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ZRS Ingenieure GmbH
Projekt: 18061_HKD_Alte_Muenze
GUTACHTERLICHE SCHADENSFESTSTELLUNG DER HOFKELLERDECKE IN
DER ALTEN MUENZE BERLIN
Unsere Projekt-Nr.: 18061
Unsere Projektbezeichnung: HKD_Alte_Muenze
Bauherr BIM – Berliner Immobilienmanagement Alexanderstr. 3 10718 Berlin
Auftraggeber (AG) und siehe Bauherr Architektenleistung
Auftragnehmer (AN): Prof. Dr.-Ing. Christof Ziegert Beratender Ingenieur ZRS Ingenieure GmbH Schlesische Straße 26, Aufgang A D-10997 Berlin Tel.: 030 / 398 00 95 31 Fax: 030 / 398 00 95 66 ziegert@zrs-berlin.de
Berlin, 13. November 2018 Dieser Bericht umfasst insgesamt 22 Seiten inkl. Deckblatt, Inhaltsverzeichnis und Anlagen. Dem Auftraggeber wird ein Exemplar im pdf-Format elektronisch übermittelt.
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Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis 2
1 Thema und Gegenstand der Gutachterlichen Stellungnahme 3
2 Grundlagen der Gutachterlichen Stellungnahme 3
2.1 Dokumente und Unterlagen 3
2.2 Vorbesichtigung und Ortsbesichtigung mit Probennahme 4
2.3 Substanzuntersuchungen 4
2.4 Laboranalysen 5
3 Ergebnisse 7
3.1 Karbonatisierungstiefe 7
3.2 Salzgehalt 7
4 Fazit 8
5 Verzeichnisse und Literatur 9
5.1 Literatur 9
5.2 Normen 9
6 Formale Aspekte 10
6.1 Urheberrecht 10
6.2 Umfang 10
ANLAGE 1 Karbonatisierungstiefe / Chloridbelastung 11 ANLAGE 2 Bericht zur Bindemitteluntersuchung 18 ANLAGE 2 Abbildung 4: Ermittelte Salzionengehalte der Bohrkerne PW-1 / -2 / -3 / -4 / -5 22
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1 Thema und Gegenstand der Gutachterlichen Stellungnahme
Gegenstand der Gutachterlichen Stellungnahme ist die sogenannte Alte Münze in Berlin.
Zur Schaffung einer gesicherten Informations- und Datenbasis für die weitere Planung sollte geklärt werden, ob die umfangreichen Schäden an der Hofkellerdecke maßgeblich auf die Karbonatisierung und Chloridkorrosion zurückzu- führen sind.
Zu diesem Zweck sollten an
-
drei geschädigten Bereichen,
-
einem anscheinend unbeschädigten Bereich
-
einem Bereich an der Decke des derzeit verfüllten Hofkellers 5 (Probenahme von oben)
Beprobungen vorgenommen werden, die Aufschluss geben über:
-
Karbonatisierungstiefe ober- und unterseitig der Hofkellerdecke
-
Tiefenprofil der Chloridbelastung
-
Zementgehalt des Materials und der darauf bezogene Chloridgehalt
-
Wanddicke zum verfüllten Hofkeller 5, sowie der Umfang der Verfüllung und die dafür eingesetzten Materia- lien.
Insgesamt wurden wunschgemäß an 6 vor Ort festgelegten Stellen Kernbohrungen vorgenommen und dabei der Wandaufbau sowie dessen Materialität und Korrosionsgrad bestimmt. Die von oben beprobte Stelle auf dem Hof der Anlage sollte nach der Klärung aller notwendigen Kenngrößen wieder verschlossen und abgedichtet werden, sodass eine weitere Nutzung des Geländes, ohne jegliche Gefahr für den Menschen und die Konstruktion, in den kommenden 5 Jahren möglich ist. .
2 Grundlagen der Gutachterlichen Stellungnahme
2.1 Dokumente und Unterlagen
Im Zuge der Angebotserstellung wurde uns vom AG am 06/07/2016 die Geschossgrundrisse mit der Dateibezeich- nung
- 20160706 Molkenmarkt 2 Haus 1_BIM-Bestandsdaten
- 20160706 Molkenmarkt 2 Haus 2_BIM-Bestandsdaten
- 20160706 Molkenmarkt 2 Haus 3_BIM-Bestandsdaten
- 20160706 Molkenmarkt 2 Haus 4_BIM-Bestandsdaten
bereitgestellt.
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2.2 Vorbesichtigung und Ortsbesichtigung mit Probennahme
Um ein zügiges Vorgehen zu gewährleisten, wurden im Rahmen einer Vorbesichtigung die Kellerräumlichkeit optisch inspiziert und die Beprobungsstellen bestimmt. Der Besichtigungstermin fand statt am
-
25/09/2018 in der Zeit von ca. 8:30 Uhr bis ca. 11:00 Uhr durchgeführt von Abdelsalam Abdelmoaty Berliner Immobilienmanagement BIM, AG o Harald Schindler Fa. DDS, Geschäftsführer o Prof. Dr.-Ing. Christof Ziegert, ZRS Ingenieure GmbH, Geschäftsführer o B. Eng. Aljona Reznik, ZRS Ingenieure GmbH, Mitarbeiterin. o Der anschließende Termin zur Bohrkernentnahme fand statt am
-
27/09/2018 in der Zeit von ca. 8:00 Uhr bis 14:00 Uhr durchgeführt von Prof. Dr.-Ing. Christof Ziegert, ZRS Ingenieure GmbH, Geschäftsführer o B. Eng. Aljona Reznik, ZRS Ingenieure GmbH, Mitarbeiterin o
Alle im Folgenden dargestellten Befunde und aus der Materialanalyse abgeleiteten Erkenntnisse beziehen sich aus- schließlich auf den Zustand zum Zeitpunkt der beiden Ortsbesichtigungen.
2.3 Substanzuntersuchungen
Der Deckenaufbau wurde an den gekennzeichneten Stellen durch Kernbohrungen, Durchmesser 50 mm, sowie der Wandaufbau, Durchmesser 100 mm, sondiert. Die Bohrkerne wurden durch Herrn Schindler und zwei weitere Mitarbei- ter der Fa. DDS entnommen und das Bohrgut auf dem Fußboden schichtengerecht abgelegt. Die Bohrkerne wurden fotografisch festgehalten und Auffälligkeiten, sofern vorhanden, dokumentiert. Der Bohrkern mit der Probebenzeich- nung PD-5 konnte aufgrund des Personenaufkommens auf dem Gelände nicht fotografisch festgehalten werden. Der Schichtaufbau wurde trotz dessen protokolliert.
Die einzelnen Beprobungsstellen wurden in den Abbildungen 1 und 2 kenntlich gemacht.
PD-3
PD-4
SF 2 PD-1 PD-2
PW PD-5 SF 1
Abbildung 1: Beprobungsstellen - Kellergeschoss Abbildung 2: Beprobungsstelle – Erdgeschoss
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Insgesamt 24 repräsentative Proben wurden in beschrifteten Gefäßen luftdicht verpackt und dem büroeigenen Bau- stofflabor zur weiteren Materialanalyse zugeführt. Die jeweiligen Proben wurden folgenden Bohrkernen entnommen:
| Beprobung an … | Probenbezeichnung | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| … drei geschädigten Bereichen | PD-1; PD-2; PD-3 | ||||
| … einem anscheinend unbeschä- digten Bereich | PD-4 | ||||
| … einem Bereich an der Decke des derzeit verfüllten Hofkellers 5 (Beprobung von oben) | PD-5 | ||||
| … der Wand zum verfüllten Keller- raum | Sichtfenster 1 (SF1); Sichtfenster 2 (SF2); PW |
Um Aufschluss über das Verfüllmaterial des Hofkellers 5, sowie die Dicke und Beschaffenheit der umschließenden Wände zu erhalten, waren bei der Maßnahmenplanung 2 Wandbohrungen (Durchmesser 100 mm) angesetzt. Zwei Sichtfenster in einem angrenzenden Nebenraum gewährten jedoch einen Einblick in das Rauminnere des Hofkellers 5, wodurch der Umfang der Verfüllung und die Materialität ersichtlich wurden und der Eingriff in die Bestandsubstanz durch die Probenentnahme, auf eine Kernbohrung reduziert werden konnte.
2.4 Laboranalysen
2.4.1 Ermittlung der Salzbelastung Durch die quantitative Salzanalyse mittels Probenentnahme, Trocknung und Wägung von repräsentativem Proben- material soll die vorhandene Belastung der Bestandsbaustoffe durch bauschädlichen Salzen ermittelt und bewertet werden. Zudem gilt es, Ursachen einer Salzbelastung zu ergründen, da diese neben der Höhe der Belastung auch Einfluss auf die Instandsetzung betroffener Bauteile haben. Die Auswirkung bauschädlicher Salze ist von der Art, deren Konzentration und Verteilung im Bauteil und der Verfüg- barkeit der Feuchtigkeit abhängig.
2.4.1.1 Zementgehaltsbestimmungen
Zur Ermittlung des prozentualen Salzgehalts bezogen auf die Materialeinwage wurde eine sichtlich chloridbelastete Probe (Bohrkern PD-3 / Probe PD-3.6) zur Bestimmung des Zementgehalts dem Sub-Labor Dr. Michael Figgemeier - Baustoffanalyse & Bauphysik zugeführt. Die Ergebnisse sind Anhang 2 zu entnehmen.
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2.4.1.2 Analysemethode
Wie in der qualifizierten Bauwerksdiagnostik üblich, wurde bei den entnommenen Materialproben der Gehalt an bau- schädlichen Anionen (Nitrat, Sulfat und Chlorid) bestimmt. Dazu wurden die Proben nach der Trocknung bei 105°C zunächst fein aufgemörsert und homogenisiert. Jeweils 5 g pro Probe des präparierten Materials wurden anschließend in 200 ml destilliertes Wasser gegeben und für 24 Stunden im Wasserbad gerührt. Das Wasser-Feststoffgemisch wurde abfiltriert und anschließend die Anionen der gelösten Salze quantitativ mit Hilfe photometrischer Verfahren (System Macherey und Nagel, Nanocolor 500 D) er- mittelt.
2.4.1.3 Kritischer Chloridgehalt
Als kritischer Chloridgehalt wird nach Schießl und Raupach [1] der Punkt bezeichnet, an dem eine Depassivierung der Stahlbewährung eintritt. Zur Bewertung der schadensverursachenden Wirkung von Salzionen wurde die Bewertungs- tabelle nach WTA-Merkblatt 4-5-99 „Mauerwerksdiagnostik“ (s. Tabelle 1) herangezogen.
Tabelle 1: Bewertung von schädlichen Anionen
| Chloride [M-%] | Nitrate [M-%] | Sulfate [M-%] | Bewertung | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| < 0,2 | < 0,1 | < 0,5 | Geringe Belastung; Maßnahmen nur im Ausnahmefall erforderlich | ||||||||
| 0,2 – 0,5 | 0,1 – 0,3 | 0,5 – 1,5 | Mittlere Belastung; Weitergehende Untersuchungen nötig | ||||||||
| > 0,5 | > 0,3 | > 1,5 | Hohe Belastung; Weitere Untersuchungen und Maß- nahmen erforderlich |
2.4.2 Karbonatisierungsbestimmung
Stichprobenartig wurden bereits am Entnahmeort die Karbonatisierungsprüfung, mithilfe der Phenolphthaleinlösung (1%-ig) durchgeführt. Durch das Benetzen der Probebruchfläche mit der Indikatorlösung tritt an den nicht karbonati- sierten Stellen eine violette Färbung auf, wohingegen farblich unveränderte Zonen den karbonatisierten Bereich dar- stellen. Alle weiteren Probekörper wurden im gleichen Verfahren im büroeigenen Baustofflabor getestet.
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3 Ergebnisse
Die Ergebnisse zur Lagendicke, der Materialität, Ausmaß der Salzkontamination, sowie die Karbonatisierungstiefe der einzelnen Bohrlöcher sind Anlage 1 zu entnehmen.
3.1 Karbonatisierungstiefe
Die Untersuchungen ergaben eine beginnende Karbonatisierung an der Decke PD-1 und Decke PD-4. Zwischen der Karbonatisierungsfront und dem Bewehrungsstahl liegt ca. 1 cm nicht kontaminiertes Material. Somit ist in naher Zu- kunft eine ausreichende Betondeckung, d. h. Schutz der Bewehrung gegeben. Auf langfristige Sicht müssen Gegen- maßnahmen ergriffen werden.
Der hohe Zerstörungsgrad an der Decke PD-3 ist bereits optisch wahrnehmbar. Das Material ist großflächig abge- platzt oder ist gelockert. Die Bewehrungsstahlkorrosion ist bereits fortgeschritten.
Eine vollflächige Betondeckung des Bewehrungsstahls an den Decken PD-2 und PD-5 ist gegeben. Wie die Untersu- chungen belegen, liegt an diesen Decken keine nennenswerte Karbonatisierung vor.
3.2 Salzgehalt
Der Salzgehalt wurde auf den ermittelten Zementgehalt im Beton bezogen. Gemäß den Ergebnissen der Zementana- lyse (s. Anlage 2) liegt ein Zementgehalt von 14,2 Masse-%, beispielhaft bestimmt an der Probe PD-3.6, vor.
Folglich liegt der kritische Chloridgehalt von 0,5 Masse-%, bezogen auf den ermittelten Zementgehalt von 14,2 Masse- %, bei 0,071 Masse-%.
Die allgemeinen Ergebnisse der Salzanalyse sind den Tabellen im Anhang 1 und der Abbildung 4 im Anhang 3 zu ent- nehmen. Nachdem der Chloridgehalt für die Zustandsbewertung der Kellerdecken ausschlaggebend ist, wird im Fol- genden nur die Salzbelastung durch Chloridionen betrachtet.
Bereits bei der optischen Voruntersuchung der Kellerdecke PD-1 ist der hohe Zerstörungsgrad durch Gefügelocke- rung, offenliegende und rostende Bewehrungsstähle, sowie Stalaktiten ersichtlich geworden.
Die ermittelte Chloridbelastung im oberen Deckenquerschnitt liegt weit über dem zulässigen Wert.
Ein hoher Chloridgehlat konnte ebenfalls an der Decke PD-3 nachgewiesen werden.
Die Chloridkontamination an Decken PD-2, PD-4 und PD-5 ist als gering einzustufen.
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0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15 kritischer Chloridgehalt ≥0,071 M.-% 0,10
0,05
0,00 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5
Probenbezeichnung (PD-x.x)
4 Fazit
Ausgehend von der Chloridbelastung können die
- Decke 2 (PD-2 im Anlage 1)
- Decke 4 (PD-4 im Anlage 1)
- Decke 5 (PD-5 im Anlage 1)
saniert werden. Besonders an der Decke 4 müssen in absehbarer Zeit Sanierungsmaßnahmen ergriffen werden um eine Schädigung der Bewehrung, infolge der voranschreitenden Karbonatisierung, abzuwenden.
Der Zerstörungsgrad der Decke PD-1 ist durch die weit über dem kritischen Wert liegende Chloridbelastung, beson- ders im oberen Querschnitt, sowie der begonnen Karbonatisierung, stark fortgeschritten. Eine Sanierung ist in diesem Fall nicht wirtschaftlich.
Die Sanierung der Decke PD-3 rentiert sich aufgrund der tiefgreifenden Karbonatisierung und der starken Salzbelas- tung ebenfalls nicht.
Anzumerken ist, dass die Probe PD-3.6 für die Zementgehaltbestimmung, repräsentativ für die gesamte Kellerdecke, einer offensichtlich belasteten und stark beschädigten Decke entnommen wurde. Folglich weist sie im Vergleich zu den intakten Bauteilen, einen verhältnismäßig geringeren Zementgehalt auf. Es ist somit davon auszugehen, dass die sanierungsfähigen Betondecken (PD-2 /-4 /-5) einen Zementanteil von ≥ 14,2 Masse-% enthalten und die Salzbelas- tung tendenziell geringer einzustufen ist, als in der Auswertung ausgewiesen.
Für eine detaillierte Zustandsanalyse müssen weitere Untersuchungen durchgeführt werden.
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Abbildung 3: Belastung einzelner Proben durch Chloridionen
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5 Verzeichnisse und Literatur
5.1 Literatur
[1] Schießl, P.; Raupach, M.: Influence of concrete composition and microclimate on the critical chloride content in concrete, London, Elsevier, 1990. - In: Corrosion of Reinforcement in Concrete, International Symposi- um,Wishaw,Warwickshire UK, May 21-24, 1990, (Page, C. L.; Treadaway, K.W.J.; Bamforth, P.B. (Ed.)), S. 49-58
[2] Breit, W.: Kritischer korrosionsauslösender Chloridgehalt –Sachstand und neuere Untersuchungen, Düsseldorf, S. 162 Internet: https://www.vdzonline.de/fileadmin/gruppen/vdz/3LiteraturRecherche/Betontechnische_Berichte/145- 168_Chloridgehalt.pdf (Zugriff: 24.10.2018)
5.2 Normen
DIN EN 206:2017-01 Beton - Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität
DIN EN 197-1:2011-11 Zement - Teil 1: Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien von Nor- malzement
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6 Formale Aspekte
6.1 Urheberrecht
Diese Gutachterliche Stellungnahme darf nur als Ganzes und in Verbindung mit dem beschriebenen Objekt verwen- det werden. Eine Vervielfältigung ist zulässig, wenn die Gutachterliche Stellungnahme entsprechend genutzt wird. Alle weiteren Kopien, die nicht mit dem Objekt in Verbindung stehen, bedürfen zu jeder Zeit der schriftlichen Zustimmung des Autors. Alle Urheberrechte für enthaltene Fotografien verbleiben beim Autor dieser Gutachterliche Stellungnah- me.
6.2 Umfang
Diese Gutachterliche Stellungnahme umfasst insgesamt 6 Seiten Text einschließlich Deckblatt und Inhaltsverzeichnis zuzüglich 22 Seiten Anlagen, sodass sich ein Gesamtumfang von 28 Seiten ergibt.
Berlin, 13. November 2018
Prof. Dr.-Ing. Christof Ziegert
Beratender Ingenieur ZRS Ingenieure GmbH, Geschäftsführer
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ANLAGE 1
Projekt / Probe: 18061_HKD_Alte_Muenze / PD_1
Probeentnahme am: 27/09/2018
Anmerkung: • Bohrkern / Nassbohrung • Bohrlochtiefe ca. 54 cm
Abb. 1: Grundriss KG Abb. 2: Beprobungsstelle 1 Abb. 3: Bohrloch 1 Abb. 4: Bohrkern 1
| Proben- bezeichnung* | Entnah- | Material | Salzbelastung [M-%] | Karbonati- | Bemerkung | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| me-tiefe | Chlorid | Natrium | Sulfat | sierungstiefe | ||||||||||
| [cm] | [cm]** | |||||||||||||
| PD- | 1.1 | 0-3 | Stahlbeton | 0,080 | 23,13 | 17,94 | 2 | Oberflächenprobe unterseitig | ||||||
| PD- | 1.2 | 3-5 | 0,030 | 0,110 | - | In Höhe der unteren Bewehrung | ||||||||
| PD- | 1.3 | 5-27 | 0,060 | 0,110 | 1,300 | Mitte des Querschnittes | ||||||||
| PD- | 1.4 | 27-52 | 0,310 | 0,110 | 1,460 | In Höhe der oberen Bewehrung | ||||||||
| PD- | 1.5 | 52-54 | 0,450 | 0,110 | 1,070 | Oberflächenprobe oberseitig |
- Probe PD-1.1 unten d. h. von der Deckenunterseite ** von unten d. h. von der Deckenunterseite
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ANLAGE 1 Projekt / Probe: 18061_HKD_Alte_Muenze / PD_2
Probeentnahme am: 27/09/2018
Anmerkung: • Bohrkern / Nassbohrung • Bohrlochtiefe ca. 40 cm
Abb. 5: Grundriss KG Abb. 6: Beprobungsstelle 2 Abb. 7: Bohrkern 2
| Proben- bezeichnung* | Entnahme- tiefe [cm] | Material | Salzbelastung [M-%] | Karbonati- | Bemerkung | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Chlorid | Natrium | Sulfat | sierungstiefe | ||||||||
| [cm]** | |||||||||||
| PD- 2.1 | 0-3 | Stahlbeton | 0,060 | 0,110 | 0,820 | 0 | Oberflächenprobe unterseitig | ||||
| PD- 2.2 | 3-6 | 0,030 | 0,110 | 1,130 | In Höhe der unteren Bewehrung | ||||||
| PD- 2.3 | 6-21 | 0,030 | 0,110 | 0,280 | Mitte des Querschnittes | ||||||
| PD- 2.4 | 21-34 | 0,030 | 0,110 | - | In Höhe der oberen Bewehrung | ||||||
| PD- 2.5 | 34-40 | 0,060 | 0,110 | 0,420 | Oberflächenprobe oberseitig |
- Probe PD-2.1 unten d. h. von der Deckenunterseite ** von unten d. h. von der Deckenunterseite
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ANLAGE 1 Projekt / Probe: 18061_HKD_Alte_Muenze / PD_3
Probeentnahme am: 27/09/2018
Anmerkung: • Bohrkern / Nassbohrung • Bohrlochtiefe ca. 27 cm
Abb. 8: Grundriss KG Abb. 9: Bohrkern 3
| Proben- bezeichnung* | Entnahme- tiefe [cm] | Material | Salzbelastung [M-%] | Karbonati- sierungstiefe [cm]** | Bemerkung | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Chlorid | Natrium | Sulfat | |||||||
| PD- 3.1 | 0-7 | Beton abgeplatzt, keine Probeentnahme möglich | |||||||
| PD- 3.2 | 7-13 | Stahlbeton | 0,450 | 0,110 | 0,450 | 6 | In Höhe der unteren Bewehrung; lockeres Material | ||
| PD- 3.3 | 13-15 | 0,310 | 0,110 | - | minimale Karbo- natisierung nach- weisbar | Mitte des Querschnittes; festes Material | |||
| PD- 3.4 | 15-23 | 0,250 | 0,110 | 0,280 | In Höhe der oberen Bewehrung | ||||
| PD- 3.5 | 23-27 | 0,250 | 0,110 | 0,280 | Oberflächenprobe oberseitig |
- Probe PD-3.1 unten d. h. von der Deckenunterseite ** von unten d. h. von der Deckenunterseite
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ANLAGE 1 Projekt / Probe: 18061_HKD_Alte_Muenze / PD_4
Probeentnahme am: 27/09/2018
Anmerkung: • Bohrkern / Nassbohrung • Bohrlochtiefe ca. 28 cm
Abb. 10: Grundriss KG Abb. 11: Bohrkern 4
| Proben- bezeichnung* | Entnahme- tiefe [cm] | Material | Salzbelastung [M-%] | Karbonati- | Bemerkung | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Chlorid | Natrium | Sulfat | sierungstiefe | ||||||||
| [cm]** | |||||||||||
| PD- 4.1 | 0-3 | Stahlbeton | 0,030 | 0,110 | 0,280 | 2 | Oberflächenprobe unterseitig | ||||
| PD- 4.2 | 3-15 | 0,030 | 0,110 | - | Bewehrung | ||||||
| PD- 4.3 | 15-22 | 0,030 | 0,110 | - | Mitte des Querschnittes | ||||||
| PD- 4.4 | 22-24 | 0,030 | 0,110 | 0,370 | In Höhe der oberen Bewehrung | ||||||
| PD- 4.5 | 24-28 | 0,030 | 0,110 | 1,210 | Oberflächenprobe oberseitig |
- Probe PD-4.1 unten d. h. von der Deckenunterseite ** von unten d. h. von der Deckenunterseite
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ANLAGE 1
Projekt / Probe: 18061_HKD_Alte_Muenze / PD_5
Probeentnahme am: 27/09/2018
Anmerkung: • Bohrkern / Nassbohrung • Bohrlochtiefe ca. 47 cm
Abb. 12: Grundriss EG Abb. 13: Beprobungsstelle nach Wieder- verschließung
| Proben- bezeichnung* | Entnahme- tiefe [cm] | Material | Salzbelastung [M-%] | Karbonati- sierungstiefe [cm]** | Bemerkung | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Chlorid | Natrium | Sulfat | |||||||
| PD- 5.1 | 0-3 | Stahlbeton | 0,030 | 0,110 | 2,73 | 0 | Oberflächenprobe unterseitig | ||
| PD- 5.2 | 3-16 | Stahlbeton | 0,030 | 0,110 | 1,010 | ⁄ | |||
| PD- 5.3 | 16-23 | Stahlbeton | 0,060 | 0,110 | 1,040 | Mitte des Querschnittes | |||
| PD- 5.4 | 23-37 | Aufbeton | 0,060 | 0,110 | 0,730 | ⁄ | |||
| PD- 5.5 | 37-47 | Pflasterstein | 0,060 | 0,110 | - | Oberflächenprobe oberseitig ; Im Sand bett und mit Bitumen verfugt (Fußgängerweg auf dem Hofgelände) |
- Probe PD-5.1 unten d. h. von der Deckenunterseite ** von unten d. h. von der Deckenunterseite
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ANLAGE 1
Projekt / Probe: 18061_HKD_Alte_Muenze / PW
Probeentnahme am: 27/09/2018
Anmerkung: • Bohrkern / Nassbohrung • Bohrlochtiefe ca. 65 cm
Abb. 14: Grundriss KG Abb. 15: Bohrloch PW Abb. 16: Bohrkern PW
| Proben- bezeichnung* | Entnahme- tiefe [cm] | Material | Salzbelastung [M-%] | Karbonati- sierungstiefe [cm]** | Bemerkung | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Chlorid | Natrium | Sulfat | |||||||
| PW | 65 | Stahlbeton | n.E. | n.E. | n.E. | n.E. | Sandseitig Bitumenanstrich |
n. E. : Nicht ermittelt
- Probe PD-4.1 unten d. h. von der Deckenunterseite ** von unten d. h. von der Deckenunterseite
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ANLAGE 1
Projekt / Probe: 18061_HKD_Alte_Muenze / Sichtfenster_1 (oben) 18061_HKD_Alte_Muenze / Sichtfenster_2 (unten)
Probeentnahme am: 27/09/2018
Anmerkung: • Öffnungstiefe ca. 26cm; Sichtfenster zu dem verfüllten Hofkeller 5; • Kellerraum 5 vollständig mit lehmigen Sand verfüllt; die Decke auf die Verfüllung betoniert
Abb. 17: Grundriss KG Abb. 18: Sichtfenster 1 - Wandansicht Abb. 19: Sichtfenster 1
Abb. 20: Grundriss KG Abb. 21: Sichtfenster 2
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ANLAGE 2
Von der Industrie- und Handels- kammer für Stuttgart öffentlich bestellt und vereidigter Sachver- ständiger für Putz-, Sanier- und
B a u s t o f f a n a l y s e & B a u p h y s i k
Lehmbaustoff
D r . M i c h a e l F i g g e m e i e r
Parkstr. 34, 71642 Ludwigsburg
Tel.: 07141 9567859 / FAX: 07141 9568609
E-Mail: info @ figgemeier.de
Bindemitteluntersuchung
Chemische Bestimmung des Zementgehaltes an einem Betonbohrkern Projekt:
108061 –HKD-Alte Münze
Auftraggeber: Ziegert Seiler Ing. GmbH
Schlesische Str. 26, Aufgang A
10997 Berlin
Auftragnehmer: Baustoffanalyse & Bauphysik
Parkstraße 34
71642 Ludwigsburg
Beauftragung: Schriftlich vom 02.10.2018
Bearbeitung: Diplom Mineraloge
Dr. Michael Figgemeier
Umfang: 4 Seiten
Zahl der Ausfertigungen: 1
Datum: 18.10.2018
Projekt- Nr. 17 – 024/2
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Materialuntersuchung, 18061-HKD Alte Münze, 18.10.2018 1
1 Sachverhalt
Im Auftrag der Ziegert Seiler Ing. GmbH, Berlin ist eine Bohrkernprobe ihren Zementanteil (bzw. Bin-
demittel) zu untersuchen.
2 Grundlagen des Gutachtens
Die gemäß Tabelle 1 aufgeführte Materialprobe stand dem Unterzeichner zur Verfügung. Tabelle
1: Materialprobe -Betonbohrkern
| Probe Bez.: | Material | Bauvorhaben |
|---|---|---|
| 3.6 | Betonbohrkern | 18061-HKD Alte Münze / Kellerdecke |
3 Chemische Untersuchungen
Der Betonbohrkern wurde zur Klärung der Bindemittelzusammensetzung mit Hilfe chemischer
Verfahren untersucht.
3.1 Bindemittelanalyse
Die Zusammensetzung des Bindemittels wird in diesem Analysengang bestimmt. Aus den Einzelergebnissen kann
auf das Bindemittel zu Zuschlagsverhältnis zurückgerechnet werden. Die Bestimmung der wichtigsten Bestandteile
des Bindemittels CaO + MgO, SiO , Al O , FeO CaSO • 2H O 2 2 3 2 3; 4 2
werden aus einem salzsauren Auszug quantitativ mithilfe fotometrischer Verfahren bestimmt. Der Gipsgehalt ergibt sich rechnerisch aus dem quantitativ bestimmten Sulfatgehalt (SO 2- 4 ). Der
Calziumcarbonatgehalt der Probe wurde direkt mithilfe des Carbonatdruckverfahrens ermittelt.
Zur Analyse wurden 10 g in einer 15%-HCl – Lösung aufgelöst. Die Säure löst alle Bindemittelanteile (Silika-
thydratphasen, Carbonate, Sulfate) aus dem Betonkern aus. In einem ergänzenden Aufschlussverfahren werden in
einem stark alkalischen Milieu weitere silikatische Bindemittel gelöst.
Der unlösliche Anteil repräsentiert die Zuschlagsstoffe, die in der Regel aus Quarz, Feldspäten und Tonmineralen
bestehen. Sind dem Mörtel carbonatische Zuschlagsstoffe in Form von Kalkbrechsanden, Kalkfüllstoffen oder Mu-
schelschalen zugemischt, so wird dies in der Analyse aus einem überproportionalen Carbonatanteil an der Gesamt-
probe sichtbar. In diesem Fall kann aus dem chemischen Trennungsgang nicht auf das ursprüngliche Bindemittel zu
Zuschlagsverhältnis zurückgerechnet werden. Die Ergebnisse der Mörtelanalyse sind in der Tabelle 2 zusammenge-
fasst.
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Materialuntersuchung, 18061-HKD Alte Münze, 18.10.2018 2
Tabelle 2: Quantitative Gehalte an CaO/MgO, SiO , Al O , Fe O CaSO • 2H O (HCl Auszug) 2 2 3 2 3, 4 2
| Bez. / [M.-%] | CaO / MgO | SiO 2 | Al O 2 3 | Fe O 2 3 | CaCO 3 | CaSO • 2 4 | HCl – | Bindemittel / |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | ||||||||
| unlösliche | Zuschlagsverhältnis | |||||||
| H O 2 | ||||||||
| Anteile | bezogen auf Masse- | |||||||
| anteile | ||||||||
| Hydraulische Phasen | Kalk | Gips | ||||||
| 3.6 / Kellerdecke | 10,0 | 2,4 | 1,13 | 0,71 | 7,0 | 0,54 | 79,8 | 1 : 4,0 |
| ∑ 20,2 |
n.b. = nicht bestimmt
Der Betonkern enthält ca. 14,2 M.-% hydraulische Phasen in Form eines Zementes und einen Kalkanteil
(CaCO ) von 7 M.-%. Der Gipsanteil von 0,5 M.-% resultiert aus dem Zement (Erstarrungsverzögerer). Be- 3
zogen auf den ermittelten hydraulischen Anteil (100 %) ergibt sich für die Zementzusam-
mensetzung des Zementes:
CaO / MgO: 70,2
M.-% SiO : 2
16,9 M.-% Al O / Fe O : 2 3 2 3
12,9 M.-%
Nach dem Rankin – Diagramm ergibt sich aus dieser normativen Berechnung eine ungefähre
Zusammensetzung des Zementanteils im Feld des Portlandzementes.
Abb. 1: Rankin – Diagramm
1 Gips rechnerisch aus dem SO 4 2-Gehalt ermittelt.
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ANLAGE 3
Ludwigsburg, den 18.10.2018
Dr. Michael Figgemeier
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ANLAGE 3
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3.1 3.2 3.3 3.43.5 4.1 4.24.34.44.5 5.1 5.2 5.35.45.5
Nitrate Sulfate Chloride
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Probenbezeichnung (PB-x.x)
Abbildung 4: Ermittelte Salzionengehalte der Bohrkerne PW-1 / -2 / -3 / -4 / -5