Projekt 35625/01

Monitoring von Maßnahmen zur behutsamen Betoninstandsetzung von national bedeutsamen Baudenkmälern der Nachkriegsmoderne

Projektdurchführung

Hochschule RheinMain FB Architektur und Bauingenieurwesen FG Technologie der Massivbaustoffe und Massivbauerhaltung
Kurt-Schumacher-Ring 18
65197 Wiesbaden

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Viele denkmalgeschützte Baudenkmäler der Nachkriegsmoderne wurden aus Beton hergestellt. Die zur damaligen Zeit eingesetzten Betone weichen in ihren mechanischen Eigenschaften, aber insbesondere auch in ihren Dauerhaftigkeitseigenschaften, zum Teil deutlich von derzeit normgemäß eingesetzten Betonen ab. Auch die konstruktiven Anforderungen, wie beispielsweise die Höhe der Betondeckung zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit, entsprachen in vielen Fällen nicht den heutigen Anforderungen. Hieraus resultiert ein deutlich ungünstigeres Alterungs- und Korrosionsverhalten, im Vergleich zu normkonformen, aktuellen Betonen. Bei der Instandsetzung – auch von Baudenkmälern – wurden und werden i. d. R. „konventionelle Instandsetzungsmaßnahmen“ gemäß der derzeit zu beachtenden Rili-SIB und TR Instandhaltung von Betonbauwerken zur Sicherung der Dauerhaftigkeit und Standsicherheit eingesetzt. Dabei wird die Betonoberfläche häufig großflächig nach Entrosten der Bewehrung und Aufbringen eines Korrosionsschutzes durch eine neue Betonoberfläche ersetzt. Ein optischer „Mindestangleich“ an die umgebenden Betonoberflächen erfolgt häufig nur über eine entsprechende Farbgebung der gesamten Fläche. Für die Denkmalpflege bedeutet dieses Vorgehen – insbesondere bei Sichtbetonbauten – herbe Verluste, da die originale Betonoberfläche mit ihren Werkspuren als Dokument der damaligen Bautechnik verloren geht oder nicht mehr sichtbar ist. Bei der „behutsamen Betoninstandsetzung“ wird der Eingriff in die Bausubstanz minimiert. Es wird Wert auf kleinteilige Reparaturstellen gelegt und die großflächige Entfernung des originalen Betons über die geschädigten Bereiche hinaus vermieden. Im Gegensatz zur konventionellen Betoninstandsetzung verzichtet sie insbesondere bei Sichtbetonbauwerken auf den Einsatz von kunstharzgebundenen Oberflächenbeschichtungen, um einen größtmöglichen Erhalt der originalen Betonoberfläche mit ihrem architektonischen und optischen Erscheinungsbild zu bewirken. Für diese „behutsame Betoninstandsetzung“ ist eine individuelle Abstimmung der gewählten Instandsetzungsmethode und des Instandsetzungsmaterials auf das Bauwerk erforderlich. Die Instandsetzungsmaterialien sollen in ihrer Zusammensetzung, Farbigkeit und Oberflächenstruktur möglichst dem Bauwerksbeton entsprechen.

Trotz der beschriebenen Vorteile der Ansätze zur behutsamen Betoninstandsetzung stehen diese häufig in der Kritik, da
• die geringere Dichtigkeit der Instandsetzungsmörtel und -betone ein stärkeres Eindringen von Feuchtigkeit und Schadstoffen ermöglicht und damit das Risiko der Korrosion des Bewehrungsstahls erhöht,
• die Behandlung von Teilflächen das Korrosionsrisiko der unbehandelt verbleibenden Flächen nicht behebt und eine Übernahme der Gewährleistung teilweise abgelehnt wird.

Es ist daher zwingend notwendig, bei der Planung derartiger Maßnahmen das weitere Korrosionsrisiko für den verbleibenden bauzeitlichen Bestandsbeton bauteilweise abzuschätzen und gegebenenfalls durch begleitende Monitoring-Maßnahmen zu dokumentieren, um kritische Situationen frühzeitig erkennen und ggf. beheben zu können.
Die systematischen Nachuntersuchungen und das Monitoring von ausgeführten behutsamen Instandsetzungsmaßnahmen an Baudenkmälern sollen helfen, die Nachhaltigkeit dieser Instandsetzungsmethode bewerten zu können. Zum Vergleich sollen auch einige konventionelle, regelkonforme Instandsetzungsmaßnahmen untersucht werden.
Ein Hauptaugenmerk soll dabei auf zerstörungsfreie Untersuchungsmethoden liegen. Bei der Zustandsbewertung von Bauwerken haben sich in den letzten Jahren dafür neben der handnahen Untersuchung (hier visuelle Inspektion und Klopfprobe) die bildgebenden Methoden, wie Infrarotthermographie, Radar, Ultraschalltomographie, Widerstandsmessung mittels Wenner-Sonde und Impakt-Echo-Verfahren, etabliert, die auch hier Anwendung finden sollen. Durch sinnvolle Kombination dieser Methoden sollen sich die Ergebnisse gegenseitig stützen und ergänzen können und somit eine Aussage erleichtern.
Es soll untersucht werden, ob auf Basis der Untersuchungen an repräsentativen Bauteilen Aussagen zur Dauerhaftigkeit insbesondere von behutsamen Instandsetzungen abgeleitet werden können. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen zusammengefasst werden und dazu beitragen, bei Bauherren, Denkmalbehörden, Fachplanern, Industrie und ausführenden Handwerksbetrieben langfristig die Akzeptanz für die behutsamen Instandsetzungsmethoden – die Eignung im speziellen Anwendungsfall vorausgesetzt – zu erhöhen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZum Erreichen der Projektziele wurden folgende Arbeitspakete bearbeitet:
• Recherche und Festlegung der zu untersuchenden Bauwerke und Untersuchungsmethoden,
• Durchführung der Bauwerksuntersuchungen mit ergänzenden Laboruntersuchungen,
• Auswertung der Untersuchungsergebnisse und objektspezifische Bewertung,
• Objektübergreifende Auswertung und Bewertung der Untersuchungsmethoden sowie des Bauwerkszustands,
• Disseminierung der Projektergebnisse.


Ergebnisse und Diskussion

• Mit Hilfe zerstörungsfreier Mess- und Untersuchungsmethoden kann der Zustand denkmalgeschützter Sichtbetonbauwerke beurteilt werden.
• Bei fachkundiger Durchführung kann die behutsame Instandsetzung eine dauerhafte und nachhaltige Instandsetzungsmethode darstellen.
• Ein Monitoring der instandgesetzten Bereiche ist sowohl bei der Anwendung behutsamer als auch bei den konventionellen Instandsetzungsmethoden für den dauerhaften Erhalt denkmalgeschützter Sichtbetonbauwerke sinnvoll und zu empfehlen.
Weitere Details sind dem Bericht zu entnehmen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Vorträge bei Fachveranstaltungen:
• Steiner, S.; Auras, M.; Grillich, P.; Heese, C.: Dauerhaftigkeit von Instandsetzungsmaßnahmen an Denkmälern aus Beton DREIKÖNIGSTREFFEN 2023 „Konventionelle und behutsame Instandsetzung denkmalgeschützter Sichtbetonflächen“; Hochschule RheinMain; 10.01.2023
• Steiner, S.; Auras, M.; Heese, C.: Monitoring von Instandsetzungsmaßnahmen an Sichtbetonbauwer-ken der Nachkriegsmoderne – Untersuchungen an der neuen Einsegnungshalle – Hauptfriedhof Saarbrücken Forschungskolloquium „Eisenbeton – Sichtbeton – Betoninstandsetzung“ der Professur für Neuere Baudenkmalpflege; Prof. Dr. Putz (TUM) und des Instituts für Bau- und Materialforschung, Prof. Dr.-Ing. Dauberschmidt (HM); Technische Universität München/Alte Architekturbibliothek und Online; 27.02.2023
• Steiner, S.; Grillich, P.; Öztürk, T.; Auras, M.; Heese, C.: Monitoring von Sichtbetonbauwerken der Nachkriegsmoderne mit bildgebenden, zerstörungsfreien Prüfverfahren 8. Kolloquium „Erhaltung von Bauwerken – Beurteilung, Instandsetzung und Denkmalpflege von Bauwerken“; Technische Akademie Esslingen; 14. - 15.02.2023
• Steiner, S.; Auras, M.; Heese, C.: Monitoring früherer Instandsetzungsmaßnahmen an Denkmälern aus Stahlbeton Fachtagung „Betoninstandhaltung am Baudenkmal – Methoden, Materialien, Dauerhaftigkeit“; Lan-desdenkmalamt Saarland und Institut für Steinkonservierung e. V.; Sender Berus, Überherrn; 21.06. 2023 (geplant)

Veröffentlichungen:
• Steiner, S.; Grillich, P.; Öztürk, T.; Auras, M.; Heese, C.: Monitoring von Sichtbetonbauwerken der Nachkriegsmoderne mit bildgebenden, zerstörungsfreien Prüfverfahren In: 8. Kolloquium „Erhaltung von Bauwerken - Beurteilung, Instandsetzung und Denkmal-pflege von Bauwerken “, Esslingen 2023, Tagungsband (Raupach, M.; Schwamborn, B.; Wolff, L. [Hrsg.]), S. 239 - 250, ISBN: 3816985564
• Steiner, S.; Grillich, P.; Auras, M.; Heese, C.: Monitoring früherer Instandsetzungsmaßnahmen an Denkmälern aus Stahlbeton Fachtagung „Betoninstandhaltung am Baudenkmal – Methoden, Materialien, Dauerhaftigkeit“; Landesdenkmalamt Saarland und Institut für Steinkonservierung e. V.; Sender Berus, Überherrn; 21.06.2023 (geplant)


Fazit

Es konnte gezeigt werden, dass die verwendeten, im Wesentlichen zerstörungsfreien Mess- und Untersuchungsmethoden zielsicher eingesetzt werden können, um den Zustand von behutsam und konventionell instandgesetzten Baudenkmälern aus Sichtbeton zu beurteilen.
Dabei ist eine fachkundige, individuelle Festlegung der Methoden aufgrund der jeweiligen projektspezifischen Randbedingungen erforderlich.
Behutsame Instandsetzungen können lange Standzeiten erreichen, und auch nicht behandelte Bereiche bauzeitlichen Bestandsbetons können, sofern fachlich gut geplant und ausgeführt, lange schadensfrei bleiben.
Durch die Beschränkung der Instandsetzungsflächen bei der behutsamen Instandsetzung können im Vergleich zu konventionellen Methoden in wesentlichem Umfang Ressourcen eingespart werden. Darüber hinaus zeigt die Mehrheit der untersuchten Baudenkmäler, dass deren Erscheinungsbild dabei in großem Maße erhalten bleibt.