TIEFGARAGEN: INSPEKTION, BAUWERKSDIAGNOSTIK, UNTERSUCHUNGSVERFAHREN

Zur Feststellung des Istzustandes sind (bezogen auf eine Tiefgarage) hat sich die nachfolgend angeführte Vorgehensweise bei der Inspektion der Betonbauteile, auf der Grundlage der geltenden Regelwerke ([R] 11, [R] 9, [R] 10) bewährt:

Im Rahmen einer vorgeschalteten, orientierenden Ortsbesichtigung/Bauwerksbegehung, erfolgt zunächst eine visuelle Inspektion und Voruntersuchungen um einen Überblick zum Objekt und der Erhaltungszustände der Bauteile und Einrichtungen zu gewinnen. Auf der Grundlage der Erkenntnisse wird ein Untersuchungsplan aufgestellt, der alle, zur Inspektion der Tiefgarage erforderlichen, material- und labortechnischen Untersuchungen erhält um gesicherte Erkenntnisse zum Schadensumfang zu erhalten.

In der Regel sind die nachfolgend aufgeführten, materialtechnischen Untersuchungen angezeigt:

• Visuelle Inspektion der charakteristischen Erhaltungszustände.
• Charakterisierung der Schadenszustände.
• Erstellen einer Fotodokumentation.
• Bestimmung der Karbonatisierungstiefen.
• Zerstörungsfreie Bestimmung der Betondeckungen.
• Potentialfeldmessungen zur Feststellung der Korrosionswahrscheinlichkeit an der Bewehrung.
• Bauteilöffnungen zur Bestimmung der Betondeckungen, der Karbonatisierung und zur Feststellung der Erhaltungszustände an Bewehrung.
• Dokumentation des Korrosionsstandes freiliegender bzw. frei gelegter Bewehrungsstähle.
• Bohrmehlentnahmen zur Bestimmung der Chloridgehalte.
• Bohrkernentnahmen zur Erkundung der Bauteile, Bestimmung der Bauteilfeuchten, Druckfestigkeiten, Karbonatisierungstiefen und ggf. Rissverläufen.

3.3.1 Feststellung der Karbonatisierungstiefen in Betonbauteilen:

Ein einfaches Verfahren zur Bestimmung der Karbonatisierungstiefe von Beton besteht darin, die pH-Wert-Änderung mit Hilfe einer geeigneten Indikatorlösung nachzuweisen. Für die Beurteilung von Beton hat sich eine alkoholische Phenolphthaleinlösung bewährt, deren Farbe im Bereich von pH > 9 von farblos auf rotviolett umschlägt. An frischen Bruchflächen bleibt beim Aufsprühen der Lösung der carbonatisierte Bereich hell, während sich der nicht carbonatisierte Bereich rotviolett verfärbt. Die Karbonatisierungstiefe dk wird als Abstand der Farbumschlaggrenze zur jeweiligen Betonoberfläche bestimmt.

3.3.1 Feststellung der Karbonatisierungstiefen in Betonbauteilen:

Der kritische korrosionsauslösende Grenzwert wird in den Regelwerken ([R] 9, [R] 11) mit 0,5 M.-% (bezogen auf den Zementgehalt) für Stahlbetonbauteile und 0,2 M.-% für Spannbetonbauteile definiert. Zur Bestimmung des Chlorid-Gehaltes von belasteten Stahlbetonbauteilen werden in i.d.R. in drei verschiedenen Tiefenstufen z.B. 0-2 cm, 2-4 cm und 4-6 cm Bohrmehlproben mit einem speziellen Entnahmegerät entnommen.

 
Abb. 1: Vorrichtung zur tiefengestaffelten Entnahme von Bohrmehlproben nach [R] 15.

Das Gerät ist mit einem Hohlbohrer bestückt und transportiert das entnommene Prüfgut mittels Unterdruck in einen Sammelbehälter. Der Bohraufsatz ist hierzu mit einer Absaugung verbunden. Das entnommene Material wird bauteilbezogen zugeordnet und zur Bestimmung des Chloridgehaltes labortechnisch untersucht. Hierzu werden die die Proben im Labor getrocknet; der Chloridgehalt wird potentiometrisch nach DIN EN 14629 bestimmt.

3.3.3 Feststellung der Betonüberdeckung in Betonbauteilen

Die punktuelle und/oder flächige Messung der Betondeckung erfolgt über Messverfahren die auf dem Wirbelstrom-Prinzip mit Puls-Induktion beruhen. Die quantitative Messung erfolgt dabei an Teilflächen der Stahlbetonkonstruktion im System „Messen mit Raster“ bzw. als Linien bzw. Flächenmessung

 
Abb. 2: Betondeckungsmessung einer unbeschichteten Bodenplatte nach [R] 12.

Das Gerät ist mit einem Hohlbohrer bestückt und transportiert das entnommene Prüfgut mittels Unterdruck in einen Sammelbehälter. Der Bohraufsatz ist hierzu mit einer Absaugung verbunden. Das entnommene Material wird bauteilbezogen zugeordnet und zur Bestimmung des Chloridgehaltes labortechnisch untersucht. Hierzu werden die die Proben im Labor getrocknet; der Chloridgehalt wird potentiometrisch nach DIN EN 14629 bestimmt.

Die statistische und grafische Auswertung erfolgt am PC. Die Resultate der (flächigen) Betondeckungsmessung werden in Grundrissplänen in farblich skalierten Grafiken illustriert (siehe Abb. 4).

 
Abb. 3: Legende zur Betondeckung.

Die statische Auswertung der Ergebnisse erfolgt in Wertetabellen (siehe Abb. 4 und Abb. 5). Die zerstörungsfreie Prüfung der Betondeckung und die erfassten Werte unterliegen messtechnisch- und ausführungsbedingten Abweichungen, weswegen zur „Eichung und Überprüfung“ der zerstörungsfrei ermittelten Betondeckungen, die gemessenen Werte punktuell im Bereich der Stemmstellen mit freigelegter Bewehrung und dem tatsächlichen Überdeckungswert überprüft werden.

 
Abb. 4: Statistische Auswertung der Betondeckungsmessung.

 
Abb. 5: Statistische Auswertung, Häufigkeitsverteilung der Betondeckung.

3.3.4 Potentialfeldmessung, Feststellung der Betonüberdeckung in Betonbauteilen, [R] 13, [R] 14.

Die Potentialfeldmessung erlaubt eine nahezu zerstörungsfreie Prüfung des Korrosionszustandes der Bewehrung. Die Messung erfolgt als Spannungsmessung zwischen einer Referenzelektrode (z.B. Kupfer/Kupfersulfat Cu/CuSO4 (CSE)) mit bekanntem Potential, die auf die Betonoberfläche aufgesetzt wird, und der Bewehrung, die punktuell freigelegt und mit dem hochohmigen Voltmeter verbunden ist. In Bereichen mit korrodierender Bewehrung unterscheidet sich das Potential um mehrere 100 mV von Bereichen mit nicht korrodierender Bewehrung (passive Bereiche). Im Allgemeinen reicht das Potential von nicht korrodierter Bewehrung von +200mV CSE (trockener, karbonatisierter, chloridfreier Beton) bis zu -200mV CSE (bei chloridfreiem, feuchten Beton). Das Potential von korrodierender Bewehrung liegt dagegen in negativeren Wertebereichen

• bis -300 mV CSE bei karbonatisierungsinduzierter
• und bis -600mV CSE bei chloridinduzierter Bewehrungskorrosion

wobei sich diese Werteniveaus je nach Betonfeuchte, je nach Grad der oberflächigen Karbonatisierung des Betons und der daraus resultierenden Veränderung des Betonwiderstandes verschieben können. Korrosionsstellen (Makrozellenkorrosion), die nicht elektrolytisch (Beton) zur Messoberfläche verbunden sind oder räumlich „zu weit“ entfernt sind, können nicht detektiert werden. Eine erste Bewertung des Korrosionszustandes der Bewehrung kann anhand des gemessenen Potentials (Potentialdifferenz) entsprechend der nachstehenden Einteilung erfolgen.
Potentialdifferenz U [mV] gegen Cu/CuSO4 → Korrosionswahrscheinlichkeit [%]
U <-350 mV → > 95 %
U -350 mV bis -200 mV → ca. 50 %
U >-200 mV → < 5 %

Die Resultate der Potentialfeldmessung werden in Grundrissplänen nach dem Ampelprinzip (grün-gelb-rot), in farblich skalierten Grafiken (Äquipotentiallinien) illustriert (siehe Abb. 6).

Zur Aufklärung der Schädigungsmechanismen und Schädigungsursachen werden zusätzliche Baustoffkenndaten, wie z.B.

• Bewehrungsdurchmesser
• Betonüberdeckung
• Chloridgehaltsbestimmung
• Karbonatisierungstiefe
• optische Auffälligkeiten oder Schäden (Risse, Ausblühungen, Strukturdefekte o.ä.)

3.3.5 Weitere Untersuchungsmethoden

Haftzugprüfungen

 
Abb. 11: Haftzuggerät mit Digitalanzeige.

 
Abb. 12: Blick auf den Prüfstempel zur Bestimmung der Bruchart. Der Abreiswert beträgt 1,16 MPa.

 
Abb. 14: Auszug aus einer zusammenfassenden Darstellung der Mess- und Sondierungsergebnisse.