🏗️ Bohrkerne aus Bauwerken — Entnahme, Beurteilung und Druckprüfung

Bauwesen PN-EN 12504-1

Übersicht

Die Norm PN-EN 12504-1 legt ein Verfahren zur Entnahme von Bohrkernen aus Festbeton, zu ihrer Beurteilung, zu ihrer Vorbereitung für die Prüfung und zur Bestimmung der Druckfestigkeit fest. Sie gibt keine Hinweise zur Entscheidung über das Bohren und zu den Bohrstellen und enthält keine Verfahren zur Auslegung der Ergebnisse — der Beurteilung der Betonfestigkeit in Bauwerken und Fertigteilen dient PN-EN 13791. Die Ausgabe 2019 führte die Vermessung der Bohrkerne, die Prüfung im In-situ- oder im feuchten Zustand sowie Verfahren zur Vorbereitung der Probekörper vor der Prüfung ein.

Die Korngröße der Gesteinskörnung hat einen erheblichen Einfluss auf die gemessene Festigkeit, wenn das Verhältnis des Durchmessers des Bohrkerns zum Größtkorn kleiner ist als etwa 3 (der informative Anhang A). Bohrkerne für die Druckprüfung dürfen keine Bewehrungsstäbe in Richtung der Längsachse oder in ihrer Nähe enthalten — ein solcher Bohrkern wird verworfen und ein Ersatzkern entnommen. Die bevorzugten Verhältnisse von Länge zu Durchmesser nach der Vorbereitung: 2,0 beim Vergleich mit der Zylinderfestigkeit und 1,0 beim Vergleich mit der Würfelfestigkeit.

Festigkeitsprüfungen an Bohrkernen aus einem Bauwerk sind das Referenzverfahren zur Beurteilung der Betonfestigkeit im Bauwerk, ersetzen aber nicht die Prüfung des Betons nach PN-EN 206. Die Art der Vorbereitung der Stirnflächen hat einen großen Einfluss auf das Ergebnis: Untersuchungen der Technischen Universität Wrocław zeigten, dass nicht nachgearbeitete Bohrkerne einen sehr hohen Variationskoeffizienten (24 %) und eine deutlich zu niedrige Festigkeit ergeben, während eine Schicht aus Tonerdezementmörtel und Sandkappen die zuverlässigsten Arten der Nacharbeit sind (eine Streuung von etwa 5 %).

Prinzip der Methode

Mit einer Kernbohrmaschine geschnittene Bohrkerne werden genau besichtigt, durch Schleifen oder Capping vorbereitet und mit Standardverfahren auf Druck geprüft. Die Bohrkerne werden senkrecht zur Oberfläche bei starr aufgestellter Bohrmaschine gebohrt, wobei die Bewehrung gemieden wird; nach dem Bohren wird jeder Bohrkern dauerhaft gekennzeichnet, seine Lage und Ausrichtung werden festgehalten, seine Oberfläche wird abgetrocknet und er wird in einen dichten Behälter (z. B. einen Polyethylenbeutel) gelegt, damit kein Feuchteaustausch mit der Umgebung stattfindet. Die Druckprüfung wird nach PN-EN 12390-3 in einer Maschine nach PN-EN 12390-4 ausgeführt.

Anwendungen

• Beurteilung der Druckfestigkeit des Betons in bestehenden Bauwerken und Fertigteilen (zusammen mit PN-EN 13791)
• Kontrolle von Fahrbahndecken aus Zementbeton (Bohrkerne; die WWiORB-Vorschriften der GDDKiA nehmen auf PN-EN 12504-1 und PN-EN 12390-3 Bezug)
• Bausachverständigengutachten bei Zweifeln an der Qualität des Betons oder bei fehlenden Normprobekörpern
• Bestimmung der Dichte des Betons im Bauwerk (ein Bohrkern vor dem Capping, nach PN-EN 12390-7)
• Vorbereitung von Bohrkernen für die Spaltzugprüfung (PN-EN 12390-6, Ø ≥ 75 mm)

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN 12504-1:2019-08

Titel (PL)

Badania betonu w konstrukcjach — Część 1: Próbki rdzeniowe — Pobieranie, ocena i badanie wytrzymałości na ściskanie

Title (EN)

Testing concrete in structures — Part 1: Cored specimens — Taking, examining and testing in compression

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Bohrstelle und Bohren

   Vor dem Bohren die Folgen für das Tragwerk bedenken. Die Bohrkerne fern von Fugen und Rändern des Bauteils entnehmen, dort, wo wenig Bewehrung liegt. Senkrecht zur Oberfläche bohren, ohne den Bohrkern zu beschädigen, bei starr aufgestellter Bohrmaschine; das Durchbohren von Bewehrung vermeiden und angetroffene Querbewehrung festhalten (Durchmesser und Lage in mm).

2. Kennzeichnung und Schutz

   Unmittelbar nach dem Bohren den Bohrkern dauerhaft kennzeichnen und seine Lage und Ausrichtung im Bauteil festhalten (wird er in mehrere Probekörper geschnitten, die Lage jedes einzelnen kennzeichnen). Die Oberfläche mit einem trockenen Tuch oder einem Papiertuch abtrocknen und ihn in einen dichten Behälter legen.

3. Besichtigung und Vermessung

   Den Bohrkern auf Unregelmäßigkeiten besichtigen; nötigenfalls einen Überschuss an Poren durch Vergleich mit Referenzunterlagen oder mit einem Referenzbeton abschätzen. Den Durchmesser messen (6 Messungen, auf 1 mm), die Länge des angelieferten Bohrkerns (auf 5 mm) und nach der Vorbereitung der Enden die Länge als Mittelwert aus 3 Messungen im Abstand von etwa 120° (auf 1 mm); die Bewehrung messen. Die Dichte des Bohrkerns, wenn verlangt, vor dem Capping bestimmen.

4. Aufbewahrung und Sättigung

   Den Bohrkern bis zum Zuschneiden oder Capping im dichten Behälter halten. Ist die Prüfung im gesättigten Zustand festgelegt, ihn für mindestens 48 h in Wasser von (20 ± 2) °C legen.

   🌡 Temperatur: 20 ± 2 °C

5. Vorbereitung der Enden

   Den Bohrkern auf die Abmessungen und Toleranzen der Abschnitte 8.2 und 8.3 nach Anhang A der PN-EN 12390-3:2019 vorbereiten. Capping mit Schwefel oder Sand: aus dem Behälter oder dem Wasser nehmen, abwischen, 16–24 h an der Luft liegen lassen, das Capping ausführen und innerhalb von 24 h nach der Auslagerung prüfen. Schleifen oder Capping mit Tonerdezement: herausnehmen, abwischen, schleifen oder cappen und innerhalb von 16–24 h nach der Auslagerung prüfen (nötigenfalls bis zur Prüfung in den Behälter oder ins Wasser zurücklegen).

6. Kontrolle der Toleranzen

   Die Einstufung von L/d prüfen (2:1 → 1,95–2,05; 1:1 → 0,90–1,10), die Ebenheit und Rechtwinkligkeit der Enden nach PN-EN 12390-1 sowie die Geradheit der Mantellinie (3 % des mittleren Durchmessers). Für Bohrkerne kleineren Durchmessers die Toleranzen im Verhältnis zu 100 mm verengen.

7. Druckprüfung

   Die Aufbewahrungsbedingungen festhalten (Behälter oder Wasser). Nach PN-EN 12390-3 in einer Maschine nach PN-EN 12390-4 prüfen. Bohrkerne mit einer gerissenen, hohlen oder losen Abgleichschicht nicht prüfen; losen Sand von der Oberfläche entfernen und bei der Prüfung im feuchten Zustand das Oberflächenwasser abwischen.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Das Bohren von Kernen: den Verlauf der Bewehrung und der Leitungen prüfen und die Folgen für das Tragwerk beurteilen; Gehör-, Augen- und Atemschutz, Kühlung mit Wasser
• Capping mit Schwefel: heißer Schwefel und seine Dämpfe — Abzug, Thermohandschuhe, Schutzbrille
• Druckprüfung: die Schutzabdeckung, Schutzbrille, die Hände außerhalb des Belastungsbereichs

Häufige Fragen