5th WTA Colloquium – Maintenance of Concrete Buildings – June 19th, 2018, Brno (CZ) 

Latest discoveries in concrete remediation  

Scientific committee: 

  Prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA Prof. Dr.‐Ing. Rolf P. Gieler  Prof. Dr.‐Ing. Dipl. Chem. Andrea Osburg 

 Opening speech: 

  Prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA Chairman of WTA CZ 

Lecture 1:   Ing. Josef Zak, Ph.D., CTU in Prague, Faculty of civil engineering   BIM technologies in construction design and execution 

Lecture 2:   Prof. Dr. ‐Ing. Ralf W. Arndt, Fachhochschule Erfurt   Non‐destructive testing of Reinforced Concrete Structures 

Lecture 3:  Prof. Dr. ‐Ing. Rolf P. Gieler, Chairman of WTA TC5 Concrete, Ingenieur‐ und Sachverständigenbüro, Fulda 

  Engineer‐technical proofs of the life span of reinforced concrete structures according to future sets of rules – experiences and examples 

Lecture 4:  Dr. ‐Ing. Kay‐Andre Bode, Vestas Central Europe, Hamburg   Remediation of Wind Turbine Generator Foundations 

Lecture 5:  Doc. Ing. Ladislav Klusacek, CSc., Brno University of Technology, Faculty of Civil Engineering 

  Causes of failures of hanging bridges and prestressed bridges 

Lecture 6:  Doc. Ing. Jiří Kolísko, Ph.D., Klokner Institute CTU in Prague   Diagnostic survey of the Liben Bridge in Prague 

Lecture 7:  Doc. Ing. Jiri Dohnalek, CSc., BETONCONSULT, s.r.o.   Effect of frost resistance of concrete and alkaline reaction of 

aggregate in concrete on the strategy of remediation of RF‐concrete structures 

 

5th WTA Colloquium – Maintenance of Concrete Buildings  Conference Program  II 

   

Lecture 8:  JUDr. Ing. Zdenek Dufek, Ph.D., Brno University of Technology, Faculty of Civil Engineering 

  Public investors attitude to financing repairs and maintenance of building constructions 

Lecture 9:  Dipl.‐Ing. Reinhard Martin, MC‐Bauchemie Müller GmbH & Co. KG   Experiences with structures of energy production 

Lecture 10:  Prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA, Brno University of Technology, Faculty of Civil Engineering 

  New possibilities of remediation materials 

Lecture 11:  Prof. Dr. ‐Ing. Gesa Kapteina, HafenCity Universität Hamburg   Application of corrosion monitoring and inclusion of the upraised 

data for the calculated life span 

Lecture 12:  Doc. Ing. Vit Smilauer, Ph.D., CTU in Prague, Faculty of civil engineering 

  Effect of hydration kinetics on longterm performance of concrete structures 

 Summary and conclusion: 

  Prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA Chairman of WTA CZ               hellgrau markierte Beiträge lagen uns bei Drucklegung als Datei noch nicht vor gray marked contributions were not available to us at the time of printing 

    

 Abstracts of the individual contributions available here  Abstracts der Einzelbeiträge hier abrufbar:  http://s.fhg.de/wtaconcrete18 

5th WTA Colloquium – Maintenance of Concrete Buildings       

BIM technologies in construction design and execution 

From paper to data 

Josef Zak, CTU in Prague, Faculty of Civil Enginnering & Skanska, VDC department 

Keywords: building information modeling, database systems, quality assuarance, constuction digitalization 

 

The construction  industry has been based on 2D drawings and further blueprints for decades. Architects and 

enginners have mastered the ability to draw visions and address technical details  in 2D plans that specify the 

desired project to required level accroding to needs of the project phase.  The building information modeling is 

based on data utilization  instead of 2D plans for these purposes. The  lecture addersses current needs of con‐

struction industry and how they can be achieved by data utlization. Several examples of working methods from 

projects are described. Part of the lecture is dedicated to Information and Comunication Technologies (ICT). ICT 

solutions are gaining  ist place at  the construction projects and momentum  through multiple uses of project 

related data. Building Information Modeling (BIM) is a method that is driving inovations and efficiency in con‐

struction industry. The lecture focusess on both theory and best practise examples from comercial, residentian 

development and infrastructure projects. 

 

[BIM model, Modernization of Česká Lípa railways station, CZ] 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[BIM model, Kungens Kurva bridge, Stockholm, Sweden]      

5th WTA Colloquium – Maintenance of Concrete Buildings     

Engineer‐technical proofs of the life span of reinforced 

concrete structures according to future sets of rules – 

experiences and examples  

Rolf P. Gieler, Ingenieur‐ und Sachverständigenbüro Prof. Dr.‐Ing. Rolf P. Gieler, Fulda, Germany 

Schlagworte:   Maintenance,  improvement,  reinforced  concrete,  prestressed  concrete,  chloride, wear‐out,  

DAfStb, expert planning engineer, concrete repair work, principle solution, repair concept, principle, method. 

In order  to maintain  the bearing capacity and usability of  reinforced concrete constructions and prestressed 

concrete  structures during  their utilisationBE phase,  the durability of  the  individual  components  is of  great 

importance. In order to ensure this, rules and regulations for the design of new buildings require an appropri‐

ate maintenance effort, see e. g. B. DIN EN 1992‐1‐1[1]. Therefore,  the  requirements  for scheduled mainte‐

nance, which according to DIN 31051[2] is divided into the basic measures of preventive maintenance, inspec‐

tion, repair and improvement, are defined in much more detail in the future DAfStb guideline maintenance of 

concrete components [3] than in the previous repair guideline [4]. Repair is often required on reinforced con‐

crete construction parts because  the reinforcement corrodes due  to carbonation of  the concrete and/or  the 

penetration of chlorides into the concrete. In order to assess the actual condition of a building or component, 

inspections must be carried out as part of scheduled maintenance. In addition to visual control, investigations 

of carbonation depth and chloride content may also be required. 

The results of these tests serve to determine the remaining wear stock and thus to forecast the remaining use‐

ful  life,  i. e. the period of time during which a concrete component fulfils or exceeds the requirements (mini‐

mum target condition) with sufficient probability during scheduled maintenance.  

For this purpose, the future maintenance guideline of the DAfStb [3] presents simplified engineering verifica‐

tion procedures  for determining  the  remaining useful  life and  for measuring  the  layer  thickness of concrete 

replacement on  the basis of detailed  scientific  investigations  for exposure  class XC according  to  [6] and  for 

exposure classes XS/XD according to [7]. For chemically stressed concrete components, a performance‐based 

concept for durability design was presented in [8].  

The procedures of the objects examined according to [3] and examples of the procedure are presented. 

 

 [1] DIN EN 1992‐1‐1:2011‐01 Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton‐ und Spannbetontrag‐

werken – Teil 1‐1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau. 

[2] DIN 31051:2012‐09 Grundlagen der Instandhaltung. 

[3] DAfStb‐Richtlinie Instandhaltung von Betonbauteilen (Instandhaltungs‐Richtlinie), Entwurf (2016‐06‐14). 

[4] DAfStb‐Richtlinie Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen (Instandsetzungs‐Richtlinie), 2001‐10. 

[5] DIN EN 1504‐9:2008‐11 Produkte und Systeme für den Schutz und die Instandsetzung von Betontragwerken 

‐ Definitionen, Anforderungen, Qualitätsüberwachung  und  Beurteilung  der  Konformität  ‐  Teil  9: Allgemeine 

Grundsätze für die Anwendung von Produkten und Systemen. 

[6] Greve‐Dierfeld S. von (2015): Bemessungsregeln zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit XC‐exponierter  

Stahlbetonbauteile. Heft 622 der Schriftenreihe des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton, Beuth  

Verlag, Berlin. 

[7] Rahimi, A. (2016): Semiprobabilistisches Nachweiskonzept zur Dauerhaftigkeitsbemessung und ‐bewertung 

von Stahlbetonbauteilen unter Chlorideinwirkung. Dissertation. Technische Universität München, Lehrstuhl für 

Werkstoffe und Werkstoffprüfung im Bauwesen. 

[8]  Gerlach,  A.  (2017):  Ein  performance‐basiertes  Konzept  zur  Dauerhaftigkeitsbemessung  chemisch  bean‐

spruchter Betonbauteile. Dissertation. Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, Fakultät für Bauingeni‐

eurwesen und Geodäsie. 

5th WTA Colloquium – Maintenance of Concrete Buildings     

Libeň Bridge in Prague 

Diagnostic, static analysis, reconstruction options 

Jiri Kolísko, Czech Technical University in Prague, Klokner Institute  

Keywords:  diagnostic  methods,  concrete,  durability,  deterioration,  sulphur  attack,  rebar  corrosion,  load capacity 

The  Klokner  Institute  in  cooperation with  Pontex  and  Inset  comp.  carried  out  a wide  diagnostics  of  Libeň 

Bridge.  The  survey was  conducted  throughout  the  year  2017,  and  the  goal was  to  obtain  comprehensive 

information about the state of the bridge. The customer required to deal with the possibility of reconstructing 

the bridge in order to meet the current standard of its load capacity and durability, but also the possibility of 

building a new bridge. 

The diagnosed Libeň Bridge over the Vltava river in Prague consists of  five vault parts 28.0 + 38.5 + 42.8 + 42.8 

+  32.5 m  built  up  from  plain  concrete,  designed  as  three‐hinge  vault  and  two  reinforced  concrete  frame 

structures as bridge heads. The total length of the bridge is 210 m with the width of 21 m. Each vault is divided 

in the  longitudinal direction  into four separate strips. The bridge was built between 1924 and 1928. Since  its 

erection, the bridge has not undergone any major maintenance or reconstruction works. 

As part of the diagnostic survey, a detailed visual  inspection of the bridge, endoscopic  inspection of the vault 

hinges and acoustic  tracing of  the surfaces of  the structures were carried out. Static and dynamic  load  tests 

were  carried  out,  too.  For  an  extensive  program  of material  laboratory  tests  and  analyses, more  than  500 

samples of concrete were collected. Laboratory analyses aimed at determining the durability, mechanical and 

physical properties of the concrete. Samples of concrete were subjected to microscopic, chemical analyses and 

further  tests  for  the  assessment of  corrosion  and degradation effects, particularly with  regard  to  chlorides, 

sulphates, carbonation, the  identification of the alkaline‐silica reaction of the aggregate, and the thickness of 

the  covering  layer as well as  the  corrosion  state of  the  reinforcement. Relatively very  low  strength  in  some 

parts  of  bridge  and  very  poor  durability  of  concrete  were  determined.  Sulphur  corrosion  of  concrete  at 

foundation and pillars was found. Analyses were also carried out on samples of backfill material, waterproofing 

and other materials. To determine the type and  load‐bearing capacity of the subsoil, 4 deep bore holes were 

made. The detected relatively poor state of the bridge and material properties were used as input parameters 

of static linear and nonlinear analyses to determine the load capacity of the bridge. Insufficient load capacity of 

the bridge was calculated.  

Frame structures of the head of the bridge are no longer repairable, including stairs, and are in run‐down state. 

For  this  reason,  in  January 2018,  the bridge was  temporarily  closed. A  temporary  support of non‐compliant 

parts  of  frame  structures  was  designed  and  built  up.  The  conceptual  design  of  the  reconstruction 

(strengthening) of the vault bridge part was worked out. To ensure the load capacity according to the currently 

valid  standards,  strengthening  by  replacing  two  centre  strips  of  vaults  in  all  five  vaults  was  proposed. 

Strengthening of  the degrading  foundation of  the pillars and  the supports was proposed,  too.  In view of  the 

current valid standards, achieve the required load capacity of the bridge this very radical, complex and highly 

demanding reconstruction can only. However, the lifetime of the reconstructed bridge will be lower than that 

of  a new one  and will  therefore  require more  careful  and demanding maintenance  and monitoring,  as  the 

original material of the structure would be preserved. An intensive discussion is underway to decide whether to 

demolish or repair it. 

 

 

 

 

 

 

 

Fig. 1 Left‐ General view of vault part of Libeň Bridge. Middle‐ Massive corrosion of rebar of frame part. Right‐ 

Sulphur attack of concrete of pillar. 

5th WTA Colloquium – Maintenance of Concrete Buildings     

Public investors attitude to financing repairs and 

maintenace of building construction 

Zdenek Dufek, Faculty of Civil Engineering, Brno University of Technology 

Schlagworte/Keywords:  public procurement, life cycle cost, evaluation criteria, public budgets 

One of  the outstanding characteristics of  the construction  industry  is  the  fact  that approximately half of  the 

contracting authority are public sector entities. For these entities, a specific form of contractation is prescribed 

by  law. The process  is defined by  the Public Procurement Act. For  the  state of  the construction  sector as a 

whole, three factors are very important in this context: 

(a) the total amount of funds available in public budgets, 

(b) the way in which contracting authorities approach the choice of expenditure priorities, and 

(c) the method of assessment (selection) of contractors of the works. 

The  overall  situation  in  the  construction  sector  in  the  Czech  Republic  over  the  last  decade  has  been  very marked by  the economic crisis after 2008 and  the dramatic  fall  in public  tax  revenues, which was  reflected, among other  things,  in  the  reduction of  investment expenditures. Another  important  factor was  and  is  the possibility of drawing of European Cohesion Funds  in  the programming periods 2007  ‐ 2013 and 2014‐2020. The priority of the contracting authorities  is to  implement projects for which they can draw subsidy support. The award of public works contracts is largely allocated on the basis of the lowest bidding criterion and the life cycle cost factor is not taken into account. In 2015, for example, the criterion of the lowest bid price was used in more than 80% of cases. The  lowest bid criterion  is used primarily for reasons of simplicity and because of the  fear  that  control  authorities will  impose  a  penalty  for  faulty  implementation  of  a  public  contract.  The greatest  percentage  of  sanctions  awarded  in  connection with mistakes  in  the  implementation  of  European projects in the years 2013 to 2016 stems from breaches of public procurement rules (between 87% and 74% in individual years). 

The theory  is that the cost of project documentation and construction  is approximately 20% of the  life cycle 

cost. At the same time, the planning stage has the greatest potential to influence future operating costs. From 

this point of view, the choice of the cheapest designer or the cheapest constructor is not appropriate. 

 

In 2017, the author of the paper made a series of  lectures for public  investment representatives on effective 

public  investments,  in which he could conduct a managed dialogue with  representatives of a  representative 

sample of more than 70 public contractors. The survey results can be summarized as follows: 

(a) Maximum priority is given to projects for which EU grant funding can be obtained. 

(b) Own budget resources are used to co‐finance European projects. 

(c) Regarding the previous two points, normal repairs and maintenance of existing buildings are limited. 

(d) Contracting authorities do not take into account the issue of quality and life‐cycle costs when determining 

the terms and conditions for competition. 

(e) Quality and life cycle costs are not defined because contracting authorities are concerned about the imposi‐

tion of sanctions for breaches of public procurement rules and beause they do not know how to  incorporate 

the requirements for quality and life cycle costing into the competition rules. 

 

It is clear from the survey that there is a need to provide methodological guidance on how to assess the quality 

and lifecycle costs of public procurement. In addition, public space should be emphasized that it is not sustain‐

able in the long run to neglect routine maintenance and repairs. 

5th WTA Colloquium – Maintenance of Concrete Buildings     

Experiences with structures of energy production

Repair and surface protection

Reinhard Martin, MC‐Bauchemie, Bottrop 

Schlagworte/Keywords:  Hydropower, pumpstorage, thermal power plant, cooling tower, chimney,  injection 

technology, soil stabilization, sealing, concrete repair, surface protection.   

Energy production is one of the most important tasks of the modern society. The sources used, are depending 

on  the  location of  the power plants,  the  topographic prerequesites,  the  availability of  fuels  and, more  and 

more, from the environmental point of view.  

Decades ago the main task was, to erect these structures with the best possible durability and cost effectively. 

Today the repair and protection is of more importance, to ensure the stability and the operation of the plants 

with the lowest possible maintenance for the future. 

MC‐Bauchemie  is focused on structures of the energy production since 50 years. This presentation will show 

some chosen projects with the technique and the materials used for their refurbishment and protection. 

 

                     

5th WTA Colloquium – Maintenance of Concrete Buildings     

Application of corrosion monitoring and inclusion of the 

upraised data for calculated life span  

Kapteina, HafenCity Universität Hamburg. 

Keywords:  monitoring, chloride induced corrosion, durability, service life design, chloride ingress 

In Germany severe damage on reinforced structures exposed to de‐icing salt causes yearly costs in a range of 

several million Euros. There  is a considerable saving potential  just by detecting  the deterioration with  its di‐

mension in time and subsequently carrying out appropriate intervention measures before damage is visible or 

even occurs. The monitoring of structures provides data linked to condition assement and therewith enables a 

straightforeward approach  for optimizing maintenance and  repair action. For concrete structures, which are 

subjected to severe environmental loads, this has gained increasing importance over the last few decades. This 

is especially  true  in  the  field of  infrastructure buildings, as budget  resources  for  the maintenance of public 

structures are generally  scarce. One  should bear  in mind  that extensive  repair action on buildings of  supra‐

regional significance is usually also associated with extensive restriction measures leading to tremendous sub‐

sequent  costs. For example,  traffic  jams have a great  impact on  the envirnoment and  the economic perfor‐

mance of the respective region. Also, these subsequent costs can be limited by a pro‐ative desion making pro‐

cees, which considers the condition of the structure. Further fields of interest are the installation of sensors in 

important  structure elements, which are not accessible after  completion or  can not be  inspected easiliy.  In 

addition, monitoring data can be used for an economic quality control. Hereby proving the proper operation of 

coatings  and  hydrophobic  treatments.  Due  to  theses  benefits,  also  private  owners  of  concrete  structures 

should have an interest in monitoring their structures. 

In this context typical application examples will be given for sensors monitoring the initiation period linked to 

chloride induced corrosion. These sensors may monitor the water content in the concrete or the depth of the 

depassivation front. This  information can be used to execute  intervention measures on time, before the rein‐

forcment becomes depassivated. Furthermore, the obtained  information from monitoring action can be  inte‐

grated within a full probabilistic service life calculation via Bayesian Update. This enables the prediction of the 

service  life  span by  taking  the  actual  structure  condition  into  accout. Consequently,  information of  sensors 

contributes to the enhancement of durability performance over service life.