 16
- Detektorschlauch
- 17
- Grundkörper
- 18
- Unterbrechungsabschnitt
- 19
- Schlauchanschluss
- 20
- Schlauchanschluss
- 21
- Dichtkontur
- 22
- Befestigungsstruktur
- 23
- Auflagefläche
- 24
- Austrittsöffnung
- 25
- Befestigungsabschnitt
- 26
- Gitterstruktur
- 27
- Innenstruktur
- 28
- Eintrittsöffnung
- 29
- Filterelement
- 30
- Stoffschlussverbindung
- A
- Abstand
- W
- Wasserbewegungen
