Wohn- und Geschäftshaus ODE

Selbstheilender Beton gegen immensen Wasserdruck im Herzen von Amsterdam

Visualisierung ODE
Das Wohn- und Geschäftshaus ODE liegt direkt am Hafen von Amsterdam. Dieser Standort bedeutet durch den Wasserdruck eine besondere Belastung für die Bodenplatte.

Das Projekt: Repräsentative Lage mit außergewöhnlichen Anforderungen

Das Wohn- und Geschäftshaus ODE liegt nahe dem Hauptbahnhof Amsterdam direkt am Hafen auf der Insel Oosterdokseiland . Das Bauunternehmen Züblin hat das repräsentative Gebäude errichtet, in das 2021 nach mehr als vier Jahren Bauzeit unter anderem die Zentrale von Booking.com einzieht. 

Eine Besonderheit des Baus ist eine Tiefgarage mit drei Stockwerken von je 10.000 m². Die Bodenplatte wird dabei mit einem Wasserdruck von etwa 10 Metern Wassersäule belastet.

Eckdaten

Ausführendes Unternehmen:Züblin
Projektleiter:Hein van Scherpenberg
Oberbauleiter:Tobias Wallner
Bauleiter:Maximilian Regler
Rauminhalt (brutto):369.000 m³
Baugrundfläche (brutto):102.000 m²
Bürofläche:65.000 m²
Wohnfläche:7.000 m²
Einzelhandelsflache:1.500 m²
Parkfläche:30.000 m²
Verwendete wba-Produkte:Krystaline 1
Krystaline Dry
Krystaline Block 

Inhaltsübersicht:

Das Problem: Risse in der Sohle durch immensen Wasserdruck

Bodenplatte vor der Behandlung

Trotz der massiven WU-Konstruktion, einer Bodenplatte in einer Stärke von 115 cm (zum Vergleich: im durchschnittlichen Einfamilienhaus ist diese 20 cm dick), bildeten sich daher in der Sohle Risse. Diese führten wiederum zu immensen Wassereinbrüchen. 

Um einen genauen Überblick der Rissbildungen zu erhalten, wurde eine Risskarte erstellt. Anschließend hat man sich dazu entschieden, die vorhandenen Risse mit der herkömmlichen Methode zu begegnen: der Injektion von Polyurethanharz (PU-Harz). In vielen Rissen und auch in den Arbeitsfugen – sowohl horizontal als auch vertikal – führte dies allerdings nicht zum gewünschten Erfolg. Stattdessen bildeten sich aufgrund des Drucks neue Risse. Die Gesamtkosten für die Rissbehandlung beliefen sich zu diesem Zeitpunkt bereits auf fast 400.000 Euro. 

Die Lösung: Selbstheilender Beton

Die Bauleitung beauftragte die wba Abdichtungssysteme GmbH, eine Lösung für das Problem des Wasserzutritts zu suchen. Schnell war klar: Dafür eignet sich das wba-eigene Produkt Krystaline 1

Dieses löst eine chemische Reaktion der nicht hydratisierten Zementpartikel aus, sobald es mit Feuchtigkeit in Berührung kommt. Dadurch entstehen Kristalle, die sich ineinander verzahnen und Hohlräume verschließen. Gelangt wieder Wasser in das Material, wird der Prozess erneut angestoßen – so entsteht ein selbstheilender Beton. 

Die Analyse: Risiko durch vorherige Behandlung mit Injektionsharz

Die Experten von wba vor Ort erkannten allerdings ein potenzielles Problem, nämlich die vorherige erfolglose Behandlung mit Polyurethanharz. Ihre Befürchtung: Die Wirkung von Krystaline 1 könnte durch das in den Rissen enthaltene Injektionsharz eingeschränkt sein. 

Schließlich bringt man mit Polyurethanharz einen künstlichen Stoff ein, der keine wirkliche Verbindung mit dem mineralischen Produkt Beton eingeht. Stattdessen härtet er unter Druck gegen die Flanken aus und verursacht dadurch eine Dichtigkeit. 

Krystaline 1 arbeitet dagegen auf der mineralischen Ebene und baut mit dem Zement an den Rissflanken CSH-Kristalle (Calciumsilicathydrat) auf. Ein Fremdkörper verursacht dabei unter Umständen das Problem, dass es nicht am mineralischen Produkt Beton andocken kann. 

Nach eingehender Analyse der Bodenplatte und dem Test an einigen Musterstellen wurde in Absprache mit der Bauleitung beschlossen, die Behandlung trotzdem anzugehen.

Die Behandlung: Einzelrisse und flächige Verarbeitung

Ausgeführt wurde die Verarbeitung von der Firma Dry Systems aus den Niederlanden. Das Team hat auf alle betroffenen Stellen der 10.000 m² großen Fläche Krystaline 1 aufgetragen. 

Ein Mitarbeiter der Firma Dry Systems verarbeitet Krystaline 1 mit dem Quast.

Einzelrisse haben sie dabei mit einem Quast gesondert bearbeitet und das Material auch über die Länge des Risses hinaus aufgebracht. Durch die Tiefenwirkung kann das Krystaline 1 ebenfalls über die Seite in den Riss gelangen und dort kristallisieren. Einige Bereiche mit zahlreichen Nebenrissen wurden dagegen flächig bearbeitet. 

Das wba-Produkt dockt sich an die bislang nicht gequollenen Zementpartikel an. Das sind bei abgetrockneten Beton etwa 40 Prozent. Um den Prozess der Behandlung stetig zu unterstützen, muss die behandelte Stelle feucht gehalten werden – man bekämpft quasi Wasser mit Wasser. 

Das Ergebnis: Kurzfristiger Erfolg und langanhaltende Wirkung

Bereits nach zwei Wochen war zu erkennen, dass sich die Risse selbstheilend zukristallisieren. Um die Wirkung zu untersuchen, wurden mehrere Bohrkerne gezogen. Das Ergebnis war dabei überzeugend. Schon nach wenigen Wochen hatten sich Kristalle bis einer Tiefe von etwa 6 cm gebildet.

Ein zur Überprüfung der Maßnahmen entnommener Bohrkern zeigt die bisherige Behandlung und die Wirkung mit Krystaline 1:

  1. Kristallbildung an der Oberfläche. Die hochaktive Schlämme wird später abgetragen (durch Kugelstrahlen der Gesamtfläche). Krystaline 1 arbeitet weiterhin wirksam im Beton.

  2. Polyurethanharz – Reste der ersten, erfolglosen Behandlung.

  3. Kristallisation des selbstheilenden Betons auch an Stellen im Material, wo Feuchtigkeit den Prozess beschleunigt (sichtbar durch weiße Punkte).

  4. Dichte, kraftschlüssige Kristallisation entlang des Risses durch Krystaline 1.

  5. Feuchtigkeit, die sich trotz PU-Harz durch den Beton nach oben schiebt.

  6. Polyurethanharz – Reste der ersten, erfolglosen Behandlung.

Inzwischen sind die Undichtigkeiten an den behandelten Bereichen im Wesentlichen beseitigt. Auch die Arbeitsfugen – sowohl in der Sohle als auch im Sohle-Wand-Bereich – sind durch den Aufbau der CSH-Kristalle druckwasserdicht abgedichtet. Die mit Harz gefüllten Risse haben sich bis auf kleinere Durchfeuchtungen ebenfalls zugesetzt. Überdies ist durch die langfristige Wirkung des Produkts von einer weiteren Verbesserung auszugehen.

Das Fazit: Der Auftraggeber will auch zukünftig auf selbstheilenden Beton setzen

90 Prozent aller Risse sind trotz nur oberflächlicher Behandlung dichtgezogen – bei Gesamtkosten von nur etwa 40.000 Euro. 

Das Ergebnis überzeugt auch Bauleiter Maximilian Regler von Züblin. „Falls ich bei einem Projekt auf ein ähnliches Problem stoße, werde ich zukünftig auch Krystaline 1 verwenden.“ 

Aufgrund des positiven Ergebnisses plant die Baufirma sogar ein internes Forschungsprojekt. Dabei soll in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung des Konzerns ein Team rund um Dr. Susanne Urban den Einsatz des CSH-Kristalle bildenden Produkts sowohl in der Betonsanierung als auch im Neubau als Betonzusatzmittel untersuchen.


Verwendete Produkte:

Bildrechtenachweis für diese Seite