Arbeitsanweisung: Errichtung von monolithischen Stahlbetonwänden und -decken in großflächiger Aluminiumschalung
Materialien
- Transportbeton (internationale Klasse C20/25 - C25/30, Konsistenz S3-S4 / Setzmaß 100-220 mm)
- Räumliche und ebene Bewehrungskörbe (Stabdurchmesser 12-14 mm)
- Bewehrungsnetze/Baustahlgewebe (eben, Typ C-14, C-15, C-16)
- Modulare Schalelemente der Aluminiumschalung (Schalhaut - 18 mm beschichtetes Sperrholz)
- Kunststoff-Abstandhalter für die Betondeckung (für Wände und Decken)
- Trennmittel-Emulsion (Schalöl) für die Behandlung der Schalhäute
- Rödeldraht (zum Binden der Bewehrungskörbe)
Ausrüstung
- Turmdrehkran (Tragfähigkeit 5 t, maximale Ausladung 20 m)
- Autobetonpumpe mit Verteilermast (Reichweite: horizontal 19 m, vertikal 22 m)
- Fahrmischer (Betonmischer) mit einem geometrischen Trommelvolumen ab 6,1 m³
- Elektromechanischer Innenrüttler (Flaschenlänge 440 mm, Gewicht ca. 15 kg)
- Schwenkbarer Betonkübel (Fassungsvermögen 1,0 m³, mit Segmentverschluss und seitlichem Auslauf)
- Schweißtransformator (Netzspannung 220/380 V)
- Fahrbarer Kompressor (Nennleistung 32 kW, zur Druckluftversorgung)
- Pneumatischer Farbdruckbehälter (Fassungsvermögen 20 l, zum Auftragen von Schalöl)
1. Anwendungsbereich und konstruktive Lösungen
Die Arbeitsanweisung wurde für die Errichtung von monolithischen Stahlbetonkonstruktionen (Wände und Decken) in den Regelgeschossen von Wohn- und öffentlichen Gebäuden entwickelt. Als Referenzmodell dient ein vierstöckiger Block mit den Achsmaßen 33,6 x 13,2 m. Das Tragwerk des Gebäudes ruht auf monolithischen Streifenfundamenten. Geplante Bauteildicken: tragende Außenwände — 500 mm, Innenwände — 220 mm, Geschossdecken — 160 mm. Für das Betonieren wird Transportbeton der internationalen Klassen C20/25 – C25/30 verwendet.
Als technologische Hauptausrüstung dient eine modulare Großflächenschalung aus leichten Aluminiumlegierungen. Der Rahmen der Schalelemente besteht aus extrudiertem Aluminiumprofil, die Schalhaut aus 18 mm dicker, beschichteter Sperrholzplatte. Die Vereinheitlichung der Schlossverbindungen ermöglicht das Kuppeln der Elemente mit Systemen führender globaler Hersteller. Die Deckenschalung besteht aus Längs- (Höhe 160 mm) und Querträgern (140 mm), Stützrahmen mit 1,2 m Breite, Teleskopstützen mit Spindelköpfen und Kreuzköpfen.
Die Arbeiten werden in der Sommerperiode bei Plusgraden im Einschichtbetrieb durchgeführt. Sinkt die Tagesdurchschnittstemperatur unter +5 °C, ist der Prozess mit der Einführung von Winterbaumaßnahmen (Elektroerwärmung, Verwendung von Frostschutzmitteln, Abdeckung mit Thermomatten) gemäß den geltenden normativen Anforderungen für Betonarbeiten (analog zu EN 13670) anzupassen.
- Analyse der Projektunterlagen und Überprüfung der Gebäudeabmessungen (in den Achsen 33,6 x 13,2 m).
- Freigabe der Spezifikationen für modulare Aluminium-Schalelemente, Befestigungsmittel (Richtstützen, Schalungsschlösser, Ankerstäbe) und Sperrholzschalhaut (18 mm).
- Planung des Lieferplans für den Transportbeton (empfohlene Klasse C25/30) und Betonstahl zur Baustelle.
2. Vorbereitende Arbeiten und Lagerung
Vor Beginn der Hauptmontage im Betonierabschnitt müssen alle organisatorisch-technischen Maßnahmen abgeschlossen sein. Es erfolgt die geodätische Absteckung der Achsen mit Übertragung der Wandhöhen auf die Decke. Die Oberfläche des Untergrundes wird nivelliert und von Bauschutt sowie Zementschlämme gereinigt. Die Aufstellkontur der Schalelemente wird mit dauerhafter Farbe markiert, wobei Risse die Arbeitsposition der Schalung fixieren.
Die Schalungssysteme werden im voll einsatzfähigen Zustand auf die Baustelle geliefert, ohne dass eine Nachbearbeitung erforderlich ist. Die Elemente werden im Arbeitsbereich des Turmdrehkrans (Tragfähigkeit ab 5 t, Ausladung mindestens 20 m) platziert. Die Lagerung erfolgt auf ebenen Flächen unter einem Vordach, um atmosphärische Korrosion und Schäden an den Sperrholzplatten zu vermeiden.
Die Schalelemente werden in Stapeln von maximal 1,0–1,2 m Höhe gelagert, wobei zwingend Zwischenhölzer zwischen den Lagen zu verwenden sind. Kleinteile (Exzenterschlösser, Muttern, Unterlegscheiben, Konsolen) werden nach Typ und Größe sortiert in inventarmäßigen Metall- oder Holzkisten gelagert. Das Schalungssystem muss vor jedem Einsatz mit einem speziellen Trennmittel behandelt werden.
- Reinigung der Oberfläche der zuvor betonierten Decke von Bauschutt und Zementschlämme.
- Geodätische Absteckung der Achsen mit dauerhafter Farbmarkierung der Konturen der zukünftigen Wände.
- Annahme und Sortierung der Schalungselemente: Stapelung der Schalelemente auf Zwischenhölzern (Stapelhöhe bis 1,2 m).
3. Schalungsarbeiten
Die Montage der Großflächenschalung beginnt mit dem Verlegen von Führungslatten entlang der Bauteilkontur. Die Innenkante der Latte wird exakt auf die Außenkante der zukünftigen monolithischen Wand ausgerichtet. Nach dem Ausrichten der Latten werden die linearen (Abmessungen bis zu 3,0 x 2,4 m) und winkligen Schalelemente per Turmdrehkran herangeführt. Die Verbindung benachbarter Elemente erfolgt mit Exzenterschlössern an der Außenfläche des Profils, die für eine dichte Fuge und Steifigkeit der Konstruktion sorgen.
Die Errichtung der Wandschalung erfolgt in zwei Phasen: Zunächst wird die Außenseite der Wand über die gesamte Geschosshöhe montiert. Nach der Installation, dem Binden und der kommissionellen Abnahme der Bewehrungskörbe wird die gegenüberliegende (innere) Seite der Schalung montiert, wobei Schalungsanker und PVC-Schutzrohre eingesetzt werden. Die Schalelemente der oberen Lage werden unter Verwendung von mehrstöckigen Arbeitsgerüsten montiert. Die Ausrichtung in die Vertikale erfolgt über Richtstützen mit Spindeln.
Die Deckenschalung wird aus Stützrahmen (Breite 1,2 m) und Teleskopstützen mit Kreuzköpfen zusammengebaut, auf die Längsträger (h = 160 mm) und Querträger (h = 140 mm) aufgelegt werden. Über der Trägerlage wird beschichtetes Sperrholz verlegt. Die Demontage der Systeme ist erst zulässig, wenn der Beton die normgerechte Ausschalfrühfestigkeit erreicht hat. Das Ablösen der Schalelemente von der Betonoberfläche erfolgt mit integrierten Schraubenspindeln; der Einsatz von Krantechnik zum Abreißen der Schalung ist strengstens verboten.
- Montage von Führungslatten entlang der Kontur des zu betonierenden Bauteils.
- Aufstellen der Schalelemente auf einer Wandseite über die gesamte Geschosshöhe und deren Fixierung mit Richtstützen.
- Montage der gegenüberliegenden Schalungsseite nach dem Bewehrungseinbau, Verbindung der Schalelemente mit Schalungsankern.
- Aufbau der Deckenschalung: Aufstellen der Stützrahmen, Verlegen der Träger (160 mm und 140 mm) und Auslegen des Sperrholzes.
- Demontage unter Verwendung von Spindelhubgetrieben zum schonenden Ablösen des Schalelements vom Beton.
4. Bewehrungsarbeiten
Bewehrungselemente (ebene und räumliche Bewehrungskörbe, Bewehrungsnetze C-14...C-16, Einzelstäbe mit einem Durchmesser von 12–14 mm) werden vom Turmdrehkran in den Montagebereich gehoben. Elemente mit einem Gewicht von bis zu 50 kg können manuell montiert werden. Räumliche Bewehrungskörbe werden zur Vermeidung von Verformungen mit provisorischen Holzaussteifungen transportiert. Der Zusammenbau vormontierter Baugruppen erfolgt mit Montageschablonen.
Vor der Installation der Bewehrungskörbe wird der Stababstand mit Kreide auf der Schalungsoberfläche markiert. Zur vorübergehenden Fixierung der Bewehrung in vertikaler Position werden Schraubzwingen verwendet. Die Einhaltung der geplanten Betondeckung (Abstand zwischen Bewehrung und Schalhaut) wird durch den Einbau von Kunststoff-Abstandhaltern mit einem Raster von 1,0–1,2 m für vertikale Konstruktionen und 0,8–1,0 m für Deckenplatten erreicht.
Das Verbinden vertikaler und horizontaler Elemente der Arbeitsbewehrung erfolgt hauptsächlich durch Rödeldraht oder Lichtbogenschweißen (unter Einhaltung der Anforderungen der ISO 17660). Der fertiggestellte Bewehrungskorb muss vor Beginn der Betonage zwingend einer messtechnischen Kontrolle (Überprüfung von Durchmessern, Abständen, Geometrie) unterzogen werden, worüber ein Abnahmeprotokoll für verdeckte Arbeiten zu erstellen ist.
- Reinigung der Bewehrungsstäbe von Rost und Schmutz; Überprüfung der Übereinstimmung von Durchmessern (12-14 mm) und Bewehrungsklassen mit dem Projekt.
- Kreidemarkierung des Verlegeabstands der Bewehrungsnetze und -körbe auf der bereits montierten Schalungsseite.
- Montage der Bewehrungselemente unter Verwendung von Schraubzwingen zur temporären Fixierung und Schweißen/Rödeln der Stöße.
- Anbringen von Kunststoff-Abstandhaltern zur Sicherstellung der Betondeckung (Abstand 1,0-1,2 m für Wände, 0,8-1,0 m für Decken).
5. Einbringen und Verdichten des Betons
Die Lieferung von Transportbeton zur Baustelle erfolgt durch Fahrmischer mit einem Trommelvolumen ab 6,1 m³. Das Einbringen des Betons in das Bauteil erfolgt durch zwei Methoden: entweder mit einer Autobetonpumpe (Reichweite horizontal 19 m, vertikal 22 m) oder mit dem Turmdrehkran in schwenkbaren Betonierbomben (Kübelsysteme) mit 1,0 m³ Fassungsvermögen und Segmentverschluss. Für die Betonpumpe ist ein Beton mit einem Ausbreitmaß (Konsistenz) von 100–220 mm (Klasse S3-S4 nach EN 206/ISO 22966) erforderlich, um Entmischung und Verstopfungen in der Förderleitung zu vermeiden.
Das Betonieren der Wände erfolgt in Abschnitten zwischen technologischen Fugen oder Türöffnungen. Der Beton wird in horizontalen Schichten von 30–40 cm Dicke eingebracht. Das Intervall zwischen dem Einbringen aufeinanderfolgender Schichten muss 40 Minuten bis 2 Stunden betragen (vor Beginn des Erstarrens der vorherigen Schicht). Die Verdichtung erfolgt mit Innenrüttlern mit einer Flaschenlänge von 440 mm. Der Rüttler muss 5–10 cm in die zuvor eingebrachte Schicht eindringen, um eine monolithische Verbindung zu gewährleisten. Der Versatzabstand des Rüttlers darf den 1,5-fachen Wirkungsradius nicht überschreiten.
Die Beendigung des Rüttelvorgangs an einer Position ist durch das Einstellen des Absinkens der Mischung und das Austreten von Zementschlämme an der Oberfläche gekennzeichnet. Ein Berühren der Bewehrung und der Schalhäute mit dem Rüttler ist unzulässig, um eine Verschiebung der Bewehrungskörbe und eine Beschädigung des Sperrholzes zu vermeiden. In den Ecken der Konstruktion ist zusätzliches Stochern erforderlich. Das Begehen der betonierten Decken ist erst nach Erreichen einer Druckfestigkeit von mindestens 1,5 MPa (15 kg/cm²) gestattet.
- Funktionsprüfung der Ausrüstung (Betonpumpe, Kran, Innenrüttler) und Abnahme der verdeckten Arbeiten.
- Förderung des Betons (Konsistenz 100-220 mm) und schichtweiser Einbau mit einer Dicke von 30-40 cm.
- Verdichten des Betons mit Innenrüttlern bei einem Eintauchen der Rüttelflasche um 5-10 cm in die untere Schicht.
- Langsames Herausziehen des Rüttlers (ohne Ausschalten des Motors), um Hohlräume zu schließen.
- Sicherstellung der Feuchtnachbehandlung des frisch eingebrachten Betons und Schutz vor mechanischen Beschädigungen.
6. Qualitätskontrolle und Toleranzen
Eine umfassende prozessbegleitende Kontrolle erfolgt in jeder Bauphase. Vor dem Betonieren wird die Verschiebung der Schalungsachsen überprüft — die Toleranz beträgt maximal 8 mm. Die Abweichung der Schalungsebene von der Vertikalen darf über die gesamte Geschosshöhe 20 mm nicht überschreiten. Die messtechnische Ausstattung für die Kontrolle umfasst Messschieber, Wasserwaagen, Nivelliergeräte und Theodolite.
Die Toleranzen bei der Bewehrung sind streng reglementiert: Die Verschiebung von Bewehrungsstäben darf 1/5 des größten Durchmessers des montierten Stabes nicht überschreiten. Für die Betondeckung gilt: Bei einer Solldicke von mehr als 15 mm ist eine Abweichung von ±15 mm zulässig (sofern örtliche Bauvorschriften nichts anderes bestimmen), bei einer Dicke von 15 mm und weniger streng ±3 mm. Die Achsabweichung vertikaler Bewehrungskörbe ist auf 5 mm begrenzt.
Die Qualität des Transportbetons wird durch das Baustofflabor überwacht. Bei der Annahme auf der Baustelle werden die Konsistenz (Setzmaß 100–220 mm) und die Temperatur des Betons gemessen. Während des Betonierens erfolgt eine visuelle Kontrolle der Verdichtung (durch das Ausbleiben aufsteigender Luftblasen). Obligatorisch ist die Entnahme von Probewürfeln für Laborprüfungen der Druckfestigkeit nach 7 und 28 Tagen.
- Messtechnische Überprüfung der Abweichungen der Wandschalung aus der Vertikalen (Toleranz 20 mm).
- Kontrolle der Betondeckung mit einem Maßstab (Toleranz ±3 mm für Schichtdicke ≤ 15 mm).
- Durchführung der Setzmaßprüfung für jede Betoncharge vor dem Fördern mit der Betonpumpe.
- Entnahme von Betonprobewürfeln für Druckfestigkeitsprüfungen im Labor.
7. Arbeitsorganisation und Kolonnenzusammensetzung
Die Effizienz des Prozesses wird durch eine klare Arbeitsteilung und die Einhaltung von Qualifikationsanforderungen gewährleistet. Die Montage- und Demontagearbeiten der Schalung werden von einer spezialisierten Kolonne aus vier Personen durchgeführt: ein Monteur der 4. Qualifikationsstufe, einer der 3. Stufe und zwei Anschläger der 2. Stufe. Diese Kolonne ist für das Aufstellen der Schalelemente, ihr Ausrichten, das Befestigen und die anschließende Demontage mit Reinigung verantwortlich.
Bewehrungsarbeiten werden einer Kolonne aus sechs Personen übertragen: einem Eisenflechter der 6. Stufe (Vorarbeiter), vier Eisenflechtern der 5. Stufe und einem Elektroschweißer. Die hohe Qualifikation ist aufgrund der erforderlichen präzisen räumlichen Fixierung komplexer Knotenpunkte und der Ausführung anspruchsvoller Schweißverbindungen erforderlich.
Betonierarbeiten werden abhängig von der Einbaumethode durchgeführt. Bei Verwendung eines Turmdrehkrans und schwenkbarer Betonkübel wird eine Kolonne von fünf Betonbauern für die Annahme, Verteilung und Rüttelverdichtung des Betons benötigt. Bei der Förderung mit einer Autobetonpumpe wird die Kolonne auf drei Personen optimiert: Pumpenmaschinist, Hilfsarbeiter (Bedienung des Endschlauchs am Verteilermast) und ein Betonbauer, der den Innenrüttler bedient.
- Sicherheitsunterweisung der Kolonnen vor Schichtbeginn (mit Ausstellung von Arbeitsfreigabescheinen für Höhenarbeiten).
- Aufgabenverteilung: Monteure — Anschlagen und Ausrichten der Schalelemente; Eisenflechter — Rödeln der Netze; Betonbauer — Annahme und Verdichten des Betons.
- Bereitstellung von PSA für die Arbeiter: Schutzhelme, Auffanggurte, Gummihandschuhe und Gummistiefel (für Betonbauer).