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Dipl.-Ing. Franz Josef Bilo ■ Öffentl. bestellter und vereidigter Sachverständiger für Beton/ Stahlbe- ton/Mauerwerk der Handwerkskammer zu Köln ■ Zertifizierter Sachverständiger nach DIN EN ISO/IEC 17024:2012 für

Prüfung von Baustoffen und Schäden an Gebäuden ■ Sachkundiger nach TRGS 519 Asbest ■ Mitglied des DAfStb ■ Mitglied im Verband Deutscher Beton- ingenieure e.V. (VDB) ■ Mitglied IK-Bau NRW

Prof. Dr.-Ing. Matthias M. Middel ■ Öffentl. bestellter und vereidigter Sachverständiger für das Maurer- und Betonbauer-Handwerk der Hand- werkskammer zu Köln ■ Zertifizierter Sachverständiger nach DIN EN ISO/IEC 17024:2012 für

Betontechnologie, Betonbau und Instandsetzung
Schäden an Gebäuden

Gutachterliche Stellungnahme - Beurteilung energetischer

Maßnahmen an Gebäuden

Feuchte- und Schimmelschäden
Bau- und Versicherungsschäden ■ Mitglied im Verband Deutscher Beton- ingenieure e.V. (VDB) zu orientierenden betontechnologischen Untersuchungen einer Fas- ■ Mitglied IK-Bau NRW sade ■ Honorarprofessor an der TU Dortmund

Dr.-Ing. André Glaubitt ■ Zertifizierter Sachverständiger nach DIN EN ISO/IEC 17024:2012 für Auftraggeber: Stadt Leverkusen - Schäden an Gebäuden Fachbereich Gebäudewirtschaft - Betontechnologie, Betonbau und Instandsetzung Moskauer Str. 4a

Prüfung von Baustoffen 51373 Leverkusen - Baukonstruktion ■ Zertifizierter Sachkundiger Planer für Objekt: Fassade die Instandhaltung von Betonbauteilen Landrat-Lucas-Gymnasium ■ Mitglied im Verband Deutscher Beton- ingenieure e.V. (VDB) Peter-Neuenheuser-Str. 7 ■ Mitglied der Deutschen Gesellschaft 51379 Leverkusen für Zerstörungsfreie Prüfung e.V.

Kontakt: B + M Ingenieur- und Bearbeitungsnummer: B 192213 Consultinggesellschaft mbH TechnologiePark Friedrich-Ebert-Straße 75 51429 Bergisch Gladbach Telefon: 02204 - 84 21 60 Datum: 12. Februar 2024 Telefax: 02204 - 84 21 64 info@bmingenieure.de www.bmingenieure.de Handelsregister: HRB 90830 Ausfertigung: elektronisch Steuernummer: 204/5711/2091 USt-IdNr.: DE311890169 Sitz der Gesellschaft: Bergisch Gladbach Geschäftsführer: Dieses Gutachten umfasst 47 Seiten. Dipl.-Ing. Franz Josef Bilo Prof. Dr.-Ing. Matthias M. Middel Die gutachterliche Stellungnahme darf nur vollständig vervielfältigt wer- Bankverbindung: Bensberger Bank eG den. Eine auszugsweise Veröffentlichung bedarf der Zustimmung des IBAN: DE76 3706 2124 0060 7270 15 Unterzeichners. BIC: GENODED1BGL

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B 192213 – Gutachterliche Stellungnahme zu orientierenden betontechnologischen Untersuchungen einer Fassade

Inhalt

1 Veranlassung ........................................................................................... 3 2 Gutachtenauftrag ..................................................................................... 3 3 Ortstermine am 22. Januar 2024 und 23. Januar 2024 ............................ 3 4 Feststellungen vor Ort .............................................................................. 4 5 Untersuchungsmethodik .......................................................................... 4 5.1 Ermittlung der Betondruckfestigkeiten 4 5.2 Ermittlung der Oberflächenzugfestigkeiten 4 6 Beprobungsstellen ................................................................................... 5 6.1 Fassade g (Lochfassade) 6 7 Untersuchungsergebnisse ......................................................................26 7.1 Betondruckfestigkeiten (Bohrkerne BK1 bis BK5 aus Fassade g) 26 7.1.1 Geometrische Abmessungen, Gewicht und Rohdichte der Probekörper ............................................................................................26 7.1.2 Ermittlung der Betondruckfestigkeiten .....................................................26 7.2 Oberflächenzugfestigkeiten (Bohrkerne BK1 bis BK5 aus Fassade g) 28 7.3 Betondruckfestigkeiten (Bohrkerne BK6; BK7, BK10 und BK11 aus Brüstungselementen des Verwaltungstrakts) 29 7.3.1 Geometrische Abmessungen, Gewicht und Rohdichte der Probekörper ............................................................................................29 7.3.2 Ermittlung der Betondruckfestigkeiten .....................................................29 7.4 Oberflächenzugfestigkeiten (Bohrkerne BK6; BK7, BK10 und BK11 aus Brüstungselementen des Verwaltungstrakts) 31 7.5 Betondruckfestigkeiten (Bohrkerne BK8; BK9 und BK12 aus Stützen des Verwaltungstrakts) 32 7.5.1 Geometrische Abmessungen, Gewicht und Rohdichte der Probekörper ............................................................................................32 7.5.2 Ermittlung der Betondruckfestigkeiten .....................................................32 7.6 Oberflächenzugfestigkeiten (Bohrkerne BK6; BK7, BK10 und BK11 aus Fassaden des Verwaltungstrakts) 34 7.7 Betondruckfestigkeiten (Bohrkerne BK13; BK15 und BK15 aus der Vordachkonstruktion) 35 7.7.1 Geometrische Abmessungen, Gewicht und Rohdichte der Probekörper ............................................................................................35 7.7.2 Ermittlung der Betondruckfestigkeiten .....................................................35 7.8 Oberflächenzugfestigkeiten (Bohrkerne BK13; BK15 und BK15 aus der Vordachkonstruktion) 36 7.9 Zuordnung zu Altbetonklassen 37 7.9.1 Stahlbetonbauteile Fassade g .................................................................37 7.9.2 Bohrkerne BK6; BK7, BK10 und BK11 aus Brüstungselementen des Verwaltungstrakts .............................................................................37

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B 192213 – Gutachterliche Stellungnahme zu orientierenden betontechnologischen Untersuchungen einer Fassade

7.9.3 Bohrkerne BK8; BK9 und BK12 aus Stützen des Verwaltungstrakts ...................................................................................37 7.9.4 Bohrkerne BK13; BK15 und BK15 aus der Vordachkonstruktion ............38 8 Zusammenfassung .................................................................................38 9 Literatur ..................................................................................................39 10 Anhang: Fotodokumentation der Bohrkerne ............................................40

1 Veranlassung

Die bestehende Stahlbetonfassade des Lucas-Landrat-Gymnasiums, Peter-Neu- enheuser-Str. 7, 51379 Leverkusen soll mit einer zusätzlichen hinterlüfteten Fas- sade versehen werden. Vor Montage der neuen Fassade sollen orientierende be- tontechnologische Untersuchungen durchgeführt werden, um beurteilen zu kön- nen, inwieweit eine Instandsetzung der bestehenden Stahlbetonbauteile der Fas- sade notwendig ist.

2 Gutachtenauftrag

Mit Schreiben vom 30. November 2023 beauftragte die Stadt Leverkusen, Fach- bereich Gebäudewirtschaft, Moskauer Str. 4a, 51373 Leverkusen die B+M Inge- nieur- und Consultinggesellschaft mbH, Technologiepark, Friedrich-Ebert-Str. 75, 51429 Bergisch Gladbach mit Bezug auf deren Angebot vom 20. November 2023 stichprobenartige Untersuchungen zu Betondruckfestigkeiten und Oberflächen- zugfestigkeiten an Stahlbetonfassadenteilen, Stahlbetonstützen und an der Stahl- betonvordachkonstruktion durchzuführen.

Das von der die B+M Ingenieur- und Consultinggesellschaft mbH, Technologie- park, Friedrich-Ebert-Str. 75, 51429 Bergisch Gladbach erstellte Angebot vom 21. August 2023 wurde auf Wunsch des Auftraggebers hinsichtlich des Untersu- chungsumfangs reduziert. Die Bereiche der Probestellen im beauftragten Ange- bot vom 20. November 2023 wurden durch den Auftraggeber festgelegt.

3 Ortstermine am 22. Januar 2024 und 23. Januar 2024

Im Rahmen der Ortstermine am 22. Januar 2024 und 23. Januar 2024 wurden Bohrkerne aus den Stahlbetonbauteilen (Fassadenplatten, Stützen, Binder) der Fassaden c, d, e und g entnommen. Weitere Bohrkerne wurden aus der Vor- dachkonstruktion entnommen.

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An diesen Ortsterminen nahmen teil:

■ Dr.-Ing. André Glaubitt (B + M Ingenieur- und Consultinggesellschaft mbH)

■ Dominik Meyer (Kölner Institut für Baustoffprüfung und -technologie)

■ Ilka Hurling (Kölner Institut für Baustoffprüfung und -technologie)

4 Feststellungen vor Ort

Der augenscheinliche Zustand der Stahlbetonbauteile der Fassaden und der Vor- dachkonstruktion wurden bereits im Gutachten B192213 vom 29.03.2023 festge- halten. Bei den Ortsterminen am 22.01.2024 und 23.01.2024 waren keine rele- vanten Veränderungen an den Stahlbetonbauteilen im Bereich der Probeentnah- mestellen festzustellen.

5 Untersuchungsmethodik

Aus den zu untersuchenden Fassaden und der Vordachkonstruktion wurden Bohrkerne entnommen, an denen im Labor die Betondruckfestigkeit und die Oberflächenzugfestigkeit bestimmt wurden. Anhand der Untersuchungsergeb- nisse können den Betonen aus den Untersuchungsbereichen Altbetonklassen und/oder Betondruckfestigkeitsklassen zugeordnet werden.

5.1 Ermittlung der Betondruckfestigkeiten

Zur Ermittlung der Betondruckfestigkeiten wurden an ausgewählten Stahlbeton- bauteilen Bohrkerne ( 80 mm) im Nassbohrverfahren durch das Kölner Institut für Baustoffprüfung und -technologie entnommen.

Die entnommenen Bohrkerne wurden für die weiteren Untersuchungen (Bestim- mung der Betondruckfestigkeiten, Rohdichten und Oberflächenzugfestigkeiten) an das Kölner Institut für Baustoffprüfung und -technologie übergeben.

5.2 Ermittlung der Oberflächenzugfestigkeiten

Die Oberflächenzugfestigkeit kann als Kennwert für die Beurteilung oberflächen- naher Betonschichten herangezogen werden. Die Oberflächenzugfestigkeit be- schreibt die auf eine definierte Prüffläche eines Prüfstempels bezogene, recht- winklig zur Ebene des vorbereiteten Betonuntergrundes wirkende maximale Zug- kraft, die erforderlich ist, um einen Kohäsionsbruch der Betonrandzone zu erzeu- gen.

Zur Begrenzung der Fläche wird hierfür eine kreisrunde Nut bis in den Betonun- tergrund vorgebohrt. Die Messung der Abreißfestigkeit dieser Fläche erfolgt mit Hilfe eines mit Reaktionsharz aufgeklebten Stahlstempels (Durchmesser ent- spricht der Bohrung der Ringnut, (50 mm)), der durch ein Zugprüfgerät senkrecht

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zum Untergrund abgezogen wird. Die Oberflächenzugfestigkeiten wurden im La- bor an den entnommenen Bohrkernen bestimmt. Die Oberflächen der Bohrkerne wurden vor dem Aufkleben der Stempel geschliffen und gesäubert. Eine Aus- nahme hierzu besteht bei zwei Bohrkernen der Lochfassade g, da bei diesen Bohrkernen die Oberfläche (Feinspachtel mit Beschichtung auf dem Beton) ledig- lich aufgeraut wurden bevor der Stempel aufgeklebt wurde.

6 Beprobungsstellen

In Abbildung 1 bis Abbildung 5 sind die ungefähren Lagen der Bohrkernentnah- mestellen in den Ansichtsplänen eingezeichnet.

In Abbildung 6 bis Abbildung 35 sind die Entnahmestellen fotografisch dokumen- tiert.

Im Anhang sind die entnommenen Bohrkerne abgebildet.

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6.1 Fassade g (Lochfassade)

BK2

BK3

BK1

BK4

BK5

Abbildung 1 Bohrkernentnahmestellen Fassade g

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BK6

BK8

BK7

Abbildung 2 Bohrkernentnahmestellen Fassade e

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BK9

Abbildung 3 Bohrkernentnahmestellen Fassade d

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BK11

BK12

BK10

Abbildung 4 Bohrkernentnahmestellen Fassade c

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BK13 BK14

BK15

Abbildung 5 Bohrkernentnahmestellen Vordachkonstruktion (vor Fassade c)

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Abbildung 6 Bohrkernentnahmestelle 1 (Fassade g)

Abbildung 7 Detail Bohrkernentnahmestelle 1 (Fassade g)

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Abbildung 8 Bohrkernentnahmestelle 2 (Fassade g)

Abbildung 9 Detail Bohrkernentnahmestelle 2 (Fassade g)

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Abbildung 10 Bohrkernentnahmestelle 3 (Fassade g)

Abbildung 11 Detail Bohrkernentnahmestelle 3 (Fassade g)

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Abbildung 12 Bohrkernentnahmestelle 4 (Fassade g)

Abbildung 13 Detail Bohrkernentnahmestelle 4 (Fassade g)

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Abbildung 14 Bohrkernentnahmestelle 5 (Fassade g)

Abbildung 15 Detail Bohrkernentnahmestelle 5 (Fassade g)

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B 192213 – Gutachterliche Stellungnahme zu orientierenden betontechnologischen Untersuchungen einer Fassade

Abbildung 16 Detail Bohrkernentnahmestelle 6 (Fassade e)

Abbildung 17 Detail Bohrkernentnahmestelle 6 (Fassade e)

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B 192213 – Gutachterliche Stellungnahme zu orientierenden betontechnologischen Untersuchungen einer Fassade

Abbildung 18 Bohrkernentnahmestelle 7 (Fassade e)

Abbildung 19 Detail Bohrkernentnahmestelle 7 (Fassade e)

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B 192213 – Gutachterliche Stellungnahme zu orientierenden betontechnologischen Untersuchungen einer Fassade

Abbildung 20 Bohrkernentnahmestelle 8 (Fassade e)

Abbildung 21 Detail Bohrkernentnahmestelle 8 (Fassade e)

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B 192213 – Gutachterliche Stellungnahme zu orientierenden betontechnologischen Untersuchungen einer Fassade

Abbildung 22 Detail Bohrkernentnahmestelle 9 (Fassade d)

Abbildung 23 Detail Bohrkernentnahmestelle 9 (Fassade d)

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Abbildung 24 Bohrkernentnahmestelle 10 (Fassade c)

Abbildung 25 Detail Bohrkernentnahmestelle 10 (Fassade c)

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B 192213 – Gutachterliche Stellungnahme zu orientierenden betontechnologischen Untersuchungen einer Fassade

Abbildung 26 Detail Bohrkernentnahmestelle 11 (Fassade c)

Abbildung 27 Detail Bohrkernentnahmestelle 11 (Fassade c)

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Abbildung 28 Bohrkernentnahmestelle 12 (Fassade c)

Abbildung 29 Detail Bohrkernentnahmestelle 12 (Fassade c)

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Abbildung 30 Bohrkernentnahmestelle 13 (Vordach vor Fassade a)

Abbildung 31 Detail Bohrkernentnahmestelle 13 (Vordach vor Fassade a)

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B 192213 – Gutachterliche Stellungnahme zu orientierenden betontechnologischen Untersuchungen einer Fassade

Abbildung 32 Bohrkernentnahmestelle 14 (Vordach vor Fassade a)

Abbildung 33 Detail Bohrkernentnahmestelle 14 (Vordach vor Fassade a)

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B 192213 – Gutachterliche Stellungnahme zu orientierenden betontechnologischen Untersuchungen einer Fassade

Abbildung 34 Bohrkernentnahmestelle 15 (Vordach vor Fassade a)

Abbildung 35 Detail Bohrkernentnahmestelle 15 (Vordach vor Fassade a)

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7 Untersuchungsergebnisse

7.1 Betondruckfestigkeiten (Bohrkerne BK1 bis BK5 aus Fassade g) 7.1.1 Geometrische Abmessungen, Gewicht und Rohdichte der Probekörper

Tabelle 1 Geometrische Daten, Gewicht und Rohdichte der untersuchten Bohr- kerne; Prüffläche 5.027 mm²

Werte nach dem Abgleichen der Prüfkörper

Nr. Ø Höhe* h/Ø Gewicht Roh- [mm] [mm [--] [g] dichte [kg/dm³] BK1 80 80 1,00 867,8 2,16

BK2 80 81 1,01 901,3 2,21

BK3 80 80 1,00 884,2 2,20

BK4 80 81 1,01 863,7 2,12

BK5 80 78 0,98 849,4 2,17

7.1.2 Ermittlung der Betondruckfestigkeiten

7.1.2.1 Messmethodik

Die Prüfung von Bohrkernproben aus Bauwerksbeton erfolgt nach DIN EN 12504-1 [1]. An den entnommenen Bohrkernen wurde im Kölner Institut für Baustoffprüfung und -technologie die Betondruckfestigkeit nach DIN EN 12390-3 „Prüfung von Festbeton – Teil 3: Druckfestigkeit von Probekör- pern“ [2] im lufttrockenen Zustand ermittelt.

7.1.2.2 Bruchlasten und Festigkeiten

Die an aus Bauteilen entnommenen Bohrkernen ermittelten Festigkeitswerte kön- nen entsprechend DIN EN 13791 „Bewertung der Druckfestigkeit von Beton in Bauwerken oder in Bauwerksteilen“ [3], [4] Betondruckfestigkeitsklassen nach DIN EN 206-1 [5], [6], [7] und DIN 1045-2 [8] zugeordnet werden. Hierbei darf die Druckfestigkeit eines nach DIN EN 12504-1 [1] gelagerten Probekörpers mit dem Nenndurchmesser ≥ 50 mm und ≤ 150 mm und einem h/d-Verhältnis von 1:1 der Druckfestigkeit eines bis zur Prüfung wassergelagerten Würfels mit 150 mm Kan- tenlänge gleichgesetzt werden.

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7.1.2.4 Betondruckfestigkeiten und Druckfestigkeitsklasse

Tabelle 2 Ermittelte Betondruckfestigkeiten der Bohrkernproben

Ø Druckfestig- Bruchlast Nr. [mm] keit [kN] [N/mm²] BK1 80 190,1 37,8

BK2 80 179,6 35,7 BK3 80 196,9 39,2

BK4 80 118,8 23,6

BK5 80 207,0 41,2

Der Verfasser geht davon aus, dass die entnommenen Bohrkerne aus einem be- grenzten Prüfbereich mit einem Beton mit derselben Grundgesamtheit bestehen.

Somit ergibt sich die Zuordnung der ermittelten Druckfestigkeitswerte mit folgen- den statistischen Kennwerten:

Anzahl der Bohrkerne: 5 Ansatz: Abschnitt NA.8.1 DIN EN 13791 Standardabweichung: 6,95 N/mm² Maximalwert: 41,2 N/mm² Minimalwert: 23,6 N/mm² Mittelwert: 35,5 N/mm² 0,2 x Mittelwert: 7,10 N/mm² > 6,95 N/mm² K : 0,75 3 M: 4 N/mm²

Die charakteristische Betondruckfestigkeit ergibt sich nach DIN EN 13791 [3] zu:

𝑓 ∗𝑘 𝑚(𝑛),𝑖𝑠 3 𝑓 = min{ 𝑐𝑘,𝑖𝑠 𝑓 +M 𝑖𝑠,𝑛𝑖𝑒𝑑𝑟𝑖𝑔𝑠𝑡

Daraus folgt: f = 26,6 N/mm² ck,is

Unter Berücksichtigung des Verhältnisses der Druckfestigkeit von Bauwerksbe- ton zur charakteristischen Druckfestigkeit von genormten Probekörpern ergibt sich eine Zuordnung zu der Druckfestigkeitsklasse C25/30

nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2.

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7.2 Oberflächenzugfestigkeiten (Bohrkerne BK1 bis BK5 aus Fassade g)

Tabelle 3 Ermittelte Oberflächenzugfestigkeiten an den Bohrkernproben

Oberflächen- Versagensart Nr. zugfestigkeit [N/mm²] BK1 4,3 10 % Beton / 90 % Kleber BK2 1,2 100 % Feinspachtel

BK3 3,8 20 % Beton / 80 % Kleber

BK4 1,7 90 % Beton / 10 % Kleber BK5 0,8 100 % Feinspachtel

Der Mittelwert der Oberflächenzugfestigkeiten beträgt 2,3 N/mm².

Der kleinste Einzelwert der Oberflächenzugfestigkeiten beträgt 0,8 N/mm².

Der oberflächennahe Beton ist prinzipiell für das Aufbringen von Betonersatz und Oberflächenschutzsystemen geeignet.

Hinweis:

Bei den Bohrkernen BK2 und BK5 wurde der Stempel auf der angerauten Be- schichtung aufgeklebt. Somit wurde die Haftzugfestigkeit des bestehenden Sys- tems (Betonuntergrund, Feinspachtel und Beschichtung) bestimmt. Der Abriss erfolgte jeweils in der Feinspachtelschicht.

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7.3 Betondruckfestigkeiten (Bohrkerne BK6; BK7, BK10 und BK11 aus Brüs- tungselementen des Verwaltungstrakts) 7.3.1 Geometrische Abmessungen, Gewicht und Rohdichte der Probekörper

Tabelle 4 Geometrische Daten, Gewicht und Rohdichte der untersuchten Bohr- kerne; Prüffläche 5.027 mm²

Werte nach dem Abgleichen der Prüfkörper

Nr. Ø Höhe* h/Ø Gewicht Roh- [mm] [mm [--] [g] dichte [kg/dm³] BK6 80 80 1,00 886,8 2,21

BK7 80 77 0,96 889,6 2,30 BK10 80 81 1,01 825,9 2,26

BK11 80 80 1,00 919,4 2,19

7.3.2 Ermittlung der Betondruckfestigkeiten

7.3.2.1 Messmethodik

7.3.2.2 Bruchlasten und Festigkeiten

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7.3.2.4 Betondruckfestigkeiten und Druckfestigkeitsklasse

Tabelle 5 Ermittelte Betondruckfestigkeiten der Bohrkernproben

Ø Druckfestig- Bruchlast Nr. [mm] keit [kN] [N/mm²] BK6 80 112,4 22,4

BK7 80 184,1 36,6 BK10 80 160,9 32,0

BK11 80 123,9 24,6

Der Verfasser geht davon aus, dass die entnommenen Bohrkerne aus einem be- grenzten Prüfbereich mit einem Beton mit derselben Grundgesamtheit bestehen.

Somit ergibt sich die Zuordnung der ermittelten Druckfestigkeitswerte mit folgen- den statistischen Kennwerten:

Anzahl der Bohrkerne: 4 Ansatz: Abschnitt NA.8.1 DIN EN 13791 Standardabweichung: 6,57 N/mm² Maximalwert: 36,6 N/mm² Minimalwert: 22,4 N/mm² Mittelwert: 28,9 N/mm² 0,2 x Mittelwert: 5,78 N/mm² < 6,57 N/mm² K : 2,63 n M: 4 N/mm²

Die charakteristische Betondruckfestigkeit ergibt sich nach DIN EN 13791 [3] zu:

𝑓 −𝑘 ∗s 𝑚(𝑛),𝑖𝑠 𝑛 𝑓 = min{ 𝑐𝑘,𝑖𝑠 𝑓 +M 𝑖𝑠,𝑛𝑖𝑒𝑑𝑟𝑖𝑔𝑠𝑡

Daraus folgt: f = 11,6 N/mm² ck,is

nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2.

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7.4 Oberflächenzugfestigkeiten (Bohrkerne BK6; BK7, BK10 und BK11 aus Brüstungselementen des Verwaltungstrakts)

Tabelle 6 Ermittelte Oberflächenzugfestigkeiten an den Bohrkernproben

Oberflächen- Versagensart Nr. zugfestigkeit [N/mm²] BK6 1,2 10 % Beton / 90 % Kleber BK7 2,9 100 % Feinspachtel

BK10 2,5 20 % Beton / 80 % Kleber

BK11 2,0 90 % Beton / 10 % Kleber

Der Mittelwert der Oberflächenzugfestigkeiten beträgt 2,2 N/mm².

Der kleinste Einzelwert der Oberflächenzugfestigkeiten beträgt 1,2 N/mm².

Der oberflächennahe Beton ist prinzipiell für das Aufbringen von Betonersatz und Oberflächenschutzsystemen geeignet.

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7.5 Betondruckfestigkeiten (Bohrkerne BK8; BK9 und BK12 aus Stützen des Verwaltungstrakts) 7.5.1 Geometrische Abmessungen, Gewicht und Rohdichte der Probekörper

Tabelle 7 Geometrische Daten, Gewicht und Rohdichte der untersuchten Bohr- kerne; Prüffläche 5.027 mm²

Werte nach dem Abgleichen der Prüfkörper

Nr. Ø Höhe* h/Ø Gewicht Roh- [mm] [mm [--] [g] dichte [kg/dm³] BK8 80 79 0,99 910,0 2,29

BK9 80 78 0,98 825,9 2,11 BK12 80 80 1,00 867,7 2,16

7.5.2 Ermittlung der Betondruckfestigkeiten

7.5.2.1 Messmethodik

7.5.2.2 Bruchlasten und Festigkeiten

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7.5.2.4 Betondruckfestigkeiten und Druckfestigkeitsklasse

Tabelle 8 Ermittelte Betondruckfestigkeiten der Bohrkernproben

Ø Druckfestig- Bruchlast Nr. [mm] keit [kN] [N/mm²] BK8 80 203,4 40,5

BK9 80 147,7 29,4 BK12 80 162,0 32,2

Der Verfasser geht davon aus, dass die entnommenen Bohrkerne aus einem be- grenzten Prüfbereich mit einem Beton mit derselben Grundgesamtheit bestehen.

Somit ergibt sich die Zuordnung der ermittelten Druckfestigkeitswerte mit folgen- den statistischen Kennwerten:

Anzahl der Bohrkerne: 3 Ansatz: Abschnitt NA.8.1 DIN EN 13791 Standardabweichung: 5,77 N/mm² Maximalwert: 40,5 N/mm² Minimalwert: 29,4 N/mm² Mittelwert: 34,03 N/mm² 0,2 x Mittelwert: 5,78 N/mm² < 6,81 N/mm² K : 2,63 3 M: 4 N/mm²

Die charakteristische Betondruckfestigkeit ergibt sich nach DIN EN 13791 [3] zu:

𝑓 ∗𝑘 𝑚(𝑛),𝑖𝑠 3 𝑓 = min{ 𝑐𝑘,𝑖𝑠 𝑓 +M 𝑖𝑠,𝑛𝑖𝑒𝑑𝑟𝑖𝑔𝑠𝑡

Daraus folgt: f = 23,8 N/mm² ck,is

nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2.

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7.6 Oberflächenzugfestigkeiten (Bohrkerne BK6; BK7, BK10 und BK11 aus Fas- saden des Verwaltungstrakts)

Tabelle 9 Ermittelte Oberflächenzugfestigkeiten an den Bohrkernproben

Oberflächen- Versagensart Nr. zugfestigkeit [N/mm²] BK8 2,8 100% Beton BK9 3,4 90% Beton / 10% Kleber

BK12 1,9 100% Beton

Der Mittelwert der Oberflächenzugfestigkeiten beträgt 2,7 N/mm².

Der kleinste Einzelwert der Oberflächenzugfestigkeiten beträgt 1,9 N/mm².

Der oberflächennahe Beton ist prinzipiell für das Aufbringen von Betonersatz und Oberflächenschutzsystemen geeignet.

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7.7 Betondruckfestigkeiten (Bohrkerne BK13; BK15 und BK15 aus der Vor- dachkonstruktion) 7.7.1 Geometrische Abmessungen, Gewicht und Rohdichte der Probekörper

Tabelle 10 Geometrische Daten, Gewicht und Rohdichte der untersuchten Bohr- kerne; Prüffläche 5.027 mm²

Werte nach dem Abgleichen der Prüfkörper

Nr. Ø Höhe* h/Ø Gewicht Roh- [mm] [mm [--] [g] dichte [kg/dm³] BK13 80 83 1,04 995,2 2,39

BK14 80 80 1,00 953,7 2,37 BK15 80 76 0,95 849,4 2,22

Aufgrund der in den Betonbohrkernen BK13 und BK14 vorhandenen Beweh- rungsstahlabschnitte ergeben sich rechnerisch geringfügig höhere Rohdichten des Betons.

7.7.2 Ermittlung der Betondruckfestigkeiten

7.7.2.1 Messmethodik

7.7.2.2 Bruchlasten und Festigkeiten

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7.7.2.4 Betondruckfestigkeiten und Druckfestigkeitsklasse

Tabelle 11 Ermittelte Betondruckfestigkeiten der Bohrkernproben

Ø Druckfestig- Bruchlast Nr. [mm] keit [kN] [N/mm²] BK13 80 368,0 73,2

BK14 80 260,0 51,7 BK15 80 149,7 29,8

Es kann nicht davon ausgegangen werden, dass der Beton der Stützen (BK15) und der der Deckenplatte der Vordachkonstruktion (BK13 und BK14) zu dersel- ben Grundgesamtheit gehören. Aufgrund der geringen Probenanzahl kann eine normkonforme Zuordnung zu einer Druckfestigkeitsklasse nicht erfolgen.

7.8 Oberflächenzugfestigkeiten (Bohrkerne BK13; BK15 und BK15 aus der Vor- dachkonstruktion)

Tabelle 12 Ermittelte Oberflächenzugfestigkeiten an den Bohrkernproben

Oberflächen- Versagensart Nr. zugfestigkeit [N/mm²] BK13 2,4 5% Beton / 95% Kleber

BK14 2,3 20% Beton / 80% Kleber

BK15 2,7 50% Beton / 50% Kleber

Der Mittelwert der Oberflächenzugfestigkeiten der Bohrkerne aus der Decken- platte (BK12 und BK14) beträgt 2,3 N/mm².

Der kleinste Einzelwert der Oberflächenzugfestigkeiten beträgt 2,3 N/mm².

Der oberflächennahe Beton ist prinzipiell für das Aufbringen von Betonersatz und Oberflächenschutzsystemen geeignet.

Der Einzelwert der Oberflächenzugfestigkeit des Bohrkerns aus der Stütze be- trägt 2,7 N/mm².

Der oberflächennahe Beton ist prinzipiell für das Aufbringen von Betonersatz und Oberflächenschutzsystemen geeignet.

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7.9 Zuordnung zu Altbetonklassen

Anhand der ermittelten Untersuchungsergebnisse wird der Bauwerksbeton in eine Altbetonklasse nach der Technischen Regel „Instandhaltung von Betonbau- werken“ des Deutschen Instituts für Bautechnik [9] eingeordnet (siehe Tabelle 13).

Tabelle 13 Einordnung des Altbetons [9]

7.9.1 Stahlbetonbauteile Fassade g

Der Mittelwert der Druckfestigkeiten der entnommenen Bohrkerne aus den Stüt- zen und Bindern der Fassade g (Lochfassade) beträgt 35,5 N/mm². Dies ent- spricht der Altbetonklasse A4.

Aufgrund der ermittelten Oberflächenzugfestigkeiten kann der Beton (BK1, BK3 und BK4) ebenfalls der Altbetonklasse A4 zugeordnet werden (Mittelwert der Oberflächenzugfestigkeiten von 3,2 N/mm² (Altbetonklasse A5), jedoch kleinster Einzelwert von 1,7 N/mm²).

7.9.2 Bohrkerne BK6; BK7, BK10 und BK11 aus Brüstungselementen des Verwal- tungstrakts

Der Mittelwert der Druckfestigkeiten der entnommenen Bohrkerne aus den Brüstungselementen des Verwaltungstrakts beträgt 28,9 N/mm². Dies entspricht der Altbetonklasse A3.

Die ermittelten Oberflächenzugfestigkeiten betragen im Mittel 2,2 N/mm² bei einem kleinsten Einzelwert von 1,2 N/mm². Dies entspricht der Altbetonklasse A4.

Gemäß der Technischen Regel „Instandhaltung von Betonbauwerken“ des Deut- schen Instituts für Bautechnik [9] ist für die Zuordnung zu einer Altbetonklasse die ungünstigere Untergrundeigenschaft maßgeblich. Folglich ist der Beton der Altbetonklasse A3 zuzuordnen.

7.9.3 Bohrkerne BK8; BK9 und BK12 aus Stützen des Verwaltungstrakts

Der Mittelwert der Druckfestigkeiten der entnommenen Bohrkerne aus den Brüstungselementen des Verwaltungstrakts beträgt 34,0 N/mm². Dies entspricht der Altbetonklasse A4.

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Die ermittelten Oberflächenzugfestigkeiten betragen im Mittel 2,7 N/mm² bei einem kleinsten Einzelwert von 1,9 N/mm². Dies entspricht ebenfalls der Altbe- tonklasse A4 (maßgeblich ist der kleinste Einzelwert).

7.9.4 Bohrkerne BK13; BK15 und BK15 aus der Vordachkonstruktion

Der Mittelwert der Druckfestigkeiten der entnommenen Bohrkerne aus der De- ckenplatte der Vordachkonstruktion beträgt 62,5 N/mm². Dies entspricht der Alt- betonklasse A4.

Aufgrund der ermittelten Oberflächenzugfestigkeiten kann der Beton ebenfalls der Altbetonklasse A4 zugeordnet werden (Mittelwert der Oberflächenzugfestig- keiten von 2,3 N/mm² und kleinster Einzelwert von 2,3 N/mm²).

Die Druckfestigkeit des entnommenen Bohrkerns aus einer der Stützen der Vor- dachkonstruktion beträgt 29,8 N/mm². Da es sich hierbei um einen Einzelwert handelt, kann keine gesicherte Aussage zur Altbetonklasse getroffen werden.

Die an dem entnommenen Bohrkern ermittelte Oberflächenzugfestigkeit beträgt 2,7 N/mm². Da es sich hierbei um einen Einzelwert handelt, kann keine gesi- cherte Aussage zur Altbetonklasse getroffen werden.

Der oberflächennahe Beton der Stütze ist prinzipiell für das Aufbringen von Beto- nersatz und Oberflächenschutzsystemen geeignet.

8 Zusammenfassung

Die Ergebnisse der an den Stahlbetonbauteilen der Fassaden des Landrat- Lucas-Gymnasiums, Peter-Neuenheuser-Str. 7, 51379 Leverkusen stichproben- artig durchgeführten Untersuchungen lassen sich wie folgt zusammenfassen:

■ Die Betone in den untersuchten Bereichen sind prinzipiell für das Aufbrin- gen von Betonersatz und Oberflächenschutzsystemen geeignet.

■ Die Abschätzung der Druckfestigkeit des Betons für die baustatische Be- wertung ergab folgende Ergebnisse:

Der Beton der Lochfassade (g) wurde der Betondruckfestigkeitsklasse C25/30 zugeordnet.

Der Beton der Brüstungselemente des Verwaltungstrakts wurde der Beton- druckfestigkeitsklasse C8/10 zugeordnet.

Der Beton der Stützen des Verwaltungstrakts wurde der Betondruckfestig- keitsklasse C20/25 zugeordnet.

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9 Literatur

[1] DIN Deutsches Institut für Normung e. V, DIN EN 12504-1:2021-02 - Prüfung von Beton in Bauwerken – Teil 1: Bohrkernproben – Herstellung, Untersuchung und Prüfung der Druckfestigkeit, Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2021. [2] DIN Deutsches Institut für Normung e. V., DIN EN 12390-3:2019-10 Prüfung von Festbeton - Teil 3: Druckfestigkeit von Probekörpern; Deutsche Fassung EN 12390-3:2019, Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2019. [3] DIN Deutsches Institut für Normung e. V., DIN EN 13791:2020-02 - Bewertung der Druckfestigkeit von Beton in Bauwerken oder in Bauwerksteilen, Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2020. [4] DIN Deutsches Institut für Normung e. V., DIN EN 13791/A20:2022-04 - Bewertung der Druckfestigkeit von Beton in Bauwerken und in Bauwerksteilen; Änderung A20, Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2022. [5] DIN Deutsches Institut für Normung e.V., DIN EN 206-1:2001-07 - Beton - Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität, Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2001. [6] DIN Deutsches Institut für Normung e. V., DIN EN 206-1/A1:2004-10 Beton - Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität; Deutsche Fassung EN 206-1:2000/A1:2004, Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2004. [7] DIN Deutsches Institut für Normung e. V., DIN EN 206-1/A2:2005-09 Beton - Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität; Deutsche Fassung EN 206-1:2000/A2:2005, Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2005. [8] DIN Deutsches Institut für Normung e. V., DIN 1045-2:2008-08 - Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton – Teil 2: Beton – Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität – Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1, Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2008. [9] Deutsches Institut für Bautechnik, Technische Regel "Instandhaltung von Betonbauwerken", Berlin, 2020.

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10 Anhang: Fotodokumentation der Bohrkerne

Abbildung 36 BK1

Abbildung 37 BK2

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Abbildung 38 BK3

Abbildung 39 BK4

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Abbildung 40 BK5

Abbildung 41 BK6

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Abbildung 42 BK7

Abbildung 43 BK8

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Abbildung 44 BK9

Abbildung 45 BK10

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Abbildung 46 BK11

Abbildung 47 BK12

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Abbildung 48 BK13

Abbildung 49 BK14

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Abbildung 50 BK15

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Dr.-Ing. André Glaubitt gesehen: Prof. Dr.-Ing. Matthias M. Middel

Zertifizierter Sachkundiger Planer für die Instandhaltung von Betonbauteilen Urkundennummer: GP-000024/19 (Ausbildungsbeirat Sachkundiger Planer beim Deutschen Institut für Prüfung und Überwachung e. V.))

Gemäß DIN EN ISO/IEC 17024:2012 Personenzertifizierter Sachverständiger für Schäden an Ge- bäuden (Euro-Zert); Zusatzqualifikationen: Betontechnologie, Betonbau und Instandsetzung, Prü- fung von Baustoffen, Baukonstruktion Zertifikatsnummer: ZN-2023-17-10-2253 (Zertifizierungsstelle: SVG office GmbH, Schwerte)

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2024-02-12 B 192213- Gutachten Bohrkerne.pdf

Gutachterliche Stellungnahme - Beurteilung energetischer