| Auch die Schweiz pflegt ein aufgeschlossenes Verständnis zum Umgang mit dem Baustoff. Wie die vielen Beispiele im Nachbarland zeigen, hat dort das kostengünstige und frei formbare Material anderen Bauweisen längst den Rang abgelaufen. Dabei kann – eine sorgfältige Planung und Ausführung vorausgesetzt – Ortbeton als Gestaltungsmittel in Parks und Gärten genau so gut wie im städtischen Kontext auf Wegen und öffentlichen Plätzen vielfältig eingesetzt werden.
Als Beispiel für die Herstellung von Ortbetonwegen wird der neu gestaltete Goldsteinpark in Bad Nauheim herangezogen, der durch unser Büro k1 Landschaftsarchitekten projektiert wurde. Planerische Aufgabenstellung war die Rahmung und Abgrenzung eines innen liegenden, von Rasenflächen dominierten Parkbereichs, der von einem extensiven Waldpark umgeben sein sollte. Als technische Anforderung war eine Befahrung auch mit Schwerlastverkehr vorgegeben. Auf Grund dieser Parameter wählten wir Ortbeton für den Wegebau unter der Berücksichtigung gestalterischer und wirtschaftlicher Aspekte.
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Betonweg im Goldstein-
park, Bad Nauheim. |
Die vorliegenden Regelwerke zum Betonflächenbau beziehen sich auf die Herstellung von Industrieböden oder den Straßenbau. Bei der Planung von Parkwegen oder Platzflächen können diese Regelwerke leicht modifiziert angewendet werden. Grundlage bilden hier die EN 206 und die nationalen Anwendungsregeln in der DIN 1045, auf denen die bautechnischen Vorgaben aufbauen. Grundsätzlich ist die Bauweise durch den Planer auf die Bedingungen vor Ort abzustimmen und anhand der aktuellen Regelwerke zu ermitteln.
Bei der Planung starrer Wegedecken ist ein besonderes Augenmerk auf die Tragfähigkeit des Untergrundes zu richten. Eine gleichförmige, ausreichend verdichtete Oberfläche des Baugrunds verhindert später auftretende Setzungs- oder Belastungsrisse. Werden die in der Richtlinie für die Standardisierung des Oberbaus von Verkehrsflächen (RStO) geforderten Werte nicht erreicht, sind Bodenverbesserungsmaßnahmen durch Bodenbewehrung, Stabilisierung oder Bodenaustausch vorzusehen. Bei ungünstigen Wasserverhältnissen verhindert eine Entwässerung des Planums die Gefahr von später auftretenden Frostschäden im Oberbau.
Der Aufbau der Tragschichten für befahrene Wegedecken orientiert sich an der RStO oder an den Vorgaben eines Baugrundgutachtens. Für die Bauklassen IV bis VI, die den Anforderungen in Grünanlagen und auf Platzflächen größtenteils genügen, ist ein einschichtiger Tragschichtaufbau aus einer Frostschutzschicht ausreichend. Für Anforderungen, die darüber hinaus gehen, ist mindestens eine zusätzliche Schottertragschicht, je nach Belastungsgrad auch eine Asphalttragschicht oder eine hydraulisch gebundene Tragschicht vorzusehen. Die Tragschichten sollten seitlich um das Maß überstehen, den der Aufbau der Schalung bedingt, da diese auf der Tragschicht aufliegt. Der Verdichtungsgrad der Tragschichten richtet sich wiederum an der zulässigen Belastung der späteren Wege aus. Für LKW mit einem zulässigen Gesamtgewicht von 30 Tonnen lässt sich bei drei Achsen eine Radlast von 50 kN ableiten. Diese Radlast erfordert ein Verformungsmodul EV2 von mindestens 100 MN/m2 und ist für die meisten Lastannahmen ausreichend. Das Verformungsmodul ist durch Plattendruckversuche auf der verdichteten Planie und der Tragschicht in einem angemessenen Raster nachzuweisen.
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| Vermörtelung des Baugrundes. |
Für unser Beispiel in Bad Nauheim haben wir stellenweise den Baugrund zur Erreichung der Verdichtung der vorgeschriebenen 45 MN/m2 Bodenstabilisierungsmaßnahmen durchführen müssen. Mit einem eingefrästen Kalk-/Zementgemisch in einem Verhältnis von 70/30 wurde der Boden nach den Vorgaben des Bodengutachters mit 20 kg/m2 unter Wasserzugabe „vermörtelt“. Das Vorhandensein von Schichtenwasser und die schlechten Bodenwerte haben dazu geführt, dass zusätzlich eine Planumsentwässerung projektiert werden musste. Für die Anforderungen der Bauklasse V war eine 35 cm starke Frostschutzschicht 0/45 als Tragschicht notwendig. In der Summe der Maßnahmen konnten dann die erforderlichen 100 MN/m2 auf der Oberfläche erreicht werden.
Zwischen Trag- und Deckschicht ist bei Schottertragschichten eine Trennschicht aus einer Polyethylen-Folie einzubauen, um ein Abwandern der Zementschlämme in die Tragschicht zu vermeiden, was wiederum das Aushärtungsverhalten des Betons negativ beeinflussen würde. In bestimmten Fällen, wie ungünstige Plattenzuschnitte, kann auch ein Gleitschicht sinnvoll sein, die die Betondecke von Spannungen im Unterbau entkoppelt. Dies ist aber nur bei ebenen Flächen sinnvoll, da im Gefälle die Platten „wandern“ würden.
Nun kann auf der verdichteten und mit einer Trennschicht versehenen Tragschicht die Schalung montiert werden. Da Betondecken nach dem Aushärten monolithisch sind ist eine Einfassung nicht erforderlich, kann aber aus gestalterischen Gründen vorgesehen werden. Bei großen Flächen können die aus dem Straßenbau bekannten Gleitschalungsfertiger eingesetzt werden, die besonders wirtschaftlich arbeiten, da eine Schalung nicht mehr benötigt wird. Im Garten- und Landschaftsbau kommt in der Regel eine Schalung im Handeinbau zum Tragen. Je nach dem, ob die Ansichtsflächen frei stehen oder mit Erdreich angefüllt werden, ist die Schalung auf die gewünschte Oberflächenqualität abzustimmen. Da der frische Beton einen hohen Druck auf die Schalung ausübt, ist eine Verbauung über den gesamten Schalungsrücken vorzusehen.
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Straßenbau mit Gleitschalungs-
fertiger.
Foto: Verein deutscher Zement-
werke |
Im Goldsteinpark musste die Schalung immer wieder nachgerichtet werden, bis die ausführende Firma spezielle Schienen als Hinterbau lieferte, die ein Ausbeulen der Schalung verhinderte. Weiterhin lässt die Qualität von Multiplexplatten als Schalungsmaterial spätestens nach der zweiten Verwendung nach, da durch die eindringende Zementschlämme Verwerfungen im Material entstehen. Geschwungene Wege stellen eine besondere Herausforderung an den Schalungsbau dar, können aber mit entsprechenden Stützvorrichtungen sauber ausgeführt werden. Für die Aussparung der späteren Phase wird am oberen Rand der Schalung eine Dreiecksleiste, möglichst aus Kunststoff, befestigt.
Nach Abschluss dieser Arbeiten kann der Beton bestellt und eingebaut werden. Grundsätzlich wird keine Armierung vorgesehen, da keine Biegezugbeanspruchungen auftreten. Entgegen der verbreiteten Baustellenpraxis sollte von einer Verwendung von Baustahlmatten abgesehen werden, um zusätzliche Fehlerquellen für spätere Mängel zu vermeiden. Eine Armierung kann dann sinnvoll sein, wenn schwierige Geometrien wie spitze Winkel vorliegen oder die Tragschichten nicht ausreichend zu verdichten sind.
Der Beton für Ortbetonwegedecken im Handeinbau besteht in der Regel aus weichem Straßenbaubeton mit Fließmitteln, bei schwierigen Einbausituationen oder frühzeitiger Belastung aus frühhochfestem Straßenbaubeton. Der Einsatz eines Fließmittels führt zu einer besseren Verteilung des Materials in der Horizontalen. Das Fließmittel (FM) wird erst auf der Baustelle in die Mischanlage des Transportfahrzeugs eingespeist. Nach Zugabe und Vermischung muss der Beton innerhalb von 30 Minuten verarbeitet werden.
Die Betonqualität ist ein wichtiges Kriterium für die Dauerhaftigkeit und sollte folgenden Ansprüchen genügen:
Druckfestigkeitsklasse: C30/37
Expositionsklasse: XF4
Konsistenzklasse: F3, Ausbreitmaß 42 bis 48 cm (FM)
Feuchteklasse: WF
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| Schalung. |
Die Stärke der Wegedecke richtet sich bei Parkwegen wiederum nach der Belastung und beträgt zwischen 14 und 20 cm. Der gelieferte Beton wird innerhalb der Schalung gleichmäßig verteilt, mit Rüttelbohlen verdichtet und im gleichen Arbeitsgang abgezogen und geglättet.
Anschließend erfolgt die Oberflächenbehandlung, die in unserem Falle aus einem Besenstrich mit einem feinen Stahlbesen bestand. Der Beton kann nur bei Temperaturen zwischen 5 und 25 Grad verarbeitet werden, wobei die Außentemperatur auf den Aushärtungsprozess Einfluss nimmt.
Da der Wassergehalt des Betons für die Reaktion zum Aushärten benötigt wird, ist die Fläche direkt nach der Einbringung des Betons sorgfältig vor Verdunstung, Regen und Frost zu schützen, um Schrumpfungsrisse zu vermeiden. Weil Folien auf der Fläche aufliegen und so bei Faltenbildung oder Wasserlast Spuren in der Betonoberfläche hinterlassen, haben sich wachsbasierte Curingmittel, die mit herkömmlichen Sprühgeräten auf der Oberfläche verteilt werden, als Verdunstungsschutz bewährt. Diese Mittel sind zusätzlich eingefärbt und ermöglichen so eine gleichmäßige Behandlung. Die Nachbehandlung sollte bei Temperaturen von 15 Grad mindestens sechs Tage und bei Temperaturen von 5 Grad mindestens zehn Tage, in Abhängigkeit der Betonzusammensetzung, betragen.
Für die Oberflächengestaltung von Ortbetondecken stehen Planern und Ausführenden bei der Auswahl von Oberflächenstruktur und Farbe des Betons vielfältige Möglichkeiten offen. Wegedecken können wie andere Betonflächen zur Erhöhung der Griffigkeit oder aus gestalterischen Gesichtspunkten nachbearbeitet werden. Nach dem Glätten, aber während des Aushärtungsprozesses, ist es möglich, mit unterschiedlichen Verfahren der Oberfläche eine Struktur zu verleihen. In unserem Fall haben wir auf der parkzugewandten Seite den Rand auf 40 cm Breite glatt abgezogen und ab dieser Linie einen feinen Besenstrich angesetzt. Besenstriche können nach Zeitpunkt, Druck und der Art des verwendeten Besens variiert werden. Weiterhin stehen die aufwändigeren Verfahren der Bearbeitung durch Scharrieren, Waschen, Strahlen oder Schleifen zur Verfügung. Durch Zusätze von Pigmenten und / oder farblich angepassten Gesteinskörnungen im Ortbeton sind auch farbige Ausführungen möglich.
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| Einbau mit Rüttelbohle. |
Zur Vermeidung von Rissbildungen und zum Ausgleich der Längenausdehnung werden bei Betondecken immer Fugen notwendig. Neben den Raumfugen an Einbauten und aufgehenden Bauteilen sowie den Tagesendfugen verhindern Scheinfugen frühzeitige Schäden. In den noch weichen Beton wird ab ca. 4 Stunden nach Einbau die Scheinfuge mit ca. 5mm Breite geschnitten. Diese gewährleistet eine kontrollierte Rissbildung. Ohne diese Maßnahme würden in kürzester Zeit Risse beim Aushärtungsprozess entstehen. Da der Schnitt im noch nicht ausgehärteten Beton dazu führt, dass einzelne Körner des Zementgemisches mit der Trennscheibe herausgerissen werden und so eine unregelmäßige Schnittlinie entsteht, ist ein zweiter, etwas breiterer Schnitt mit ca. 10mm Breite nach dem Aushärten vorzusehen, wenn eine exakte Ausführung gewünscht ist. Für unseren Wegebau im Goldsteinpark haben wir auf diesen Arbeitsgang nach der Begutachtung des ersten Schnittes verzichten können.
Tagesendfugen erhalten zur besseren Verzahnung eine Wellblechschalung, die die aufwändig herzustellenden Verbindungen aus dem Straßenbau ersetzt.
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| Fugenschnitt. |
Das Fugenbild ist ein wichtiges Gestaltungsmittel von Ortbetonflächen und kann den Charakter eines Ortes prägen. Durch die Anordnung der Fugen wird eine Fläche in Platten aufgeteilt, für die bestimmte Regeln zu beachten sind. Ausschlaggebend zur Anordnung der Fugen ist das Verhältnis der Plattengröße zu der Plattenstärke. Die Plattenabmessungen sollen dabei nicht das 25-fache der Dicke bei rechteckigen Formaten und nicht das 30-fache der Dicke bei quadratischen Formaten überschreiten. Als Regelwert können maximale Plattengrößen von 5 x 5 Metern und Wegeabschnitte von maximal 4 Metern Länge angegeben werden. Je näher Länge und Breite der Platten beieinander liegen, umso geringer ist die Neigung zur Rissbildung. Innerhalb einer Platte dürfen keine einspringenden Ecken liegen. Längs- und Querfugen sollen sich kreuzen und nicht gegenseitig versetzt sein. Fugen werden an freien Plattenformen im kleinsten Querschnitt angeordnet.
Auf einen bituminösen Fugenverguss sollte aufgrund der schlechten Verarbeitungsgenauigkeit verzichtet werden. Scheinfugen benötigen keine Fugenfüllung so dass nur für Raum- und Tagesendfugen mit Fugeneinlagen und farblich angepassten Fugenfüllstoffen spezialisierter Anbieter ein Verschluss notwendig ist. Alternativ kann die optische Erscheinung der Fugen durch das Abstreuen mit Quarzsand und ähnlichen Stoffen dem Charakter der Umgebung angepasst werden.
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Botanischer Garten Barcelona,
Beth Gali und Arriola. |
Werden höhere gestalterische Ansprüche an Betonflächen angesetzt, so können Bodenplatten nach spezifischen Anforderungen im Werk hergestellt werden. Bodenplatten sind großformatige Betonfertigteile, die zwischen flächigen Ortbetondecken und handelsüblichen Betonplatten einzuordnen sind. Die Fertigteile sind im Gegensatz zu den Ortbetonflächen bewehrt, da sie schon beim Transport Zugkräfte aufnehmen müssen. Je nach Dimensionierung können Bodenplatten sehr hohe Verkehrslasten aufnehmen. Die Herstellung beispielsweise spitzwinkliger Sonderbauformen ist durch die ohnehin notwendige Armierung möglich.
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