Würfel zeigen die potenzielle Festigkeit des Betons im Lieferzustand; aus dem Bauwerk entnommene Bohrkerne zeigen die Festigkeit des tatsächlich eingebauten Betons. Dieser Leitfaden erläutert, wann Betonkernbohrungen erforderlich sind, wie wir auf der Baustelle und im Labor arbeiten, warum sich ein Kernergebnis von einem Würfelergebnis unterscheidet und was der Auftraggeber vorbereiten muss.

Wann Kernbohrungen erforderlich sind

Die Würfelergebnisse sind niedrig, oder es wurden keine Würfel hergestellt, sie sind verloren gegangen oder wurden möglicherweise nicht ordnungsgemäß entnommen und nachbehandelt
Eine Decke, Stütze oder Wand zeigt Kiesnester, Entmischung, kalte Arbeitsfugen oder andere Anzeichen für mangelhaften Einbau oder mangelhafte Nachbehandlung
Geschosse oder ein Anbau sollen hinzukommen, und der Tragwerksplaner benötigt die Festigkeit des vorhandenen Betons
Die Nutzung eines Gebäudes ändert sich und die Lasten steigen, etwa wenn ein Wohnhaus in Büros oder Lagerflächen umgewandelt wird
Ein älteres Gebäude ohne Pläne oder Betonunterlagen muss beurteilt werden

Die Entscheidung für Kernbohrungen trifft in der Regel der Tragwerksplaner, der bauüberwachende Ingenieur oder die zuständige Behörde; Anzahl und Lage der Kerne sollten im selben Schritt festgelegt werden.

Bohren der Kerne und vorherige Bewehrungsortung

Wir bohren Kerne aus Decken, Stützen, Unterzügen, Wänden und Fundamenten mit Durchmessern von Ø52 bis 250 mm. Für die Festigkeitsprüfung werden meist Durchmesser um 100 mm verwendet; als allgemeine Regel sollte der Kerndurchmesser möglichst mindestens das Dreifache des Größtkorns betragen. Kleinere Kerne streuen stärker, sodass für dieselbe Zuverlässigkeit mehr davon benötigt werden.

Vor dem Bohren scannen wir den Bereich um jede Bohrstelle mit einem elektromagnetischen Bewehrungssuchgerät der in BS 1881-204:1988 beschriebenen Art und markieren die Stäbe auf der Oberfläche, damit wir eine Stelle abseits der Bewehrung wählen können. Diese Vorabortung ist keine im Bericht dokumentierte Messung der Betondeckung. Sie vermeidet das Anschneiden von Stäben so weit wie möglich, kann es aber nicht garantieren, und ihre Auflösung ist in stark bewehrten Stützen und bei mehreren Bewehrungslagen begrenzt.

Die Kerne werden mit einem wassergekühlten Diamantbohrgerät gebohrt, das rechtwinklig zum Bauteil befestigt ist. Jeder Kern wird nummeriert, Bauteil und Position werden protokolliert, und er wird fotografiert und so verpackt, dass er unbeschädigt im Labor ankommt.

Was im Labor geschieht

Wir begutachten die Kerne und bereiten sie nach TS EN 12504-1:2019 vor:

Jeder Kern wird begutachtet; Hohlräume, Entmischungen, Risse und eventuell enthaltene Bewehrung werden dokumentiert.
Die Stirnflächen werden geschnitten und so bearbeitet, dass sie eben, parallel und rechtwinklig zur Achse sind; die Abmessungen werden gemessen und das Verhältnis Länge/Durchmesser bestimmt.
Die Rohdichte des Festbetons wird nach TS EN 12390-7:2019 bestimmt.
Die Druckfestigkeit wird nach TS EN 12390-3:2019 auf unserer Druckprüfmaschine mit 2000 kN geprüft.

Fordert die Spezifikation ASTM, bereiten wir die Kerne nach ASTM C42/C42M-20 vor und prüfen sie danach; diese Norm hat eigene Regeln für die Feuchtekonditionierung vor der Prüfung und für die Korrektur des Verhältnisses Länge/Durchmesser. Welche Norm gilt, sollte zu Beginn vereinbart werden. Die Bearbeitungsdauer hängt von der Anzahl der Kerne, der Stirnflächenbearbeitung und der angewandten Norm ab; den Zeitplan bestätigen wir mit dem Angebot.

Warum Kernfestigkeit nicht gleich Würfelfestigkeit ist

Ein Würfel wird in einer Normform vollständig verdichtet, unter Normbedingungen im Wasser gelagert und in einem festgelegten Alter geprüft. Ein Bohrkern repräsentiert den Beton im Bauwerk, einschließlich der Folgen von Einbau, Verdichtung und Nachbehandlung. Die wichtigsten Gründe für den Unterschied sind:

Einbau und Verdichtung: Beton ist im oberen Bereich eines Bauteils und an Stützenköpfen meist schwächer.
Nachbehandlung: Im zypriotischen Sommer erreichen Decken, die nicht feucht gehalten werden, in Oberflächennähe möglicherweise nicht die erwartete Festigkeit.
Kerngeometrie: Durchmesser, Verhältnis Länge/Durchmesser und eventuelle Bewehrung im Kern beeinflussen das Ergebnis.
Alter, Feuchtezustand und eventuelle Mikroschäden durch das Bohren.

Einzelne Kernergebnisse sollten daher nicht direkt mit Würfelergebnissen oder mit dem Wert der Betonfestigkeitsklasse verglichen werden. Die Druckfestigkeit im Bauwerk wird aus Kernergebnissen nach TS EN 13791:2019 bewertet. Die Norm unterteilt das Bauwerk in Prüfbereiche aus Beton, der als gleichartig angesehen wird, und die Ergebnisse jedes Bereichs werden gemeinsam bewertet:

Die Anzahl der Kerne ist entscheidend: Eine Bewertung auf Grundlage weniger Kerne liefert zur Berücksichtigung der Unsicherheit ein vorsichtigeres Ergebnis. Ein einzelner Kern repräsentiert weder ein Bauteil noch ein Gebäude.
Ergebnisse von Beton, der nicht als gleichartig behandelt werden kann, etwa unterschiedlicher Festigkeitsklassen oder deutlich verschiedener Betonierabschnitte, werden nicht in einer Bewertung zusammengefasst.
Die Norm berücksichtigt den Unterschied zwischen der Festigkeit im Bauwerk und der Festigkeit von Normprobekörpern; das anzuwendende Annahmekriterium legen die Projektspezifikation und der verantwortliche Ingenieur fest.

Unser Bericht enthält Abmessungen, Rohdichte und Druckfestigkeit jedes Kerns und auf Wunsch eine Bewertung der Druckfestigkeit im Bauwerk nach TS EN 13791:2019.

Der Rückprallhammer zur orientierenden Prüfung

Prüfungen mit dem Rückprallhammer führen wir nach TS EN 12504-2:2021 durch. Das Verfahren ist schnell und zerstörungsfrei und eignet sich, um die Gleichmäßigkeit des Betons über eine große Fläche zu prüfen, schwächere Zonen zu erkennen und Bohrstellen auszuwählen. Seine Grenzen sind klar:

Der Rückprallwert spiegelt nur die Härte des oberflächennahen Betons wider.
Karbonatisierung, Oberflächenfeuchte, Oberflächenbeschaffenheit und Art der Gesteinskörnung beeinflussen ihn. Bei älteren Gebäuden kann eine tief karbonatisierte Oberfläche hohe Werte liefern und die Festigkeit überschätzen.
Auf Putz oder Belägen sind keine Messungen möglich; der Beton muss freigelegt und glatt geschliffen werden.
Die allgemeinen Umrechnungskurven des Geräts sind für örtliche Betone nicht zuverlässig. Rückprallwerte erlauben erst dann eine Festigkeitsabschätzung, wenn sie mit Kernen aus demselben Bauwerk im Rahmen von TS EN 13791:2019 korreliert wurden.

Der Rückprallhammer ersetzt keine Kernbohrungen; er hilft, Anzahl und Lage der Kerne sinnvoller festzulegen.

Verschließen der Bohrlöcher und Leistungen des Auftraggebers

Kernbohrlöcher sollten so bald wie möglich verfüllt werden. Das Loch wird gereinigt, vorgenässt und mit einem schwindkompensierten Reparaturmörtel oder geeignetem Beton satt verfüllt. Bei tragenden Bauteilen sollte das Verfüllverfahren vom Tragwerksplaner freigegeben werden. Wird beim Bohren ein Bewehrungsstab angeschnitten, vermerken wir dies im Bericht. Wer die Verfüllung ausführt, wird bei der Angebotserstellung vereinbart.

Vom Auftraggeber benötigen wir:

Die Zustimmung des Eigentümers und die Freigabe von Lage und Anzahl der Kerne durch den Tragwerksplaner.
Vorhandene Pläne, die Betonfestigkeitsklasse, Angaben zu den Betonierabschnitten und eventuelle Würfelergebnisse.
Die Entfernung von Putz, Fliesen oder Belägen an den Bohrstellen oder die Erlaubnis, diese zu entfernen.
Einen sicheren Zugang, mit Gerüst oder Arbeitsbühne für Unterzüge und Deckenuntersichten.
Strom- und Wasseranschluss sowie den Schutz von Möbeln und Oberflächen im darunterliegenden Geschoss, da Bohrwasser durchläuft.
Die Lage von Elektro-, Wasser- und Heizungsleitungen in Decken. In nachträglich vorgespannten Decken darf kein Kern entnommen werden, solange die Lage der Spannglieder nicht sicher bekannt ist und der Tragwerksplaner nicht zugestimmt hat.

Häufig gestellte Fragen

Wie viele Kerne werden benötigt?

Das hängt vom Zweck und von der Größe des zu bewertenden Bereichs ab; je mehr Kerne, desto zuverlässiger die Abschätzung nach TS EN 13791:2019. Die Anzahl sollte vor dem Bohren mit dem Tragwerksplaner abgestimmt werden.

Schwächt eine Kernbohrung das Bauteil?

Jeder Kern entfernt einen Teil des Querschnitts. Eine sorgfältige Wahl der Bohrstelle, eine vorherige Bewehrungsortung und eine fachgerechte Verfüllung halten die Auswirkung gering. Bei hoch belasteten Stützen entscheidet der Tragwerksplaner über Lage und Durchmesser.

Das Kernergebnis liegt unter der Betonfestigkeitsklasse. Ist der Beton unzureichend?

Diese Schlussfolgerung lässt sich nicht direkt ziehen. Kernfestigkeit ist nicht gleich Würfelfestigkeit; die Bewertung muss nach TS EN 13791:2019 erfolgen, mit ausreichend vielen Kernen und anhand des Kriteriums der Projektspezifikation. Was das Ergebnis für das Tragwerk bedeutet, beurteilt der Tragwerksplaner.

Wenn Sie die Betonfestigkeit in einem bestehenden Bauwerk ermitteln müssen, informieren Sie sich auf unserer Seite Betonkernbohrungen und Kernfestigkeit über den Leistungsumfang und kontaktieren Sie uns, um Anzahl und Lage der Kerne gemeinsam zu planen. Für Frischbeton- und Würfelprüfungen siehe unsere Seite Beton- und Gesteinskörnungsprüfungen.