DE19534634A1 - Tragende, dichte Bodenplatte aus Beton, insbesondere Stahldrahtfaserbeton und Verfahren zum Herstellen einer derartigen Betonplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine tragende, dichte Bodenplatte aus Beton insbesondere Stahldrahtfaserbeton und ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Bodenplatte.

Auf dem Bereich der Herstellung von Böden werden immer öfter dichte Böden gefordert, die verhindern, daß eine auf dem Boden ausgelaufene Flüssigkeit durch den Boden beispielsweise in das Erdreich eindringt. Je nach Viskosität der Flüssigkeit und herrschendem Druck werden unterschiedliche Dichtheitsanforderungen gestellt. Allgemein gilt ein Boden als dicht, wenn die Rißöffnung unter einer bestimmten Breite gehalten wird. Um eine bestimmte maximale Breite der Rißöffnung in der Bodenplatte zu erzielen, wird der Beton durch Bewehrungen verstärkt, um die die Rißbreite zu beschränken.

Es wurde auch vorgeschlagen, Stahlfaserbeton in Verbindung mit Bewehrungen einzusetzen, um eine gute Dichtheit von Böden zu erzielen und ein Beispiel eines derartigen Bodenaufbaus ist in dem Heft 100 von IBMB im Artikel "Stahlfaserbeton für den Umweltschutz", Seite 136 dargestellt. Bei diesem Boden ist auf einem Unterbeton eine Gleitschicht vorgesehen, auf die ein Schutzbeton aufgebracht ist. Auf diesem Schutzbeton liegt die tragende, dichte Bodenplatte, die symmetrisch innerhalb der Bodenplatte eine in einen Stahlfaserbeton eingebettete, obere und eine untere Bewehrung aufweist.

Ein derartiger Bodenaufbau ist sehr gut zur Erzielung von guten Dichteigenschaften geeignet. Die Verwendung von Stahlfaserbeton und Bewehrungen führt jedoch zu einer aufwendig herzustellenden und relativ teuren Bodenplatte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine tragende, dichte Bodenplatte aus Beton und ein verfahren zu ihrer Herstellung so weiterzu­ bilden, daß die Herstellungskosten deutlich gesenkt werden können, ohne daß die Dichteigenschaften der Platte verringert werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Bodenplatte vorgeschlagen wird, die einen Dichtbereich aufweist, wobei nur die Öffnungen der in diesem Bereich liegenden Risse auf eine Breite von maximal 0,2 mm beschränkt sind.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei einer tragenden, dichten Bodenplatte aus Beton nur ein schmaler Bereich des Betons die Dichteigenschaften aufweisen muß und die Dichteigenschaften des übrigen Bereichs der Platte für die Dichtheit der Bodenplatte von untergeordneter Bedeutung sind. Somit reicht es aus, in einem relativ dünnen Bereich der Platte eine so starke Bewehrung und/oder so viel Stahlfasern vorzusehen, daß die geforderten Dichteigenschaften mit dem zementgebundenen Material erzielt werden. Die Bedeutung der übrigen Bereiche der tragenden Bodenplatte wird ausschließlich durch die statischen Anforderungen bestimmt.

Erfahrungsgemäß wird von einer dichten Platte gesprochen, wenn die Breite der Risse 0,2 mm nicht übersteigt. Selbstverständlich können jedoch höhere Dichtheitsgrade erreicht werden, indem die Breite der Risse durch eine höhere Stahlmenge weiter verringert wird.

Vorteilhaft ist es, wenn der Dichtbereich auf der Seite der Platte liegt, die mit Flüssigkeit in Berührung kommt. Da zu vermeiden ist, daß Flüssigkeit in die Platte eindringt und sich die Platte mit Flüssigkeit vollsaugt, sollte der Dichtbereich möglichst nahe der Fläche angeordnet werden, die mit der Flüssigkeit in Berührung kommt. Üblicherweise ist dies die Oberseite des Bodens, wobei auch denkbar ist, eine Platte gegen Eindringen von Flüssigkeit von unten abzudichten. Das Anbringen des dichten Bereichs an das Oberseite der Platte hat den besonderen Vorteil, daß der Dichtbereich für eine Kontrolle des Bodens leicht zugänglich ist.

Durch die Konzentration der Bewehrung oder der Stahlfasern in einem schmalen Bereich der Bodenplatte ist es möglich, die Stärke der Platte wesentlich zu verringern, und es ist daher in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Bodenplatte eine maximale Stärke von 20 cm aufweist. Sofern im Dichtbereich nur Stahlfasern verwendet werden, kann die Plattenstärke bis auf etwa 5 cm verringert werden.

Sofern eine Bewehrung vorgesehen werden soll, ist es von Vorteil, wenn die Bodenplatte im Dichtbereich eine Bewehrung mit einer Betondeckung von maximal 5 cm aufweist, da dadurch der Dichtbereich in unmittelbarer Nähe der Seite liegt, die möglicherweise mit Flüssigkeit in Berührung kommt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Bewehrung mindestens 300 mm² pro laufendem Meter in beide Richtungen aufweist und der Beton ein Faserbeton mit mindestens 30 kg/m³ Stahldrahtfaser ist. Eine derartige Kombination eignet sich besonders gut zur Erzielung der gewünschten Dichteigenschaften und hat sich in Versuchen als überraschend günstige Variation herausgestellt.

Da auch Fugen zwischen einzelnen Platten die Dichteigenschaften begrenzen und zusätzliche Abdichtmaßnahmen erfordern, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Platte fugenlose Felder mit einer Feldgeometrie von 1 : 1 bis maximal 1 : 2 und einer Feldgröße von 1000 bis 4000 m² aufweist. Die Grundzüge der Herstellung einer derartigen Platte sind in der europäischen Patentschrift EP 0 137 024 B1 beschrieben und es wird in der Anmeldung vollständig auf die Ausführungen in dieser Patentschrift zur Herstellung fugenloser Böden Bezug genommen.

Zur Lösung der Aufgabe gehört auch ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Platte, bei dem Stahldrahtfasern mit Verankerung, Stabstahl und/oder Mattenstahl verwendet werden, um die Öffnungen der Risse im Dichtbereich auf eine Breite von maximal 0,2 mm zu beschränken.

Prinzipiell gibt es verschiedene Möglichkeiten durch Kombination von Stahldrahtfasern, Stabstahl und/oder Mattenstahl die geforderten Dichteigenschaften in dem erfindungsgemäßen Dichtbereich sicherzustellen.

Eine spezielle Ausgestaltung des Verfahrens sieht jedoch folgende Verfahrensschritte vor:
Zuerst wird eine Bewehrung von mindestens 300 mm² pro laufenden Meter in beide Richtungen auf Abstandshalter gelegt und anschließend wird Faserbeton von mindestens 30 kg/m³ Stahldrahtfasern eingebaut, wobei eine Betondeckung von maximal 5 cm vorgesehen wird.

Dieses Verfahren eignet sich zur Herstellung eines Bodens, dessen Oberfläche gegen das Eindringen von Flüssigkeiten zu schützen ist. Die Abstandshalter stellen dabei sicher, daß nur in einem eng begrenzten Dichtbereich möglichst direkt unter der Oberfläche des Bodens die Rißbreite auf maximal 0,2 mm beschränkt wird. Größere Rißbreiten in dem unterhalb dieses Dichtbereiches liegenden Beton können sich auf die Dichtheit des Bodens nicht negativ auswirken, da ein Eindringen von Flüssigkeit in diesen Betonbereich durch den Dichtbereich verhindert ist.

Vorteilhaft ist es bei diesem Verfahren, wenn alle Seiten abgedichtet oder als Auffangwanne mittels Aufkantungen ausgebildet werden. Die Aufkantungen können aus Edelstahl, verzinktem Stahl oder Kunststoff bestehen und die Bodenplatte sollte in einem Guß mit den Aufkantungen betoniert werden. Die Ausbildung von Böden als Auffangwannen aus Beton ist unter dem Begriff "weiße Wanne" bekannt und umfangreich beschrieben.

Vorteilhaft ist es außerdem, wenn eine Nachbehandlung des Betons vorgenommen wird, um die Dichtigkeit der Oberfläche zu erhöhen. Die Nachbehandlung besteht aus einer Wasserschicht, die mindestens 4 Wochen erhalten bleiben sollte oder einer gesprühten Nachbehandlung.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Es zeigt die Figur eine erfindungsgemäße Bodenplatte mit Unterbau.

Der in der Figur gezeigte Aufbau besteht aus einem Untergrund 1, der gleichmäßig verformbar ist und eine Unebenheit von 3 cm pro 4 m aufweist. Darauf befindet sich ein kapillarbrechender Unterbau 2 aus Kies mit 100% Proctordichte, dessen Oberfläche eine Unebenheit von 2 cm pro 4 m aufweist. Auf dieser Oberfläche ist ein Unterbeton 3 vorgesehen. Darauf liegt eine Gleitschicht 4, die auch weggelassen werden kann, um eine bessere Verbindung zwischen Unterbau und Bodenplatte zu erzielen. Dadurch entsteht ein tragfähiger Boden, an den eine Ebenheitsanforderung von maximal ± 2 cm gestellt wird.

Auf diesem Boden liegt die erfindungsgemäße Bodenplatte 5 aus Beton, in derem oberen Bereich eine Bewehrung 6 von mindestens 300 mm² pro laufendem Meter in beide Richtungen vorgesehen ist. Auf dieser Bewehrung liegt eine Betondeckung 7 mit einer Höhe von etwa 3 cm. Die gesamte Betonplatte hat damit eine Stärke von etwa 10 cm. Die Flüssigkeit, die von oben in die Betonplatte 5 eindringt wird spätestens im Dichtbereich 8 um die Bewehrung 6 durch das Zusammenwirken von Stahlfaserbeton und Bewehrung gestoppt. Im Dichtbereich 8 um die Bewehrung ist die Breite der in der Betonplatte entstehenden Risse auf maximal 0,2 mm beschränkt, womit ein Durchdringen von Flüssigkeit verhindert wird.

In der Figur sind stark vergrößert zwei Risse 9 und 10 eingezeichnet, wobei der Riß 9 sich von der Plattenoberfläche nach unten erstreckt und der Riß 10 unterhalb der Bewehrung verläuft. Da nach der Erfindung die Bewehrung 6 möglichst nahe an der Oberfläche der Platte angeordnet ist und nur durch eine minimale Betondeckung 7 abgedeckt ist, geht der Riß 9 nur durch die Betondeckung 7 und verengt sich im Bereich der Bewehrung 6 so weit, daß die maximale Rißbreite von 0,2 mm nicht überschritten wird. Der Riß 10 auf der Unterseite der Bewehrung 6 kann weit in die Bodenplatte 5 eindringen, ohne daß dadurch die Dichtheit der Platte beeinflußt wird.

Die in der Figur im Querschnitt dargestellte Bodenplatte 5 ist eine Platte mit einer Feldgröße von mindestens 1000 bis 4000 m², wobei darauf geachtet wird, daß die Geometrie der gewünschten Felder auf ein Verhältnis von 1 : 1 bis maximal 1 : 2 beschränkt wird. Die Herstellung derartiger fugenloser Platten als Beton ist aus der oben erwähnten EP 137 024 B1 bekannt.

Da die Platte im vorliegenden Falle jedoch besonderen Dichtheits­ anforderungen gerecht werden soll, werden alle Seiten der Platte abgedichtet oder als Auffangwannen mittels spezieller Aufkantungen 10 ausgebildet. Falls im Bereich der Bodenplatte 5 Dehnungsprofile vorgesehen werden müssen, werden diese Fugen zusätzlich durch Dichtungsbänder abgedichtet. Alle möglichen festen Punkte werden vermieden oder durch geeignete Stahlverstärkung senkrecht zu der erwartenden Rißentwicklung bewehrt. Somit entsteht eine weiße Wanne, die durch Zugabe einer ausreichenden Stahlmenge in einem Bereich möglichst nahe der Oberfläche den gestellten Dichtheitsanforderungen genügt.

Beim Herstellen der Bodenplatte 5 aus Beton wird auf den Unterbau 2 und ggf. den Unterbeton 3 die Gleitschicht 4 verlegt (die auch wegfallen kann), und auf dieser Gleitschicht werden Abstandhalter 11, 12 aufgestellt, auf die die Bewehrung 6 gelegt wird. Danach kommt der Einbau eines Faserbetons mit mindestens 30 kg/m³ Stahldrahtfasern, die ein Verankerungssystem aufweisen. Die max. 20 cm hohe Schicht Faserbeton kann evtl. auch direkt frisch in frisch auf einen Betonboden aufgebracht werden. Dies ist eine besonders kostengünstige Variante. Als Verankerungssystem für die Stahldrahtfasern, sind Fasern in Wellenform, in Form von Haken oder mit Endkegeln geeignet. Die Stahldrahtfasern müssen eine Zugfestigkeit von mindestens 1000 N/mm² nachweisen und sollten einen Durchmesser zwischen 0,5 mm und 1 mm haben, wobei ihre Länge zwischen 40 mm und 60 mm liegen sollte. In Abhängigkeit von der gewünschten Rißbreite können der Faseranteil und die obere Bewehrung erhöht werden.

Der Beton sollte eine Festigkeitsklasse von 35 N/mm² nicht überschreiten und einen Wasser-Zement-Wert von maximal 0,55 aufweisen. Um die Rißbildung zu minimieren wird durch betontechnologische Maßnahmen das Schwinden auf einem Minimum gehalten.

Während des Einbaus wird eine Nachbehandlung des Betons vorgenommen, um die Dichtigkeit der Oberfläche zu erhöhen und die Austrocknung zu verzögern. Als Nachbehandlung dient eine Wasserschicht, die mindestens während 4 Wochen auf dem Beton erhalten wird oder eine gesprühte Nachbehandlung.

Die statisch verteilten Belastungen sollten nicht größer als 30 KN/m² sein und werden progressiv auf die Platte aufgebracht, das heißt maximal 50% während der ersten sechs Monate nach dem Einbau. Bei höheren Nutzlasten muß die Bemessung der Platte überprüft werden.

Als Einsatzbereich der erfindungsgemäßen Bodenplatte sind vor allem große Auffangwannen wie Industrieböden bei Speditionen oder Werkstätten zu erwähnen. Bei derartigen Böden sind Sonderbereiche besonders zu bemessen, und es wird hierbei nur beispielsweise auf die Einbauteil- Bereiche, die Grenzbereiche 1 m vom Rand und die Einleitungsstellen von konzentrierten Lasten verwiesen.

Die maximale Beanspruchung liegt üblicherweise bei max. 20 cm Flüssigkeitssäule, die bei Leckagen oder Unfällen entstehen, so daß statische Aspekte, der durch Flüssigkeiten entstehenden Belastungen, nur eine untergeordnete Rolle spielen. Vor allem bei umweltgefährdenden Stoffen spielt jedoch die Eindringtiefe, die nach einigen Tagen erreicht werden kann, eine besondere Rolle, und es ist daher besonders vorteilhaft, wenn der Dichtbereich möglichst nahe an der Oberfläche liegt.

Je nach chemischer Zusammensetzung der mit dem Beton in Berührung kommenden flüssigen Produkte kann ein zusätzliches Oberflächenschutz­ system des Betons notwendig sein, das die Wirkung der erfindungsgemäßen Platte noch unterstützt.

Auch andere Beanspruchungen, wie beispielsweise drückendes Wasser bei einer weißen Wanne, können nach ersten statischen Überprüfungen durch das erfindungsgemäße Verfahren günstig beeinflußt werden, da die Rißbreite der entstehenden Risse in einem speziellen Dichtbereich reduziert wird.

Claims (10)

1. Tragende, dichte Bodenplatte (5) aus Beton insbesondere Stahldrahtfaserbeton, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Dichtbereich (8) aufweist, wobei nur die Öffnungen der in diesem Bereich liegenden Risse auf eine Breite von maximal 0,2 mm beschränkt sind.

2. Bodenplatte (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtbereich (8) auf der Seite der Platte liegt, die mit Flüssigkeit in Berührung kommt.

3. Bodenplatte (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (5) eine maximale Stärke von 20 cm aufweist.

4. Bodenplatte (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte im Dichtbereich (8) eine Bewehrung (6) mit einer Betondeckung (7) von maximal 5 cm aufweist.

5. Bodenplatte (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewehrung (6) mindestens 300 mm² pro laufendem Meter in beide Richtungen aufweist und der Beton ein Faserbeton mit wenigstens 30 kg/m³ Stahldraht ist.

6. Bodenplatte (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenplatte (5) fugenlose Felder mit einer Feldgeometrie von 1 : 1 bis maximal 1 : 2 und einer Feldgröße von 1000 bis 4000 m² aufweist.

7. Verfahren zum Herstellen einer Bodenplatte (5) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Stahl­ drahtfasern mit Verankerung, Stabstahl oder Mattenstahl verwendet werden, um die Öffnungen der Risse im Dichtbereich (8) auf eine Breite von maximal 0,2 mm zu beschränken.

8. Verfahren zum Herstellen einer Bodenplatte (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 6

• - bei dem eine Bewehrung von mindestens 300 mm² pro laufendem Meter in beide Richtungen auf Abstandshalter gelegt wird
• - anschließend Faserbeton mit mindestens 30 kg/m³ Stahl­ drahtfasern eingebaut wird,
• - wobei eine Betondeckung von maximal 5 cm vorgesehen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Seiten der Bodenplatte (5) abgedichtet oder als Auffangwanne mittels Aufkantungen (10) ausgebildet werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nachbehandlung des Betons vorgenommen wird, um die Dichtigkeit der Oberfläche zu erhöhen.