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Wasserundurchlässige Stahlbetonkonstruktionen werden als „Weiße Wanne“ bezeichnet. Dabei übernimmt die Stahlbetonkonstruktion neben der tragenden Funktion auch die abdichtende Funktion, sodass keine Abdichtungsbahn notwendig ist. In diesem Sinne ergeben sich durch die Weiße Wanne Perspektiven für das Bauen im Grundwasser, andererseits können aber auch Wasserspeicher oder Schwimmbecken als Weiße Wanne ausgebildet werden.

Während Kellergeschosse im Grundwasser auf einen bestimmten Bemessungswasserstand auszulegen sind, bei dem in der Regel noch einmal 30 cm Sicherheit dazukommen, sind Schwimmbäder auf einen permanenten Wasserstand zu bemessen.

Der Begriff „wasserundurchlässiger Beton“ ist eigentlich verwirrend, weil nicht (nur) das Betonrezept wasserundurchlässig ist, sondern die Bauweise durch Fugenabdichtungen und Rissvermeidung die (mehr oder weniger) wasserundruchlässige Konstruktion ergeben. Fugen sind in diesem Sinne Bewegungsfugen, Arbeitsfugen oder Sollriss-Stellen. Hinzu kommen im Falle von Rissen Injektionen, die die Dichtheit sicherstellen. In diesem Zusammenhang sollen die wasserundurchlässigen Konstruktionen, etwa ein Schwimmbad, für die Risssanierung zugänglich sein. Ein besonderes Augenmerk ist auf Leitungen und Durchdringungen zu legen.

Darüber hinaus bietet die Injektionstechnik die Möglichkeit, Mauerwerk oder Beton durch Injektionsgele abzudichten, sodass es nicht notwendig ist, intensive Ausgrabungen bei bestehenden Bauwerken durchzuführen.

Insgesamt ergibt sich die Wasserundurchlässigkeit aus:

• der Betonqualität
• Wasserzementwert < 0,55
• dem Bewehrungskonzept
• der Fugenausbildung (Dehnfugen, Arbeitsfugen)
• der Bauteilstärke
• der Nachbehandlung

Betoneigenschaften: Um wasserundurchlässigen Beton herzustellen, werden Betonarten mit geringer Hydratationswärmeentwicklung verwendet. Überfestigkeiten im Beton sollen vermieden werden, da sich durch höhere Zugfestigkeiten auch größere Rissbreiten ergeben. Die Betonqualität sowie die Betonausführung sind strikt zu überprüfen. Insbesondere die Nachbehandlung ist wesentlich, weil sich durch die Abgabe der Hydratationswärme früher Zwang ergibt. Ebenso ist das frühzeitige Austrocknen zu verhindern. Zudem ist der Beton vor chemischen Angriffen, mechanischen Beanspruchungen und Erschütterungen zu schützen.

Früher Zwang entsteht im Beton aus durch die Abgabe der Hydratationswärme, durch Schwindprozesse oder durch die Behinderung der Verformungen durch die Schalung oder den Untergrund. Später Zwang entsteht durch Trocknungsschwinden, Temperaturänderungen (Tag / Nacht, Sommer / Winter), Setzungen im Baugrund oder Kriechverformungen.

Konstruktion: Die „perfekte“ Konstruktion, um möglichst geringe Zwängungen zu bewirken, wäre ein Kreis. Da ein Kreis häufig nicht möglich und erwünscht ist, stellt ein Quadrat eine gute Abstraktion dar. Vielfach wird es um einfache Geometrien, um Rechtecke, gehen, die über Verhältnisse Länge zu Breite von etwa 2:1 ausgehen. In diesem Sinne wird das Bauwerk gegliedert und es werden Bewegungsfugen und in weiterer Folge Arbeitsfugen gezogen, die die komplexe Geometrie in einfachere Formen aufteilen. Wie im Brückenbau ist von Festpunkten und von Bewegungsfugen auszugehen. Festpunkte ergeben sich durch Rauigkeiten einer Bodenplatte gegenüber dem Erdreich oder durch Vertiefungen und Vouten. Pfähle stellen ebenso Festpunkte dar, die bestenfalls zwängungsfrei ausgeführt werden.

Während das Detail zwischen Bodenplatte und Wand relativ unproblematisch ist, wäre der Übergang Wand zu Decke mit Bewegungsfuge zwängungsfrei auszubilden. Bodenplatten können in der Regel bis 30 Meter fugenlos ausgeführt werden.

Sollrissfugen werden durch gezielte Schwächungen des Querschnitts angeordnet, sodass sich Risse, besonders in Wänden durch frühen Zwang, einstellen, die in der Folge abgedichtet werden.

Insofern der Beton die effektive Zugfestigkeit erreicht, bilden sich Risse. Die Bewehrung kontrastiert die Zugspannungen im Beton. Entsprechend ist dann, wenn die Spannungen im Beton die Zugfestigkeiten überschreiten, die Bewehrung auf diese Spannungen auszulegen.

Im Bereich von Bauwerksfugen werden laut Sika verschiedene Prinzipien angewandt:

• Labyrinthprinzip: Verlängerung der Wasserumlaufwege durch Richtungsänderungen
• Einbettungsprinzip: Volle Einbettung und Haftung im Beton
• Anpressprinzip: Quellprofile pressen sich durch Volumenvergrößerung an
• Verfüllprinzip: Injektionsschläuche ermöglichen ein nachträgliches Verfüllen
• Klebeprinzip: Verklebung der Fuge statt Einbindung in den Beton

Fugenbleche finden im Bereich von Arbeitsfugen Anwendung. Fugenbänder können im Bereich von Arbeitsfugen oder Dehnfugen eingesetzt werden (Elastomerfugenbänder).

Im Schwimmbadbau ist der Bewehrungsgrad durch die Schwimmbadtechnik, nämlich Rinnen und Leitungen, naturgemäß hoch.

Weiters sind bei Schwimmbädern dynamische Beanspruchungen zu bedenken. Bewegungen des Wassers (Wellen, Aktivitäten) sowie Schwingungen, die sich durch die mechanischen Anlagen ergeben (Pumpen, Filtersysteme, Wellenmaschinen) sind vom Bauwerk elastisch zu entkoppeln, um akustische Beeinträchtigungen zu verhindern.

Werden Becken aus wasserundurchlässigem Beton ausgeführt (WU-Beton), sind diese mindestens 25 cm dick auszuführen mit einer Betondeckung von mindestens 5 cm und maximalen Rissweiten von 0,10 mm. Wesentlich ist, dass Boden und Wände des Schwimmbeckens in einem Guss zu betonieren sind. Die Arbeitsfugeneinteilung hat diesem Umstand Rechnung zu tragen.

Als Festigkeitsklasse des Betons gilt C25/30 bei Beckenfüllungen in Trinkwasserqualität und C35/45 bei Sole- oder Meerwasser. Der Haustechnik gilt mit Rohrdurchleitungen ein besonderes Augenmerk, wobei zu garantieren ist, dass Rohrleitungen mit Flansch und Mantelrohr ausgeführt werden.

Wasserundurchlässiger Beton: Wasserdicht bauen mit Beton

Das eigene Schwimmbad: Design und Form mit Wasser

Literatur:

[1] Michael Bonk: „Lufsky Bauwerksabdichtung“, Springer Verlag, Berlin 2010

[2] Gottfried C.O. Lohmeyer & Karsten Ebeling: „Weiße Wannen – einfach und sicher – Konstruktion und Ausführung wasserundurchlässiger Bauwerke aus Beton“, Verlag Bau + Technik, Düsseldorf 2018

[3] Andrea Borgmeister & Hand Braunreiter: „Bautechnik für Fliesen-, Platten- und Mosaikleger“, Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2011

[4] Newen Ardnt: „Schäden an Schwimmbädern“, Reihe Schadenfreies Bauen, Fraunhofer Verlag, Stuttgart 2009