Fachwissen zu diesem Thema

Mehr über Ausführung einer Gebäudeabdichtung als Braune Wanne

Bei der Braunen Wanne handelt es sich im Bauwesen um ein Flächen-Abdichtungssystem, das im erdberührten Bereich additiv zu einer Tragkonstruktion aus WU-Beton wirkt. Beide Komponenten, sowohl die außen liegende Abdichtungsschicht als auch die Wasserundurchlässigkeit des WU-Betons, gewährleisten dabei gemeinsam die sichere Bauteilabdichtung. Die Kosten einer braunen Wanne liegen in der Regel zwischen denen einer Weißen und denen einer Schwarzen Wanne.

Die Technologie der Braunen Wanne wird überwiegend im Tief-, Erd- und Tunnelbau angewendet, aber zunehmend auch im Kellerbereich von Hochbauten eingesetzt. Sie eignet sich zur Abdichtung von erdberührten Bauteilen, die insbesondere gegen aufstauendes Sickerwasser und drückendes Grundwasser zu sichern sind.

Die abdichtende Wirkung der Braunen Wanne basiert in großem Maß auf der Quellwirkung des natürlichen Materials Bentonit, das in Granulatform in Bahnen aus Geotextil unverschieblich eingebaut ist. Im Idealfall entfaltet sich eine Verbundwirkung der Bentonitmatte mit dem Frischbeton über Vernadelung oder über Textilfasern, die direkt in den Beton einbinden. Die Tragkonstruktion wird auf diese Weise fest mit der Bentonitmatte verbunden. Durch den Kontakt mit Feuchtigkeit nimmt Bentonit das 5- bis 7-fache an Flüssigkeit auf und quillt dabei auf das 12- bis 15-fache seines ursprünglichen Volumens auf. Bei ausreichend Anpressdruck kann sich die abdichtende Wirkung des Materials voll entfalten und ein Hinterlaufen verhindert werden. Die Bentonit-Abdichtung funktioniert daher nur bei ausreichender Auflast (z.B. unter Bodenplatten) bzw. ausreichendem Erddruck (z.B. an verfüllten Kellerwänden). Die Braune Wanne kann daher auch nicht bis zur Geländeoberkante hochgeführt werden (s. auch „Anpressdruck“ im Abschnitt Ausführung), sondern erfordert in diesem Bereich immer eine alternative Abdichtung, z.B. als Schwarze Wanne.

Hinweise zur Planung

Material: Bentonite sind natürliche Tonminerale, die aus Verwitterung von Vulkanasche entstanden sind. Sie werden im Bauwesen in Form von Natriumbentoniten zu Abdichtungszwecken eingesetzt. Das Material zeichnet sich durch eine hohe Quellfähigkeit aus.  Sobald es mit Feuchtigkeit in Berührung kommt, dichtet das Material durch den auftretenden Quelldruck ab. Der Durchlässigkeitsbeiwert der zur Bauwerksabdichtung in Mattenform verwendeten Bentonite liegt bei Einbau im Bereich von Kf = 5 x 10-11 m/s oder geringer. Die Hydratisierung bleibt auch bei Austrocknung der  direkten Umgebung (z.B. des Erdreichs) bestehen.

Selbstheilungseffekt: Der anhaltende Quelldruck bewirkt einen gewissen Selbstheilungseffekt des Materials, auch nach dessen Einbau und Aktivierung. Das bedeutet, dass sich kleine Beschädigungen, z.B. durch den Kontakt mit spitzen Gegenständen, ohne Ausbesserungsarbeiten wieder von selbst verschließen.

Regelwerke: Bentonithaltige Produkte zur flächigen Gebäudeabdichtung sind im deutschen Normensystem noch ungeregelt. Bentonitmatten wurden allerdings als zusätzliche Abdichtungsmaßnahme bei Bauteilen, die einen hohen Wassereindringwiderstand haben, in die Bauregelliste Teil C, aufgenommen. Da die Braune Wanne als eine Verbundbauweise aus WU-Beton und Bentonitmatten eingeordnet wird, fällt sie im deutschen Raum auch in den Bereich der DAfStb-Richtlinie, auch WU-Richtlinie genannt. Bei dieser Auslegung ist eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung nicht zwingend erforderlich.

Wirtschaftlichkeit: Da die Braune Wanne als „doppelte“ Abdichtung funktioniert, primär als Bentonit-, sekundär als WU-Abdichtung, kann in bestimmten Fällen und in Abhängigkeit vom jeweiligen Lastfall der Wassereinwirkung, die Rissbreitenbeschränkung für den WU-Beton reduziert werden, der ansonsten Weiße Wannen als alleinige Abdichtungsmaßnahmen unterliegen. Das bedeutet, dass in Absprache mit dem Tragwerksplaner größere Rissbreiten des WU-Betons in Kauf genommen werden können, da die vorgelagerte Bentonitabdichtung auftretende Risse bis zu einer Breite von ca. 0,3 mm abdichten kann. So kann die Bewehrung des WU-Betons reduziert werden, was neben wirtschaftlichen Vorteilen auch die mechanische Verdichtung des Betons erleichtert und damit dessen Qualität erhöht.

Vergleich von Brauner Wanne mit anderen Abdichtungsmethoden im Kellerbau:

 Schwarze WanneWeiße Wanne (als alleinige Abdichtung)Braune Wanne

Auswirkung auf Bauzeit

vergleichsweise groß

keine

gering

Schutz der Tragkonstruktion

gegeben

nicht gegeben

bedingt gegeben, abhängig vom Schichtaufbau
Regulierung von Schadstellen

sehr aufwendig

aufwendig

in der Regel selbstheilend
Witterungsabhängigkeit beim Einbauwitterungsabhängig

bedingt witterungsabhängig

weitgehend witterungs-unabhängig

Rissbreitenbeschränkung des Betonswenig wichtigsehr wichtigweniger wichtig
Äußerer Anpressdruckunerheblichunerheblichnotwendig
Anwendungsbereichober- und unterirdischober- und unterirdischnur unterirdisch bei ausreichendem Anpresssdruck (bei Außenwänden bis ca. 40 - 80 cm unter Gelände)

Wärmedämmung: Für gedämmte Keller ist wie im System der Schwarzen Wanne eine außenliegende Perimeterdämmung ratsam, um Tauwasserausfall im Gebäudeinneren zu vermeiden. Die Perimeterdämmung wird hier nachträglich von außen auf die Abdichtungsebene aufgeklebt. Unter Bodenplatten wird die Bentonitmatte direkt auf der Dämmschicht verlegt und anschließend betoniert. Betonoberfläche und Bentonitmatte müssen immer in direktem Kontakt stehen, die Dämmschicht darf keinesfalls dazwischen liegen.

Fugen und Durchdringungen: Alle Hersteller bieten spezielle Produkte an, die systemergänzend an gefährdeten Stellen empfohlen werden. Ein Großteil dieser Produkte basiert ebenfalls auf dem quellfähigen Material Bentonit. Dazu zählen insbesondere beschichtete Fugenbleche, Fugenbänder und Quellbänder, die im Bereich von Arbeits- und Bauwerksfugen als zusätzliche Sicherung dienen. Hohlkehlen, die zur Hinterläufigkeit neigen, können zusätzlich mit Bentonit-Granulat ausgestreut werden. Ankerlöcher oder Durchdringungen von Installationsleitungen werden mit Bentonit-Spachtelmassen oder ähnlichen Produkten verschlossen.

Radon: Radon ist ein radioaktives Edelgas, das überall in der Natur vorkommt und aus Gesteinen und Böden entweicht. Seine Konzentration ist lokal sehr unterschiedlich und vom Menschen nicht wahrnehmbar. Das Eindringrisiko ins Gebäude besteht insbesondere im erdberührten Gebäudeteil über Fugen, Poren und Risse in der Außenhülle.

Natriumbentonit gilt als diffusionsoffener Baustoff der, ebenso wie Beton, eine bremsende Wirkung gegenüber Gasen aufweist, allerdings nicht als Radonschutz angesehen werden kann. In Gebieten mit hoher Radonkonzentration ist deswegen ein mehrschichtiger Aufbau der Bentonitabdichtung mit Zusatzschichten aus Kunststoff ratsam. Siehe hierzu auch Lexikonbeitrag ►Radonstrahlung.

Hinweise zur Bauausführung

Lagerung: Während der Lagerung ist Schutz vor Nässe geboten, um ein vorzeitiges Aufquellen zu verhindern. Der zur Abdichtung notwendige Quelldruck darf sich erst nach Einbau aufbauen. Herstellerangaben hierzu sind zu beachten.

Witterungseinflüsse:  Der Einbau von Bentonitabdichtungen ist weitgehend unabhängig von Wetter und Temperatur und kann auch bei winterlichen Minusgraden oder heißen Temperaturen im Sommer durchgeführt werden. Übermäßige Nässeeinwirkung, etwa durch starken Regen während des Einbaus, sollte jedoch insbesondere bei Matten ohne PE-Zusatzschicht vermieden werden.

Einbau: Bentonitbahnen werden grundsätzlich nicht verschweißt. In der Regel werden sie nach Herstellerangabe lose überlappt, bzw. beim vertikalen Einbau mit Frischbetonverbund durch Klammern oder Annageln an der Schalung befestigt. Mehrschichtige Systeme mit zusätzlicher PE-Schicht können nach der Überlappung mit speziellen Klebebändern verklebt werden. Bei horizontalen Bentonitbahnen unter Bodenplatten ist es wichtig, diese bis zum Betoniervorgang zu schützen. Ein frühzeitiges Einbauen der Unterbewehrung kann Schäden durch Begehen vorbeugen. Belastungen durch Materiallagerungen auf den Abdichtungsbahnen sind zu vermeiden.

Anpressdruck: Der Anpressdruck bzw. der Druck durch Auflast ist nötig, damit sich der abdichtende Quelldruck aufbauen und eine Hinterläufigkeit ausgeschlossen werden kann. Er ist wesentlicher Bestandteil des Systems der Braunen Wanne. Das bedeutet, dass Bentonitmatten an der Kellerwand nur bis zu einem Bereich von ca. 40 bis 80 cm unter der Geländeoberfläche verwendet werden können, da darüber der Erddruck zu gering ist. Die maximal mögliche Oberkante der Braunen Wanne ist in Rücksprache mit dem jeweiligen Hersteller festzulegen.

Schutz nach Einbau: Auch wenn die Selbstheilungsfunktion der Bentonitmatten eine gewisse Sicherheit gegenüber kleineren Beschädigungen bietet, sollte die Abdichtung mit einem Vliesgewebe zusätzlich mechanisch geschützt werden. Bei gedämmten Gebäuden kann die Schutzfunktion auch von der Perimeterdämmung übernommen werden.  Um an der Abdichtungsbahn den notwendigen äußeren Anpressdruck zu erreichen, sollte das Verfüllen der Baugrube lagenweise und mit sorgfältiger Verdichtung erfolgen.

Wichtige Anschlussbauteile

101 Kellerwände aus Stahlbeton Die Braune Wanne stellt immer eine Kombination aus Bentonitmatte und einer WU-Tragkonstruktion aus Stahlbeton dar. Der direkte Kontakt beider Materialien in Verbindung mit hohem Anpressdruck garantiert das beste Abdichtungsergebnis.

105 Abdichtung - Schwarze Wanne Da die braune Wanne als Abdichtungsmaßnahme nur im erdberührten Bereich bei ausreichendem Anpressdruck ausgeführt werden darf, sind im oberflächennahen Bereich anderen Abdichtungsmaßnahmen notwendig, z.B. eine Schwarze Wanne.

106 Abdichtung - Weiße Wanne Die Braune Wanne stellt alternativ eine additive Abdichtungsmaßnahme in Verbindung mit einer WU-Konstruktion dar.

108 Perimeterdämmung Kellerwände Bei geheizten Gebäuden sollte die Wärmedämmschicht auf der kalten Seite liegen, das heißt außerhalb der Abdichtungsschicht.

109 Perimeterdämmung Bodenplatte Bentonit-Matten unter Bodenplatten werden vor dem Betoniervorgang direkt auf die Perimeterdämmplatten verlegt.

Normen und Literatur

Hinweis: Da die Braune Wanne noch keiner eigenen Regelung unterliegt, können die Normen der Reihe DIN 18195 hinsichtlich der Beurteilung der Wassereinwirkung auf ein Bauwerk von Interesse sein.

DIN 18195-1, Bauwerksabdichtungen, Teil 1: Grundsätze, Definitionen, Zuordnung der Abdichtungsarten

DIN 18195-9, Bauwerksabdichtungen, Teil 9: Durchdringungen, Übergänge, An- und Abschlüsse

WU-Richtlinie (DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton), Herausgeber: Deutscher Ausschuss für Stahlbeton – DafStb im DIN Deutsches Institut für Normung e. V.