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Inhaltsverzeichnis
- Was regelt die TR Instandhaltung?
- Produkt– und Systemmerkmale
- Instandhaltung, Sanierung oder Abriss?
- Instandsetzungszyklus nach TR Instandhaltung
- Schutz– und Instandhaltungsmaßnahmen
- Fazit: Was bietet die TR Instandhaltung
Was regelt die TR Instandhaltung?
Die Technische Regel behandelt die Planung der Instandsetzung sowie Anforderungen an Produkte und Systeme, die zur Durchführung von Instandhaltungs- oder Sanierungsmaßnahmen an Betonbauwerken notwendig sind. Für eine planmäßige Ausführung, spezifische Anforderungen an die ausführenden Betriebe und die Überwachung der unterschiedlichen Maßnahmen gelten weiterhin die Regelungen der DAfStb-Instandsetzungsrichtlinie.
Die Technische Regel gilt für Stoffe, Stoffsysteme und Ausführungsverfahren, für den Schutz und die Instandsetzung von Bauteilen aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton nach den DIN-Normen:
- DIN EN 1992-1-1
- DIN EN 206-1
- DIN EN 13670
- Normenreihe DIN 1045
Beim Einsatz von Betonersatz aus Spritzmörtel und Vergussbeton beschreibt die Regel unter Berücksichtigung weiterer Normen und Richtlinien zusätzliche Anwendungsbedingungen. Von der TR Instandhaltung ausgenommen ist der Oberflächenschutz für Bauteile aus Beton in verfahrenstechnischen Anlagen und Leichtbeton im Speziellen. An dieser Stelle muss die Norm DIN EN 14879 berücksichtigt werden.
Wann gilt die Regel?
Die neue TR Instandhaltung ersetzt einen Teilbereich der DAfStb-Richtlinie. Punkte, die in der Technischen Regel nicht genannt, aber in der Richtlinie geführt werden, behalten weiterhin ihre Gültigkeit.
Jede Instandhaltungsmaßnahme der TR Instandhaltung muss in Zusammenarbeit mit einem sachkundigen Planer (SKP) erarbeitet und durchgeführt werden. Der SKP begleitet alle Bestandsbeurteilungen, Planungen und Ausführungen der Schutz-und Instandsetzungsmaßnahmen. Gleichzeitig ist er Ansprechpartner in Punkto Zusatzzertifikate, wie Nachhaltigkeitsbescheinigung etc.
In kontinuierlich stattfindenden Kontrollvorgängen kann sich der SKP aus dem DBV-Merkblatt „Bauen im Bestand – Leitfaden" Hinweise holen, welche technischen und rechtlichen Aspekte beim Bauen im Bestand von Relevanz sein könnten.
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| Der SKP ist stets vor Ort und steht während des gesamten Projekts mit Rat und Tat zur Seite. (© Industrieblick – stock.adobe.com) |
Produkt– und Systemmerkmale
Im zweiten Teil der TR Instandhaltung werden Anforderungen an die Beschaffenheit und Leistung von Produkten und Systemen gestellt, die für die Instandsetzung und -haltung relevant sind. Dabei geht es primär um die Zulassung und Klassifikation von Produkten, die für die Arbeit an Betonbauwerken verwendet werden.
Die allgemeinen Leistungsanforderungen für Betonprodukte für die Instandsetzung, bzw. Bauprodukte, werden in der Normenreihe EN 1504 erfasst.
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Allgemeine Anforderungen an Produkte und Systeme des Oberflächenschutzes
Die Funktion und die Dauerhaftigkeit eines Oberflächenschutzsystems hängen größtenteils von der Adhäsionskraft und Verbundwirkung als auch von der Auftragsmenge selbst ab. Die damit einhergehenden Angaben zu Mindestschichtdicken beziehen sich immer auf die Trockenschichtdicke der Oberflächenschutzschicht - Ausnahmen finden sich bei Oberflächenschutzsystemen der Kategorie OS 8, bei welchen sich die Mindestschichtdicke auf die Gesamtschichtdicke bezieht. OS 8 ist eine flüssige Beschichtung speziell für Fahrbahnen, Tiefgaragen und Rampen.
Neben der Dicke der aufzutragenden Schicht müssen Schutzstoffe bestimmte Voraussetzungen erfüllen. Zu den Wichtigsten gehören:
- Abriebfestigkeit
- Wasserdampf- und Kohlenstoffdioxid-Durchlässigkeit
- Kapillare Wasseraufnahme und Wasserdurchlässigkeit
- Haftfestigkeit
- Rissüberbrückungsfähigkeit
- Abreißversuch
- Brandverhalten
- Griffigkeit
Geprüft werden Produkte und Systeme des Oberflächenschutzes abhängig von der Produktart auf weitere Eigenschaften:
- Allgemeines Erscheinungsbild und Farbe
- Wirkstoffgehalt (Silan, Siloxan)
- Dichte
- Thermogravimetrie
- Auslaufzeit
- Viskosität
- Eindringtiefe (Silan, Siloxan)
- Korngrößenverteilung der trockenen Bestandteile
- Oberflächentrocknungszeit
- Härteentwicklung
- Konsistenz, Luftgehalt, Rohdichte, Konsistenzveränderung, Fließverhalten (Feinspachtel)
Anforderungen an Produkte und Systeme für das Schließen, Abdichten und Verbinden von Rissen
Rissfüllstoffe für Instandsetzungsmaßnahmen an Betonteilen und Betonbauwerken unterliegen zusätzlichen Vorgaben. Der Sachkundige Planer erarbeitet unter Berücksichtigung der für das Bauteil ausschlaggebenden Fremdeinwirkungen das geeignete Rissfüllsystem. Rissfüllstoffe müssen speziell zum kraftschlüssigen Füllen, zum dehnbaren Füllen und zum Schließen von Rissen geeignet sein. Für jede Teilanwendung bedarf es eines einzelnen Produkts, die in Kombination das Rissfüllsystem ergeben. Getrennt nach der Art des Füllstoffes und des Füllvorgangs (Injektion, Vergießen) unterscheiden sich die Produkte:
Bei Verwendung von Rissfüllstoffen zum kraftschlüssigen Füllen mit Polymerbindemittel und einkomponentiger Injektion darf die Mindestverarbeitbarkeitsdauer nur 20 Minuten betragen. Bei hydraulischen Bindemitteln sind es 30 Minuten. Bei Hohlrauminjektionen ist der Wert 60 Minuten. Rissfüllstoffe mit hydraulischem Bindemittel müssen zusätzlich auf Chloridgehalt und elektrochemisch geprüft werden. Ferner sind bei Gemischen die Mischungszusammensetzung und Funktion zu prüfen und die temperaturabhängige Viskosität zu beachten.
Rissfüllstoffe zum dehnbaren Füllen
Die Mindestverarbeitbarkeitsdauer beträgt bei einkomponentiger Injektion 20 Minuten. Bei der Verwendung von zwei Komponenten ist zu beachten, dass die Viskosität der Einzelkomponenten temperaturgerecht behandelt und das Mischungsverhältnis vor der Anwendung an Betonbauteilen getestet werden.
Im Unterschied zu o. g. Produkten und Systemen zum Schließen, Abdichten und Verbinden von Rissen benötigen dehnbare Rissfüllstoffe eine höhere Wasserdichtheit, wenn sie einem bestimmten Wasserdruck ausgesetzt werden. Grundlage für den Nachweis ist die DIN EN 14068. Sollten die dehnbaren Füllstoffe in Bauteilen eingesetzt werden, die konstanten Temperatur-und Feuchtigkeitswechseln ausgesetzt sind, muss die Dauerhaftigkeit der Haftung und Dehnung nachgewiesen werden. Wichtig: Schnellreaktiver Polyurethanschaum (SPUR) ist kein dehnbarer Rissfüllstoff, nur als Hilfsstoff ist er in Ausnahmefällen anzuwenden.
Anforderungen an Injektionssysteme für Rissfüllstoffe zum Schließen und Abdichten
Injektionsgeräte müssen immer folgende Punkte aufweisen:
- einfache Bedienbarkeit und Überprüfbarkeit
- geringe Störanfälligkeit
- je nach Füllart Gewährleistung von regel-und begrenzbarem Druck
- einfache Reinigung und Wartung
- hohe Dosiergenauigkeit bei veränderlichen Materialtemperaturen und geringe Anfälligkeit gegen fehlerhafte Bedingung (zweikomponentige Injektion)
Die Injektion läuft über Klebe- oder Bohrpacker ab, die ebenfalls gewissen Anforderungen entsprechen müssen. Hierzu zählen diese Grundsätze:
- Sie stellen eine feste, dem Injektionsdruck genügende Verbindung zum Hauptteil her
- Es wird eine Entmischung des Rissfüllstoffes oder Austreten während der Injektion vermieden
- Im Bauwerk verbleibende Packerteile bestehen aus nicht rostenden Werkstoffen
Bevor entsprechende Systeme und Arbeiten geplant und benötigtes Werkzeug und Produkte angeschafft werden, muss der Umfang der Maßnahmen geklärt werden. Welche Eigenschaften hat das Bauteil oder Gebäude? Welche Maßnahmen können oder müssen durchgeführt werden?
Instandhaltung, Sanierung oder Abriss?
Diese Frage stellt sich bei vielen Bauwerken nach einer längeren Abnutzungsdauer. Bei Abriss ist indes weniger ein Komplettabriss als meistens eine Teil-Demolition gemeint. Diese kommt wiederum recht häufig bei größeren Industriebauten vor ebenso bei Fabrikanlagen und Bürokomplexen. Oft sind Dachstuhl und Keller durch Wasserschaden und anschließendem Schimmelbefall, durch Baufehler oder jährliche Abnutzung in ihrem Nutzen und schlimmstenfalls in ihrer Statik beeinträchtig. Bei der Beton-Sanierung von Wasserschäden sollte akribisch darauf geachtet werden, sich an die TR Instandhaltung zu halten.
Bevor mit Maßnahmen der Instandhaltung, Sanierung oder des Abrisses begonnen werden kann, sollte eine Bestandaufnahme des betroffenen Gebäudes stattfinden.
Erfassung des Ist-Zustands
Zur Auswertung der verfügbaren Informationen über die Vorgeschichte des betreffenden Bauwerks sind folgende Punkte zu beachten:
- Zeitpunkt der Erstellung oder Erbauung
- Verwendete Baustoffe und Bauverfahren
- Erfassung der bisherigen Einwirkungen
- Nutzung, Umnutzung, bauliche Veränderungen
- Vorangegangene Instandsetzungsmaßnahmen
- Besondere, schadensrelevante und außergewöhnliche Ereignisse (Brand, Hochwasser)
- Sichten und Auswerten von Plänen und Dokumentation des Betrachtungsobjekts
Um eine gewissenhafte und lückenlose Analyse und Dokumentation des Bauschadens zu erreichen, sollten Sie auf Weiterbildungen im Bausektor zurückgreifen.
Instandsetzungszyklus nach TR Instandhaltung
Der Instandsetzungszyklus während der Lebensdauer eines Bauelements, Tragwerks oder Gebäudes, beinhaltet den geprüften Ist-Zustand in Relation zum geplanten Mindest-Soll-Zustand (Abnutzungsgrenze). Durch kombinierte Instandsetzungsmaßnahmen, die wichtiger Bestandteil der Nutzungsphase eines Betongebäudes sind, muss kontinuierlich sichergestellt werden, dass der Ist-Zustand die Abnutzungsgrenze zu keinem Zeitpunkt unterschreitet. Um dies zu gewährleisten, muss der Sachverständige den Instandsetzungszyklus analysieren und ggf. ändern. Er sollte notwendige Maßnahmen zeitlich sensibel einsetzen, um der Abnutzung und den Umgebungseinwirkungen entgegenzuwirken.
In Abhängigkeit von der Expositionsklasse gibt es unterschiedliche Umgebungseinflüssen, die der Sachverständige bie der Auswahl beachten muss.
Umwelteinflüsse (Expositions- und Feutigkeitsklassen)
Die Umgebungseinflüsse, die auf Betonbauwerke und -teile einwirken, werden in Expostitionsklassen erfasst. Diese Einwirkungen sind als Anforderungen an die Betoninstandsetzung zu beachten.
Die grundlegenden Einwirkungen aus der Umgebung werden in den DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 geregelt:
• Einwirkungen aus der Umgebung
| Expositionsklassen nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 | Umgebungseinflüsse |
| X0 | Für Beton ohne Bewehrung oder eingebettetes Metall: Beinhaltet alle Umgebungsbedingungen, ausgenommen Frost, Verschleiß oder chemische Schadstoffe. |
| XC1-XC4 | Bewehrungskorrosion durch Carbonatisierung |
| XD1-XD3 | Bewehrungskorrosion durch Chloride (ausgenommen Meerwasser) |
| XS1-XS3 | Bewehrungskorrosion durch Chloride aus Meerwasser |
| XF1-XF4 | Frostangriff mit und ohne Taumittel/Meerwasser |
| XA1-XA3 | Betonkorrosion durch chemischen Angriff |
| XM1-XM3 | Betonkorrosion durch Verschleißbeanspruchung |
Bei Bauschadenermessungen ist der betroffene Betonabschnitt zusätzlich in Feutigkeitsklassen einzuteilen.
| WO | Feutigkeitsklasse trocken |
| WF | Feutigkeitsklasse feucht |
| WA | Feutigkeitsklasse feucht + Alkalizufuhr von außen |
| WS | Feutigkeitsklasse feucht + Alkalizufuhr von außen + dynamische Beanspruchung |
Die nach DIN-Normen klassifizierten Umgebungseinwirkungen wurden durch die TR Instandhaltung genauer definiert und um folgende Teilbereiche erweitert:
| Expositionsklassen nach TR Instandhaltung | Umgebungseinflüsse |
| XALL | Einwirkungen auf das Bauteil, bzw. das Bauwerk, mit Auswirkungen auf das Instandsetzungssystem und dessen Verbund. Umfasst alle Expositionsklassen, die nicht in der TR Instandhaltung vermerkt sind und ist immer anzusetzen. |
| XW1 | Ständige Wasserbeaufschlagung durch Süß- oder Meerwasser |
| XW2 | Temporäre Wasserbeaufschlagung durch Süß- oder Meerwasserbeaufschlagung |
• Die TR Instandhaltung definiert zudem Einwirkungen aus dem Untergrund:
| Einwirkungsklassen nach TR Instandhaltung | Untergrundeinwirkungen |
| XSTAT | Statisch mitwirkend (z. B. Reprofilierung von druckbeanspruchten Bauteilen; kraftschlüssiges Füllen von Rissen und Hohlräumen) |
| XBW1 | Rückseitige Durchfeuchtung (keine Durchströmung) oder erhöhte Restfeuchtigkeit |
| XBW2 | Rückseitige Durchfeuchtung mit Durchströmung (flächig) |
| XCR | Risse |
| W | Risse mit einer bestimmten Rissbreite (mm) – aufgenommen nach DBV-Merkblatt „Begrenzung der Rissbildung im Stahlbeton– und Spannbetonbau" |
| LFR, HFR, CON | Rissbreitenänderung Δw in mm:
→Häufig betroffen: Brücken und Bodenplatten |
| DY | Risse mit Feuchtezustand „trocken":
→Häufig betroffen: Innenbauteile |
| DP | Risse mit Feuchtezustand „feucht":
→Häufig betroffen: frei bewitterte und erdberührte Bauteile |
| WT | Risse mit Feuchtezustand „nass" (drucklos gefüllt):
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| WF | Feuchtezustand „fließendes Wasser" (druckwasserführend):
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| XDYN | Dynamische Beanspruchung bei Applikation →Häufig betroffen: Brücke unter Verkehr |
Neben den erweiterten Einwirkungen beinhaltet die TR Instandhaltung eine erweiterte Regelung von Rissen und Hohlräumen, die einen Teil der DAfStb-Richtlinie ersetzt.
Durch die o. g. Umgebungs- und Untergrundeinflüsse können im Laufe der Zeit schwere Schäden am Bauwerk entstehen. Um Menschleben nicht zu gefährden und teure Sachschäden zu vermeiden, können Bauleiter und Architekten in Absprache mit einem Sachverständigen unterschiedliche Reparaturmaßnahmen durchzuführen. Wichtig ist es, Planer oder Bauleiter stets ein Baustellenhandbuch parat zu haben.
Schutz– und Instandsetzungsmaßnahmen
Die Technische Regel zur Instandhaltung von Betonbauwerken beinhaltet einen Maßnahmenkatalog, der es Anwendern vereinfachen soll, die richtigen Instandsetzungsverfahren umzusetzen. Zu den Maßnahmen gehören u.a.:
- Herstellung und Wiederherstellung des dauerhaften Korrosionsschutzes
- Betonerneuerungen im oberflächennahen Bereich (Randbereich)
- Füllen von Rissen und Hohlräumen
- zusätzlich vorbeugender Schutz der Bauteile gegen Eindringen von Schadstoffen
- Erhöhung der Widerstandskraft von Bauteileoberflächen gegen Abrieb und Verschleiß
Besondere Beanspruchung
Für die Instandhaltung bestimmter Betonbauteile können weitere Leistungen erforderlich sein. Das ist der Fall, wenn sie zusätzlichen oder außergewöhnlichen Beanspruchungen unterliegen, die nicht in der TR Instandhaltung spezifiziert wurden. Ggf. müssen die Vorgaben aus anderen technischen Regeln oder europäischen Normen entnommen werden. Beispiele für solche Bauteile sind:
- Konstruktionen im Abwasserbereich
- Anlagen zum Umgang mit wassergefährdeten Stoffen
- Anlagen des Trinkwasserbereichs
- Kühltürme, Kamine und Schornsteine
Den meisten Betonbauwerken kann hingegen mit einer Vielzahl der in der TR Instandhaltung dokumentierten Verfahren geholfen werden.
Konkrete Instandsetzungsmaßnahmen
Als konkrete Maßnahmen zur Instandsetzung des Gebäudes nennt die TR Instandhaltung folgende Verfahren:
| Prinzip | Geregelte Verfahren |
| Schutz gegen das Eindringen von Stoffen |
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| Regulierung des Wasserhaushaltes des Betons |
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| Reprofilierung oder Querschnittsergänzung |
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| Verstärkung des Betontragwerks |
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| Erhöhung des physikalischen Widerstandes |
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| Erhöhung des Widerstands gegen chemischen Angriff |
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| Der Unterschied zwischen alltäglichem Verspachteln und professioneller Beschichtung liegt nicht nur in der Zusammensetzung des Füllstoffs sondern in den Händen des Facharbeiters. (© loveleyday12 – stock.adobe.com) |
Hydrophobierung
Durch das Aufbringen oberflächenaktiver Substanzen wird das Benetzungsverhalten der Betonoberfläche verändert. Das Verfahren darf nur bis zu einer Rissbreite von bis 0,1 mm angewendet werden. Bei breiten Rissen entscheidet ein Gutachter über die Rissbehandlung. Das Endringen gasförmiger Stoffe wie Kohlenstoffdioxid lässt sich nicht durch Hydrophobierungen verhindern. Ganz im Gegenteil: Durch den Trocknungseffekt nach Hydrophobierung kann der Carbonatisierung-Prozess an Geschwindigkeit aufnehmen.
Die Wirksamkeit, Leistungsfähigkeit und Dauerhaftigkeit der Maßnahme ist direkt vom Wirkstoffgehalt und der Eindringungstiefe abhängig.
Reprofilierung oder Querschnittsergänzung
Bei diesem Verfahren wird der Betonersatz mit dem Untergrund über Adhäsion, Verankerung oder Bewehrung verbunden. Dabei ist Vorsicht geboten: Bei Sicherstellung des Verbunds über Adhäsion kann die Einlage der Bewehrung zur Feinverteilung von Rissen aus dem Untergrund führen.
Druckloses Füllen durch Vergießen von vorbereiteten Rissen oder Hohlräumen
In diesem Verfahren werden Risse und Hohlräume mit Rissfüllstoffen durch druckloses Füllen anhand Vergießens gefüllt. Die Aufnahme des Füllstoffs erfolgt durch Gravitation oder kapillares Saugen. In der Regel wird die Bauteilsteifigkeit des gerissenen Betontragwerks durch ein Verbinden der Rissflanken durch das kraftschlüssige Befüllen verstärkt. Als Füllstoff werde bei diesem Verfahren hauptsächlich Epoxidharze verwendet und vor der Anwendung müssen beide Rissflanken trocken sein.
Erhöhung des physikalischen Widerstandes
Generell dienen diese Verfahren zur Widerstandserhöhung dem Schutz vor Betonabtrag durch z. B. Anprall oder Abrieb infolge von Befahrung. Es werden Beschichtungssysteme mit hohem Abriebwiderstand eingesetzt, die in einer bestimmten Dicke auf das betroffene Betonelement aufgetragen werden. Bei zusätzlicher UV–Belastung ist die Beständigkeit nach DIN EN 1062–11 zu bewerkstelligen. Ähnliches Vorgehen findet sich bei Maßnahmen zur Widerstandserhöhung gegen chemische Angriffs– und Schadstoffe.
Zu den häufigsten Schäden an Betonelementen zählt die Korrosion an der Bewehrung verbauter Stahlelemente.
Instandsetzungsverfahren zum Schutz oder Reparatur von Bewehrungskorrosion
| Prinzip | Geregelte Verfahren |
| Erhalt oder Wiederherstellung der Passivität | Erhöhung, bzw. Teilersatz der Betondeckung mit zusätzlichem Beton oder Mörtel; Ersatz von chloridhaltigem oder carbonatisiertem Beton; Realkalisierung von carbonatisiertem Beton durch Diffusion; Füllen von Rissen oder Hohlräumen; Beschichtung; Lokale Abdeckung von Rissen (Bandagen) |
| Erhöhung des elektrischen Widerstandes | Hydrophobierung, Beschichtung |
| Kathodischer Schutz | Anlegen eines elektrischen Potenzials |
Realkalisierung von carbonatisiertem Beton
Der Verlust der Alkalität des Betons findet durch Einwirkung von Wasser und Salz statt, da anschließend Calciumhydroxid aus dem Porenwasser der Betonkapillaren herausgezogen wird. Im Laufe dieses Prozesses wird das vorhandene Portlandit durch das saure oder mineralarme Wasser gelöst und zu Kalkstein und Wasser umgewandelt. Folgen der Carbonatisierung sind der partielle und fortlaufende Verlust des Korrisionsschutzes der Bewehrung. Ein Kennzeichen für nachfolgende Schäden sind u. a. Rostflecken und Betonabplatzungen. Die Realkalisierung findet durch den flächendeckenden Auftrag von zementgebundenem Betonersatz statt.
Kathodischer Korrosionsschutz
Der kathodische Korrosionsschutz (KKS) kann durch das Anlegen einer Spannung an eine Fremdstrom-Anode oder an eine galvanische Anode bewerkstelligt werden. Da Korrosion ein elektrochemischer Prozess ist, bei dem Spannungen und „Stromleitungen" im Stahl entstehen, kann durch einen dem natürlichen Stromfluss entgegensetzten Gleichstrom der Eisenauflösung entgegengewirkt werden. Derartige Maßnahmen fallen unter die Rubrik des aktiven Korrosionschutzes. Bei Galvanischen Anoden wird ein auf Zink oder einer Zinklegierung basierendes Metall verwendet, das sich anstelle des Stahls aufzulösen beginnt. Der KKS wird hauptsächlich im Brückenbau, bei Parkhäusern, in Tiefgaragen und im Industriebau eingesetzt.
Fazit: Was bietet die TR Instandhaltung?
Die TR Instandhaltung ist in ihrer Detailtreue und gleichzeitigen Ausdifferenzierung eine langersehnte Ergänzung der Musterbauordnung (MBO) und Aktualisierung der DAfStb-Richtlinie. Dennoch argumentiert die Deutsche Bauchemie, dass sie an machen Stellen nicht rechtskonform mit der EU-Bauproduktverordnung (BauPVO) sei.
Nichtsdestotrotz bietet sie praxisnahe Beispiele und einen umfänglichen Maßnahmenkatalog.
Quellen: Fachzeitschrift „der bauschaden", "Deutsches Institut für Bautechnik", Universität Koblenz - BA-Arbeit zur Realkalisierung, Baulexikon des Bauhandwerks Deutschland, Deutsche Bauchemie, DAfStb
