Das große Blubbern (Teil 2)

Orientierende Untersuchungen zur Dichtheit von Sekundärbarrieren

Die Luftprüfung erlaubt, großflächige Dichtflächen und deren Fugen schnell, effizient und zerstörungsfrei auf ihre Dichtigkeit hin zu untersuchen. Dies ermöglicht den kostengünstigen Schutz von Böden und Gewässern vor Verunreinigung durch Diesel- und Ottokraftstoffe.

3. Vergleich der Verfahren

An zwei Beispielen [10] soll gezeigt werden, dass die Luftprüfung [7] eine gute Orientierung zum Nachweis der Dichtheit im Sinne von TRwS 786 [3] liefert. Untersucht wurden Bohrkerne aus flüssigkeitsdichten Dichtflächen von Tankstellen. Als äquivalente Beaufschlagungsdauer ist nach der DAfStB-Richtlinie Betonbau beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen [4] eine Dauer von einmalig 144 Stunden (h) zu wählen.

3.1 Dichtheitsnachweis TRwS 786 [3]

Beim ersten Beispiel, einer Auffangwanne aus Beton an einer öffentlichen Tankstelle, wurden drei Bohrkerne mit einem Durchmesser von 80 mm entnommen. Diese Bohrkerne wurden für 144 Stunden mit Dieselkraftstoff beaufschlagt. Im Rahmen der Labor-untersuchung wurden die Eindringmengen des Dieselkraftstoffs in regelmäßigen Abständen ermittelt und grafisch (siehe Bild 3) aufgetragen. Am Ende der 144-stündigen Beaufschlagung wurde die Eindringtiefe (eti) bestimmt (vgl. K.U. Voß, W. Berresheim, 2008) [8].

Aus den Eindringtiefen der drei Kerne wurde der Mittelwert der Eindringtiefe e144, m bestimmt, und hieraus die sogenannte „charakteristische“ Eindringtiefe gemäß der Formel

e144, k = e144, m x 1,35 [ Formel 5]

berechnet. Die ermittelten Eindringtiefen betrugen 9,3 mm, 5,9 mm und 11,5 mm, woraus sich im Mittel eine Eindringtiefe von 8,9 mm ergibt. Das heißt die charakteristische Eindringtiefe betrug

e144, k = 8,9 x 1,35 = 12 mm

Nach DAfStb-Richtlinie [4] gilt der Dichtheitsnachweis als erbracht, wenn der Stoff den Beton zu weniger als 2/3 durchdrungen hat. Die eingebrachte Bodenplatte ist mit einer Dicke von 25 cm somit als dicht im Sinne der Richtlinie zu bewerten.

3.2 Dichtheitsnachweis durch Luftprüfung

In einem zweiten Beispiel wurden, um die gute Orientierungsmöglichkeit, die mit Hilfe des Luftprüf-Verfahrens möglich wird, zu demonstrieren, insgesamt sieben Bohrkerne aus drei verschiedenen Flächen untersucht (siehe Tabelle 2). Alle Flächen waren zuvor einer Luftprüfung unterzogen worden (vgl. G.J.L. van der Wegen, 2016). [9]

Die Ergebnisse der kapillaren Absorptionsmessung während 144 Stunden mit Dieselöl sind in den untenstehenden Grafiken (Bilder 4,5,6) aufgezeigt. Nach der Absorptionsmessung wurden die Kerne aufgespalten und die Eindringtiefen visuell bestimmt.

3.2.1 Fläche I

Es wurden zwei Bohrkerne aus der Fläche I entnommen. Die Bohrkerne der Proben 1.1 und 1.2 zeigten einen überraschend hohen Gehalt an Luftporen im Beton. Es wurden Durchmesser von 1-5 mm gefunden (siehe Bild 7). Die Penetration von Dieselkraftstoff (Eindringmenge in Abhängigkeit von der Zeit) verhält sich wie in Bild 4 gezeigt. Der Probe 1.1 weist eine relativ hohe Eindringmenge in Abhängigkeit von der Zeit auf (siehe Bild 4). An der Entnahmestelle des Kerns zeigte sich bei der zuvor durchgeführten Luftprüfung eine erhöhte Blasenbildung. Diese weist auf einen Mangel in der Betonstruktur hin (vergleiche Bild 7).

3.2.2 Fläche II

Die Fläche II besteht aus Betonfertigteilelementen. Es wurden drei Betonkerne aus der Fläche entnommen. Die Betonelemente bestehen aus einer Schicht Vorsatzbeton und einer Kernbetonschicht. Die drei Proben werden mit den Nummern 2.1, 2.2 und 2.3 bezeichnet. Die Bohrstelle von Probe 2.1 zeigte bei der Luftprüfung einen Riss mit starker Schaumbildung. An der Bohrstelle von Probe 2.3 entstand eine deutliche Schaumbildung, obwohl dort zuvor kein visuell erkennbarer Mangel gefunden wurde (vgl. Bild 9). Bei der Bohrstelle der Probe 2.2 zeigte sich kaum Schaumbildung (vgl. Bild 8).

Die Dicke der Vorsatzbetonschicht beträgt zwischen 5 und 18 mm. Die Betonelemente waren zum Zeitpunkt der Prüfung seit zehn Monaten eingebaut. Die Proben 2.2 und 2.3 zeigen die in Bild 5 dargestellte Penetration von Dieselkraftstoff (Eindringmenge in Abhängigkeit von der Zeit). Bei Probe 2.1 kam es bereits zu Beginn des Penetrationsversuchs zum Durchfluss, das heißt der Dieselkraftstoff hat den Bohrkern in voller Stärke durchdrungen.

3.2.3 Fläche III

Eine vor Ort gegossene Betonfläche zeigt bei der Luftprüfung auf der gesamten Oberfläche Schaumköpfe mit sehr feinen Luftblasen (siehe Bild 10). An zwei Stellen wurden Bohrkerne (Proben 3.1 und 3.2) entnommen, um Untersuchungen bzgl. des Absorptionsverhaltens (144 Stunden mit Dieselkraftstoff) durchführen zu können. Die beiden Proben zeigten visuell keine Mängel. Es ergibt sich die in Bild 6 dargestellte Penetration von Dieselkraftstoff. Die Fläche war zum Zeitpunkt der Prüfung ein Jahr alt.

3.2.4 Zusammenfassung der Messergebnisse

Die Ergebnisse der visuellen Prüfungen sowie der Absorptionsmessungen sind in Tabelle 3 zusammengefasst. Auch die daraus ermittelte Beurteilung gemäß DAfStb-Richtlinie [4] ist dargestellt.

Tabelle 4 beschreibt die Blasenbildung der Bohrstellen bei der Luftprüfung gemäß G.J.L. van der Wegen [9] sowie die daraus abgeleitete Beurteilung und vergleicht diese mit der Beurteilung gemäß DAfStb-Richtlinie aus Tabelle 3.

3.3 Ergebnis

Als Ergebnis ist festzuhalten, dass auf Basis der oben beschriebenen Untersuchungen die folgenden Schlüsse gezogen werden können:

Bei allen Proben decken sich die Beurteilungen der Luftprüfung mit denen der Penetrationsprüfungen (DAfStB-Richtlinie).

Die Luftprüfung ermöglicht eine großflächige, schnelle und zerstörungsfreie Untersuchung der Dichtflächen.

Durch die Luftprüfung werden etwaige Undichtigkeiten genau lokalisiert und detektiert.

Durch die punktgenaue Lokalisierung von Undichtigkeiten, die durch die Luftprüfung möglich ist, kann eine effiziente, kostensparende Sanierung erfolgen.

Dichtflächen aus Beton, die bei der Luftprüfung keine oder geringe Schaumbildung zeigen, können gemäß dieser Untersuchung als flüssigkeitsdicht eingestuft werden.

Abschließend ist festzuhalten, dass die Luftprüfung eine großflächige, schnelle und zerstörungsfreie Untersuchung der Dichtflächen sowie deren Fugen, Entwässerungseinrichtungen und sonstigen Durchdringungen ermöglicht, die als orientierende Untersuchung zur Beurteilung der Dichtheit von Sekundärbarrieren herangezogen werden kann.

Envisafe Experts KG

www.envisafe-experts.de

Literatur

[1] §62 Gesetz zur Ordnung des Wasserhaushalts (Wasserhaushaltsgesetz - WHG), 31.07.2009
[2] §18 Abs.1-2 Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (AwSV), 18.04.2017
[3] DWA (Hrsg.): Arbeitsblatt DWA-A 786: Technische Regel wassergefährdender Stoffe (TRwS) - Ausführung von Dichtflächen, Hennef: DWA, 2005
[4] DAfStb (Hrsg.): DAfStb-Richtlinie Betonbau beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen (BUmwS), Berlin: Beuth, 2011
[5] DAfStb (Hrsg.): DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton, Berlin: Beuth, 2012
[6] DWA (Hrsg.): Arbeitsblatt DWA-A 781 - Tankstellen für Kraftfahrzeuge, Hennef: DWA 2018
[7] SIKB (Hrsg.): Meten vloeistofdichtheid met luchttestsysteem – Inspectie vloeistofdichtheid van bodembeschermende voozieningen met luchttestsysteem – Protocol 6704, Gouda: SIKB, 2012; (SIKB (Hrsg.): Dichtheitsprüfung mit Luftprüfsystem – Dichtflächenprüfung für Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen – Protokoll 6704, Gouda: SIKB, 2012 #
[8] K.-U. Voß, W. Berresheim: Anforderungen an Dichtflächen als Sekundärbarrieren in Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen, Neuwied: Beton 1+2 2008
[9] G.J.L. van der Wegen: Relatie luchtdichtheid en vloeistofdichtheid – Eindrapport, 2001, unveröffentlicht; (G.J.L. van der Wegen: Verhältnis zwischen Luft- und Flüssigkeitsdichtigkeit – Abschlussbericht, 2016, unveröffentlicht)
[10] F.-W. Laube, T. Pflugbeil, M. Franssen, J. Eismann: Studie zu Dichtflächen als Sekundärbarrieren in Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen - Prüfungen mit Hilfe des Lufttests, 2017, unveröffentlicht

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