Oberflächenschutz für Garagen u.a.

Oberflächenschutzsysteme

Allgemeines

Bodenflächen in Garagen, Tiefgaragen und Parkhäuser, sowie deren Zufahrtswege für Fahrzeuge und Fußgänger unterliegen einer höheren Belastung gegenüber anderen Betonflächen im Stahlbetonbau und stellen eine enorme Belastung hinsichtlich Form, Größe und Belastung dar.

In der Vergangenheit wurden diesen Flächen keine besondere Auf-merksamkeit geschenkt. Die Fahr- und Parkflächen wurden ohne be-sondere Schutzmaßnahmen genutzt, was zu erheblichen Schäden an der Betonkonstruktion und enorme Sanierungskosten zur Folge hatten.

Auch auf der Stahlbetondecke eingebaute Verbundestriche ohne weitere Schutzmaßnahmen führten zu Schäden in Form von Hohlstellen mit Rissbildungen.

Bild 1:       Rissbildungen und Hohlstellen im Zementverbundestrich in einer Tiefgarage ohne Oberflächenschutz

Nicht nur Tiefgaragen und Parkhäuser, insbesondere Rampen, sowie auch durch Publikumsverkehr genutzte Flächen, unterliegen einer hohen mechanischen und chemischen Belastung. Je nach Flächenanordnung im Innen- oder Außenbereich treten zusätzliche thermische Belastungen auf.

Die mechanische Belastung besteht in Form von Schwingungen durch das Gewicht der Fahrzeuge, bzw. der damit im Zusammenhang stehenden Radlasten. Weitere mechanische Belastungen entstehen durch Scherkräfte die bei Lenkvorgängen im stehenden Zustand des Fahrzeugs (Servolenkung).

Durch Wassereintritt und Taumittel, sowie auch die CO₂-Konzentration, Chlorid, Öle, Kraft- und Schmierstoffe, Bremsflüssigkeiten und Reini-gungsmittel liegen chemische Belastungen der Stahlbetondecken vor. Sie sind oft die Ursachen von Beschädigungen, sogar Zerstörungen von Oberflächenschutzsystemen bis hin zu Beschädigungen der Stahlbetondecken und Armierungen.

Beschädigte Stahlbetondecke mit angegriffener Armierung

Planung

Bei der Planung und Ausführung von Oberflächenschutzsysteme Objektarten sind zu unterschieden:

1)      Garagen und Abstellplätze im privaten Wohnbereich

2)      Parkdecks von Wohnanlagen (privat)

3)      Parkhäuser und Tiefgaragen (gewerblich)

Die Betonkonstruktionen und insbesondere die Oberflächenschutz-systeme sollen unter Einwirkungen aus Last und Umgebungsbe-dingungen eine Lebensdauer von 50 Jahren bei entsprechendem Wartungs- und Instandhaltungsaufwand erreicht werden damit unter Berücksichtigung der möglichen Einwirkungen und Einflüsse die Tragfähigkeit und die langfristige Gebrauchstauglichkeit immer gegeben ist.

Hierbei sind Maßnahmen zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit und Sicherstellung der Gebrauchstauglichkeit zu planen und auszuführen. Bei der Planung sind insbesondere die unterschiedlichen Nutzungsarten zu berücksichtigen. Gleichzeitig sind die wirtschaftlichen Aspekte wie Herstellungskosten gegenüber den Wartungs- und Instandsetzungs-kosten mit einzubeziehen.

Bei der Konstruktion von Tiefgaragen und Parkhäuser sind die bauaufsichtlichen Anforderungen zu beachten. Abweichungen sind zulässig, wenn die Ziele, bzw. Vorgaben erreicht werden. Zudem soll die Ausführung der Oberflächenschutzsysteme entsprechend den anerkannten Regeln des Fachs erfolgen.

Insbesondere sind bei der Planung von Oberflächenschutzsysteme nachfolgende Kriterien zu berücksichtigen:

1)      Festigkeitseigenschaften der tragenden Konstruktion

2)      Art und Beschaffenheit des Untergrundes

3)      Lage der Parkflächen

4)      Mindestbetondeckung über Armierungen

5)      Evtl. Feuchtigkeitsabdichtung bei gegen Erdreich liegender

         Konstruktionen

6)      Fugenanordnungen

7)      Flächengröße von Teilflächen

8)      Mechanische und chemische Belastung

9)      Rutschhemmung

Während bei den Garagen und Abstellplätzen im privaten Wohnbereich nur geringe mechanische Belastungen vorliegen und keine besonderen Schutzmaßnahmen vorgegeben werden, können diese bei der Planung unberücksichtigt bleiben. Der Untergrund in privaten Garagen besteht überwiegend aus einer Stahlbetondecke mit einem Verbundestrich. Für diese Anforderungen ist eine Kostengünstige Variante in Form einer niedrigviskosen Grundierung, die in den Untergrund 5 mm bis 20 mm (je nach Porösität und Saugfähigkeit des Untergrundes) Grundierung (z.B. Indolin 105) eindringt und verfestigt und mit einer Spezialversiegelung (z.B. Versiegelung Indolin 1210 mit einem Arbeitsgang) ausreichend.

Bei Tiefgaragen in privaten Wohnanlagen hingegen liegt eine höhere mechanische Belastung vor, die im Regelfall durch zweimalige Stoßbelastung am Tag (morgens Ausfahrt und abends Einfahrt der Wohnungseigentümer) belastet werden. Dementsprechend ist auch die mechanische Belastung verhältnismäßig gering, wobei die chemische Belastung schon berücksichtigt werden sollte / muss. Für diese Belastung kann zum Beispiel als Grundierung der Tiefengrund Indolin 105 in Verbindung mit einer Versiegelung Indolin 1210 zum Einsatz gebracht werden.

Anders sieht es bei öffentlichen Parkhäuser, Parkdecks und Tiefgaragen aus. Bei diesen Objekten liegt eine permanente mechanische Belastung vor. Hinzu kommt in Abhängigkeit der unterschiedlichen Jahreszeiten eine chemische und ggf. eine thermische Belastung.

Tabelle 1: „Auszug aus Tabelle 4 der Expositionsklassen für Betonbau-

                   teile im Geltungsbereich des EC2 Zement-Merkblatt Beton-            technik B 9 9.201″

Normative Grundlagen

Im Zusammenhang normativer Vorgaben, insbesondere der DIN 1045, anerkannten Regeln der Technik und bauaufsichtlich eingeführten Anforderungen wurden aufgrund neuer Erkenntnisse Systeme für den Oberflächenschutz erarbeitet.

Zudem wurden seit 2008 die Expositionsklassen (DIN 1045-1) und seit Mitte 2012 in DIN EN 1992-1-1/NA und DIN 1045-2 um die sogenannten Festigkeitsklassen erweitert.

Aufgrund dessen sind bereits die Festigkeitseigenschaften der tragenden Konstruktion bei der Planung mit zu berücksichtigen.

Bild 3:       Sich ablösender Oberflächenschutz vom Untergrund auf  einem Parkdeck

Betonbauteile müssen die zu erwartenden Beanspruchungen sicher aufnehmen und über viele Jahrzehnte dagegen widerstandsfähig bleiben. Dies verlangt eine fach- und materialgerechte Konstruktion, Bemessung, Baustoffauswahl und Bauausführung. Festlegungen zur Dauerhaftigkeit bilden die Grundlage für diese Forderung.

Die DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 legen hierzu die notwendigen Eigenschaften, Zusammensetzungen und Konformitätsverfahren für Beton, Stahlbeton und Spannbeton fest

Die Dauerhaftigkeit von Betonbauwerken hat in Deutschland über das Bauproduktengesetz und die Landesbauordnungen den Rang einer gesetzlichen Anforderung. Das bedeutet, dass Standsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit gleichrangige Kriterien sind. Nach DIN EN 1992-1-1/ NA  gelten Bauwerke als dauerhaft, wenn sie während der vorgesehenen Nutzungsdauer ihre Funktion hinsichtlich Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit ohne wesentlichen Verlust der Nutzungseigenschaften bei einem angemessenen Instandhaltungs-aufwand erfüllen. Unter Einhaltung nationaler Erfahrungen wird von einer Nutzungsdauer von 50 Jahren ausgegangen. Dabei wird vorausgesetzt, dass eine den Anwendungsregeln entsprechende Zusammensetzung des Betons nach DIN EN 206-1 und 1045-2 und eine Nachbehandlung nach DIN EN 13670 und DIN 1045-3 NA erfolgt.

Oberflächenschutzsysteme

Aufgrund der durch Bauschäden gesammelten Erfahrungen und Ergänzungen der normativen Vorgaben wurden von den Fachverbänden Oberflächenschutzsysteme für Parkhäuser und Tiefgaragen (OS 8 und OS 11) erarbeitet.

Die Oberflächenschutzsysteme unterscheiden sich in der Schichtdicke sowie durch starre und elastische Konstruktionen.

Bei der Anwendung des Oberflächenschutzsystems OS 8 als starres System und der Ausführung des Oberflächenschutzsystems OS 11 als flexibles System.

Während einerseits das System OS 8 abgelehnt wird, ist das System OS 11 wegen Verschleißprobleme in die Kritik geraten.

OS – Oberflächenschutzsysteme werden von unterschiedlichen Material-hersteller mit unterschiedlichen Applikationen hergestellt und empfohlen, In der Regel kommen die in den nachfolgenden Skizzen abgebildete Konstruktionen zur Ausführung.

Skizze 1:  Oberflächenschutzsystem OS 8

Skizze 2:  Oberflächenschutzsystem OS 11a

Skizze 3:  Oberflächenschutzsystem OS 11b

Von fachkompetenten Sachverständige wird beobachtet, dass im System OS 11 häufig Rissbildungen in der Kopfversiegelung auftreten und durch die Reifen der Fahrzeuge Einstreugranulat aus der Beschichtungsmatrix herausgebrochen wird. Dagegen wird das System OS 8 als haltbarer betrachtet, wenn keine Risse vorhanden sind oder auftreten. Hierbei muss sich die Frage gestellt werden, ob -insbesondere bei starren Systemen – Rissbildungen zu vermeiden sind. Unter kritischer Betrachtung ist festzustellen, dass bei beiden Oberflächen-schutzsystemen Schwachstellen in Form von Rissbildungen und mechanischen Beschädigungen innerhalb der Applikationen vorhanden sind, die zwangsläufig zu Folgeschäden führen. Die Nutzungseigen-schaften und Werterhaltung des Objekts sind bereits nach wenigen Jahren nicht mehr gegeben.

Bild 4:       „Ablösung des gesamten Oberflächenschutzsystems vom Untergrund“

Bild 5:    „Meschanische Beschädigung des Oberflächenschutzsystems“

Schadensursachen

Die unterschiedlichen Schadensbilder sind in der Addition auf mehrere Ursachen zurückzuführen. Während bei dem starren System (OS 8) keine bzw. geringfügige mechanischen Beschädigungen aufgetreten sind, liegen Ablösungen des Oberflächenschutzsystems vom tragenden Untergrund vor. Mangelnde Untergrundvorbehandlung oder / und für den Verwendungszweck ungeeignete Grundierung (zu geringer Haftverbund) unfachgerechte Verarbeitung zu konstatieren sind.

Darüber hinaus können Rissbildungen im tragenden Untergrund von dem Schutzsystem nicht aufgenommen werden, die sich in der darauffolgenden Applikationen fortsetzen. Nicht zuletzt trägt nachstoßende Feuchtigkeit aus der Stahlbetondecke zu den Ablösungserscheinungen bei.

Bild 6:       „Mangelhaft ausgebildete Bewegungsfuge“

Weitere Ursachen sind in der Flächenaufteilung (zu große Feldgrößen) und in der Anordnung sowie auch in unfachgerecht ausgebildeten Bewegungsfugen zu suchen. Zu beachten ist weiterhin, dass zwischen den waagrechten Flächenbereiche und den aufgehenden Bauteilen (Wände und Stützen) unterschiedliche Ausdehnungen vorliegen und zu Rissbildungen im Wand-Bodenanschluss führen. Das Eindringen schädlicher Substanzen wird begünstigt was Beschädigungen der Gesamtkonstruktion zur Folge hat.

Die aufgeführten Schadensursächlichkeiten sind in Tiefgaragen sowie auf Parkdecks mit Auffahrtsrampen anzutreffen.

Bei dem elastischen Systemen sind die Schäden weniger im unteren Bereich der Applikationsebene zu suchen. Vielmehr liegen hier Beschädigungen in Form von Ausbrüchen in der dünnschichtigen starren Kopfversiegelung vor, die durch Scherkräfte der Fahrzeugreifen hervorgerufen werden. Wenn Beschädigungen nicht in der Entstehungsphase erkannt und beseitigt werden, entstehen in der Folgezeit der Nutzung größere Schäden die bis zur völligen Zerstörung des Oberflächenschutzsystems führen, und erhebliche Wartungs- und Reparaturkosten entstehen.

Auch Rissbildungen durch Spannungsunterschiede zwischen den einzelnen Applikationen sind nicht ausgeschlossen und führen zu Schäden.

An dieser Stelle ist auf die wirtschaftliche Verhältnismäßigkeit hinzuweisen. Kosteneinsparung bei der Neuverlegung führen zu erhöhten Wartungs- und Reparaturkosten, was langfristig die teuerste Lösung darstellt.

Alternative Oberflächenschutzsysteme

Unter Berücksichtigung bauphysikalischer Grundsätze und bearbeitenden Schadensfälle des unterzeichneten Sachverständigen wurde von der Firma Indolin funktionsfähige Systeme (OS8 und OS11) entwickelt, was je nach Einsatzbereiche den chemischen und mechanischen Anforderungen gerecht wird.

Das System OS8 ist ein starres System stellt eine kostengünstige Variante dar und eignet sich für Garagen und Tiefgaragen im privaten Wohnbereich. Der besondere Vorteil bei diesem System liegt an der Verwendung eines lösungsmittelfreien Tiefengrunds auf EP-Basis, der weit (je nach Porengefüge) in den Untergrund eindringt und diesen zusätzlich verfestigt und somit die Gefahr der Rissbildung einschränkt und gleichzeitig eine Feuchtigkeitsabdichtung mit bremsender Wirkung darstellt. Die Dicke der Applikation sollte mindestens 3 mm betragen.

Skizze 4:  „Starrer Oberflächenschutz (System Indolin)“

Das System OS11 basiert auf einem flexiblen Konstruktionsaufbau. Auch bei diesem System erfolgt die Grundierung in Form eines Tiefengrunds, der in den Untergrund eindringt und diesen zusätzlich verfestigt und gleichzeitig eine Feuchtigkeitsabdichtung mit bremsender Wirkung darstellt.

Auf die Grundierung wird eine elastische rissüberbrückende Schicht aus lösungsmittelfreiem Epoxidharz eingebaut. Alle weiteren Applikationen bestehen ebenfalls aus lösungsmittelfreiem Epoxidharz. Die Zwischenschichten bestehen aus unterschiedlichen E-Modulen, die für einen Spannungsabbau sorgen und Rissbildungen innerhalb des Systems weitgehend vermeiden. Die Kopfversiegelung ist auf die unteren Applikationsebenen abgestimmt. Mit einer Verbrauchsmenge von 0,5 kg/qm bildet sie eine gleichmäßige, homogene Oberfläche.

Skizze 5:  „Starrer Oberflächenschutz (System Indolin)“

Gegen Erdreich liegende, nicht abgedichtete Untergründe sind bei der Ausführung Feuchtigkeitsabdichtende Maßnahmen mit sperrender Wirkung zu berücksichtigen und vom Planer einzuplanen.

Die Rutschhemmungsklasse wird entsprechend den Vorgaben der Bau- und Berufsgenossenschaft mit R 10 vorgegeben und kann über die Korngröße der Quarzsandeinstreuung gesteuert werden. Die Dicke der Applikation sollte mindestens 5 mm betragen. Alle Oberflächen sind resistent gegen Benzin, Öl, Taumittel und Schmierstoffe und chemische Substanzen.

Skizze 6:  „Randsockelausbildung (System Indolin)“

Bei der Sockelausbildung ist eine elastische Formulierung zu empfehlen, die die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten berücksichtigt um Abrisserscheinungen im Wand- Bodenbereich zu vermeiden. Hierzu empfiehlt es sich die elastische Vergussmasse Indolin 190 ME

Service

Turnusmäßige Überprüfungen des Oberflächenschutzsystems mit Kontrollbericht über eventuell erforderliche Nachbesserungsmaßnahmen sollten von einem fachkompetenten Sachverständigen durchgeführt werden.