Wie können Industrieböden richtig nachbehandelt werden?

Neugebaute, gewerblich genutzte Hallenböden werden vorwiegend aus Beton hergestellt. In der Regel handelt es sich um bewehrte oder unbewehrte, geglättete Betonplatten, die als direkte Nutzschicht mit mechanischer Belastung konzipiert werden. Nach dem Einbau folgt ein Glättvorgang, so dass ein hochwertiger Boden entsteht, der hohe ästhetische Ansprüche und eine hohe Dauerhaftigkeit zugleich aufweist. Damit die Herstellung gelingt, ist unter anderem ein schlüssiges Konzept zur Nachbehandlung ein wichtiger, integraler Bestandteil, der eine sorgfältige Planung erfordert. Mit dem Emcoril Compact-System der MC können Industrieböden zwischen- und endnachbehandelt werden. Was Sie dabei beachten müssen, erklären wir Ihnen im folgenden MC-Pedia-Beitrag. 

Gemäß dem Merkblatt „Industrieböden aus Beton“ des Deutschen Beton- und Bautechnikvereins ist ein Industrieboden eine Hallen- oder Freifläche aus Beton, die zur Produktion, zum Umschlagen, Lagern oder Ausstellen von Gütern dient. Industrieböden im Sinne des Merkblattes sind solche, die keine tragende oder aussteifende Funktion gemäß DIN EN 1992-1-1 übernehmen, sondern von aufgehenden tragenden Bauteilen, wie z. B. Stützen oder Sockel, durch Bewegungsfugen entkoppelt sind. Typisch für diese Böden ist, dass der Beton unbeschichtet bleibt und als direkte, mechanisch mäßig bis sehr stark beanspruchte Nutzschicht fundiert. Standardmäßig werden hohe Ansprüche an die Dauerhaftigkeit und die Ästhetik zugleich gestellt.  

Normenwerk

Industrieböden aus Beton, auch Glättbetone genannt, werden in vier Bauweisen hergestellt: als unbewehrte, stahlfaserbewehrte, betonstahlbewehrte und kombinierte (aus Betonstahl- und Stahlfaserbewehrung) Betonplatte. Im Herstellprozess wird bei der statischen Bemessung die DIN EN 1992-1 / Eurocode 2 [2] und bei der Betonzusammensetzung, die eine Dauerhaftigkeit sicherstellt, die DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 herangezogen. Hinweise zur Bauausführung können der DIN EN 13670 / DIN 1045-3 [3] entnommen werden. Weitere Angaben zum Stand der Technik im Industriebodenbau bietet das DBV-Merkblatt „Industrieböden aus Beton“. 

Eine sachkundige Planung ist für die Herstellung des geglätteten Betonbodens von großer Bedeutung. Dazu gehört die Auswahl des richtigen Betons, dessen Einbau und Nachbehandlung.

Planung

Wichtig bei der Planung und Herstellung sowie bei dem Betrieb und der Instandhaltung eines Industriebodens ist zunächst, die Bedürfnisse und Wünsche des Bauherrn bzw. der späteren Nutzer zu ermitteln. Hinweise zur Bedarfsplanung, die vor Beginn der Baumaßnahme zu beachten sind, können dem DBV-Merkblatt „Industrieböden aus Beton“ entnommen werden. Hilfestellung diesbezüglich gibt die DIN 18205 „Bedarfsplanung im Bauwesen“ sowie das DBV-Merkblatt „Qualität der Planung“.

Standardmäßig wird ein Beton in Expositionsklassen nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2 bzw. DIN EN 1992-1 auf eine geplante Nutzungsdauer von 50 Jahren bei üblicher Instandhaltung ausgerichtet. Bei Industrieböden sind jedoch i. d. R. kürzere Nutzungsdauern üblich. Es wird daher im Einzelfall entschieden, welche technischen und wirtschaftlichen Anforderungen sinnvoll sind.

Betontechnologie

Genaue Hinweise zur Auswahl und Zusammensetzung der Ausgangsstoffe (Gesteinskörnung, Zement, Zusatzstoffe, Zusatzmittel, Fasern, Wasser) sind in der DIN EN 206-1/DIN 1045-2 und im DBV-Merkblatt „Industrieböden aus Beton“ zu finden.

Für die Betonzusammensetzung sind wichtige Eckparameter im DBV-Merkblatt „Industrieböden aus Beton“ zusammengestellt. Zusätzlich sind diese mit Erfahrungswerten aus der Praxis wie folgt ergänzt:

1. Zementgehalt: Empfohlene Mengen gemäß DBV sind 320 - 360 kg/m³. Aus der mechanischen Forderung für Industrieböden der Expositionsklasse XM folgt, dass der Zementgehalt 360 kg/m³ nicht überschreiten darf.

2. Mehlkorngehalt (0-0,125 mm): Empfohlene Mengen gemäß DBV sind 360 - 400 kg/m³. Wobei der Mehlkorn- und Feinstsandgehalt (0-0,25 mm) nicht mehr als 430 kg/m³ betragen sollte. In der Praxis hat sich ein Mehlkorngehalt (0-0,125 mm) um 365 ± 10 kg/m³ bewährt.

3. Wassergehalt: Empfohlene Mengen gemäß DBV sind max. 180 kg/m³. In der Praxis werden üblicherweise 165-175 l/m³ Wasser verwendet. Höhere Wassergehalte führen zu stärkerem Bluten des Betons. Geringere Wassergehalte hingegen bluten zu wenig.

4. w/z-Wert: Empfohlene Mengen gemäß DBV sind 0,45 - 0,55. Die Praxis zeigt, dass sich aus Mehlkorn- und Wasservorgaben ein w/z-Wert um 0,5 als günstig ergibt.

5. Für Industrieböden sind der Mehlkorn- und Wassergehalt sowie das sachgerechte Einbauen wichtig, damit es nicht zu Mörtelanreicherungen an der Oberfläche kommt. Für das Einarbeiten von Hartstoff muss der Beton oben noch so feucht sein, dass der Hartstoff zielsicher eingearbeitet werden kann.

6. LP-Beton ist als Glättbeton ungeeignet, da durch die Walkbewegung beim Glätten die Luftporen in den ersten 3 mm der Betonrandzone zerstört werden. Damit ist die gewollte Mikroluft nicht mehr vorhanden, die Oberfläche ist dann nicht frost-/tausalzbeständig.

Betoneinbau

Der Einbau erfordert nicht nur betontechnologische Fachkenntnisse, sondern auch Erfahrung im Umgang mit der darauffolgenden Oberflächenbearbeitung des Betons. Ausführende Unternehmen sind in der Regel Fachbetriebe mit mehrjähriger Praxis und Kompetenz im Betonbau und beim Glätten. Beim Betonieren in einer Halle sollte die Halle idealerweise allseitig geschlossen werden, um Zugluft und damit hohe Verdunstungsraten zu vermeiden. Beim Betonieren im Freien sind Witterungseinflüsse zu berücksichtigen. Andernfalls trocknet die Betonoberfläche zu stark und erfährt Risse. Um dem entgegenzuwirken, kommen Emcoril-Compact-Produkte zum Einsatz.

Erfahrungsgemäß erfolgt der Einbau kontinuierlich ohne Unterbrechung und in nicht zu langen Streifen, so dass der nächste Streifen Beton gut „frisch in frisch“ angeschlossen werden kann.

Unmittelbar nach dem Einbau wird der Beton entlüftet (verdichtet) und auf Sollhöhe abgezogen und ein Oberflächenschluss, meist mit einer Patsche, hergestellt. Ist die Entlüftung nicht gelungen, so können sich aufsteigende Verdichtungsporen unter der beim Herstellen des Oberflächenschlusses leicht vorverdichteten Schicht anreichern, die später zu Verbundstörungen führen können.

In der Liegezeit sind die Austrocknungsverhältnisse vorzuplanen. Ist ein zu hohes Austrocknen zu erwarten, wodurch dann bei Trittfestigkeiten kein Glätten und/oder Einarbeiten von Einstreu mehr möglich ist, so kann mit einer Zwischennachbehandlung das Austrocknen an der Oberfläche reduziert werden. Das Zwischennachbehandlungsmittel muss später einglättbar sein.

Unmittelbar nach Herstellen des Oberflächenschlusses der Betonoberfläche, d.h. auf dem noch frischen Beton, wird Emcoril Compact pro als Zwischennachbehandlungsmittel und gleichzeitig Glätthilfe aufgetragen. Der Auftrag erfolgt mit handelsüblichen Drucksprühgeräten und einer Flachstrahldüse (z. B. Mesto 8002) ca. 50 cm über dem Boden. Hierbei ist zu beachten, dass das Sprühbild einen gleichmäßigen, milchig-weißen Auftrag ohne Tropfen darstellt und ausreichend Material mit der vorgegebenen Dosiermenge von 150-200 g/m² verwendet wird.  Das speziell für diesen Einsatzzweck formulierte Zwischennachbehandlungsmittel Emcoril Compact pro bildet einen Film, der die Verdunstung an der Betonoberfläche reduziert. Damit wird das Risiko, dass die Betonoberfläche zu schnell austrocknet, deutlich reduziert. 

Das Zwischennachbehandlungsmittel wirkt ausschließlich für den Zeitraum vom Einbau bis zum Erreichen der Trittfestigkeit. Diese s.g. Liegezeit beträgt i.d.R. 3 bis 5 Stunden je nach Umgebungsbedingungen und Betonzusammensetzung. Auch die Betontemperatur spielt hierbei eine große Rolle, denn sie verändert die Zeit bis zum Erreichen der Trittfestigkeit deutlich. Nachfolgend ist ein Rechenbeispiel dargestellt: nimmt man bei 20°C für das Erreichen der Trittfestigkeit eine Liegezeit von 4 h an, ergeben sich die folgenden Anhaltswerte bei anderen Temperaturen: 

Das bedeutet, dass im Sommer kürzere Zeiten bis zur Erreichung der Trittfestigkeit herrschen. Der Glättvorgang beginnt zwangsläufig früher. Im Winter hingegen ist bei kühlen Temperaturen mit sehr langen offenen Zeiten zu rechnen, auch bei Einsatz von 42,5 R-Zementen. Hier kann durch Warmbeton die Zeit bis zur Trittfestigkeit verkürzt werden. Hinweise zum Betonieren im Sommer und Winter können dem Zement-Merkblatt „Betonieren bei extremen Temperaturen“ entnommen werden.

Trittfestigkeit und maschinelles Glätten

Erforderlich für die weitere Oberflächenbearbeitung des Glättbetons ist, dass dieser möglichst früh trittfest ist und zudem leicht (ca. 0,3 - 0,5 Vol.-%) blutet. Liegen günstige Verdunstungsbedingungen vor, so schützt das Blutwasser zusammen mit dem Zwischennachbehandlungsmittel die Betonoberfläche vor vorzeitigem Austrocknen. Bei geringerem Bluten und ungünstigen Verdunstungsbedingungen reduziert das Zwischennachbehandlungsmittel die Verdunstung zusätzlich. Zum Zeitpunkt der Erreichung der Trittfestigkeit ist der Beton an der Oberfläche begehbar und muss noch ausreichend feucht sein, um den Beton maschinell glätten zu können. Bei evtl. einzuarbeitender Hartstoffeinstreuung muss der Wasserbedarf der Einstreuung an der Betonoberfläche verfügbar sein. Im Anschluss wird mit modernem Flügelglätter geglättet.

Hartstoffeinstreuung als Eventualposition

Ist eine Erhöhung des Verschleißwiderstandes gefordert, kommen Hartstoffeinstreuungen vor dem Glättvorgang zum Einsatz. Eine Hartstoffeinstreuung stellt die Möglichkeit dar, eine Oberflächenvergütung des Betonbodens vorzunehmen. Diese Oberflächenvergütung dient der Erhöhung des Verschleißwiderstandes und der Oberflächenhärte. Hierbei wird MC-Top B als Hartstoffeinstreuung gemäß DIN 1100 verwendet. MC-Top B wird auf die trittfeste Betonoberfläche mit einem Streuwagen oder mit einer teleskopgesteuerten Maschine (z. B. Topping-Spreader) verteilt und erst dann anschließend in die Oberfläche eingeglättet. Eine vollflächige Verbesserung des Verschleißwiderstands ist nur dann zu erreichen, wenn eine ausreichende Menge möglichst gleichmäßig eingestreut und eingearbeitet wird. In Abhängigkeit von der Betonzusammensetzung können zwischen ca. 4 und 5 kg/m² MC-Top B eingearbeitet werden. Die eingestreute Schichtdicke beträgt im Mittel ca. 2 mm.

Endnachbehandlung

Sobald die glättende Oberflächenbearbeitung abgeschlossen ist, ist der Betonboden wirksam vor zu schneller Austrocknung zu schützen. Die bisher eingesetzte Zwischennachbehandlung Emcoril Compact pro ist auf die Betonoberfläche eingeglättet und als schützender Film nicht mehr vorhanden. Sie dient ausschließlich zur temporären Nachbehandlung in der Liegezeit und ersetzt nicht die klassische Endnachbehandlung. Aus diesem Grund ist es notwendig nach dem Flügelglätten die gesamte Fläche endnachzubehandeln. Im System kommt darauffolgend Emcoril Compact top als Endnachbehandlung zum Einsatz.

Emcoril Compact top wird ebenfalls mit handelsüblichen Drucksprühgeräten und einer Flachstrahldüse (z. B. Mesto 8002) ca. 50 cm über dem Boden aufgesprüht. Wichtig ist hierbei zu beachten, dass das Sprühbild einen gleichmäßigen, milchig-weißen Auftrag ohne Tropfen darstellt und ausreichend Material mit der vorgegebenen Dosiermenge von 150-200 g/m² verwendet wird.

Die Nachbehandlungsdauer richtet sich nach DIN EN 13670/DIN 1045-3. Bitte beachten Sie, dass bei XM die doppelten Nachbehandlungsdauern der Tabelle 5.NA anzuwenden sind.

Gesundheit, Umwelt- und Innenraumlufthygiene 

Das Nachbehandlungssystem für Industrieböden, bestehend aus Emcoril Compact pro und Emcoril Compact top ist mit dem EMICODE-Siegel ausgezeichnet. Mittels hochempfindlicher Laboranalytik wie der Gas-Chromatographie und der Massen-Spektrometrie sind geringste Spuren flüchtiger organischer Substanzen (VOC) in der Luft geprüft. Sie erfüllen die EMICODE®- EC1PLUS Premiumklasse und somit die Obergrenze des technisch Machbaren.

Das Ergebnis

Die Verwendung von Zwischennachbehandlungsmittel als temporäre Nachbehandlung für die Liegezeit und als Glätthilfe, zugleich mit einer anschließenden Endnachbehandlung, ist bei der Herstellung von Industrieböden ein geeignetes und bewährtes Komplettsystem.

Mit dem modernen Nachbehandlungssystem Emcoril Compact und der Praxiserfahrung spezialisierter Fachunternehmen ist es technisch möglich geworden, qualitativ hochwertige Industrieböden herzustellen.