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Risse auf verputztem Leichtmauerwerk

Risse auf verputztem Leichtmauerwerk
Über dieses Buch
  • Art: Diplomarbeit
  • Autor: Markus Reiner
  • Abgabedatum: Juli 2004
  • Umfang: 343 Seiten
  • Dateigröße: 48,9 MB
  • Note: 2,2
  • Institution / Hochschule: Hochschule für Technik (HFT Stuttgart) Deutschland
  • ISBN (eBook): 978-3-8324-8207-7
  • ISBN (Paperback) :
    978-3-8324-8207-7 P
  • ISBN (CD) :978-3-8324-8207-7 CD
  • Sprache: Deutsch
  • Prämierung:
  • Arbeit zitieren: Reiner, Markus Juli 2004: Risse auf verputztem Leichtmauerwerk, Hamburg: Diplomica Verlag
  • Schlagworte: Wandaufbau, Rissbildung, Ziegelmauerwerk, Datenerfassungsbogen, Putzrisse

Diplomarbeit von Markus Reiner

Einleitung:

Eine seit Jahrhunderten bewährte Möglichkeit die Außenwände vor schädlichen Witterungseinflüssen zu schützen und ansprechende Fassadengestaltungen zu erreichen, wurde durch die Verwendung von Putzmörteln verwirklicht. Bis zu Beginn des 20. Jahrhunderts hatten sich die Wandbauarten und Bindemittel für Außenputze kaum geändert. Das wohl entscheidendste Merkmal der alten Traditionen war, dass die Wärmeleitfähigkeiten der verwendeten Ziegelformate und das Verformungsverhalten der Außenputze nur geringfügig von einander abwichen. Ferner wiesen Vollziegel eine sehr viel größere mechanische Stabilität im Vergleich zu den heutigen Steinformaten auf.

Das heute verwendete Leichtmauerwerk wurde entwickelt, um auch zukünftig die Wärmeschutzanforderungen an die bewährte einschalige Außenwand erfüllen zu können. Mit der zunehmenden Verschärfung der Wärmeschutzanforderungen musste sich auch das Leichtmauerwerk in Richtung verringerter Rohdichte und Wärmeleitfähigkeit weiterentwickeln. Dies führte zu höheren Lochanteilen der Mauersteine, zur geringeren Dicke von Außen- und Innenstegen sowie zur verminderten Scherbenrohdichte des Steinmaterials. Dadurch veränderte sich der Putzgrund für den Außenputz, seine Steifigkeit nahm weiter ab.

Doch durch die Weiterentwicklung des Ziegels ist die nennenswerte Zahl von Rissschäden bei verputztem Leichtmauerwerk nicht geringer geworden, sondern eher noch vermehrt aufgetreten.

Zu den möglichen Ursachen können folgende Überlegungen genannt werden:

- Oberflächenhärte/ -strukturen Ziegel/Putz - Haftung Stein/Mörtel (Sommer-, Winterbaustelle) - Feuchtigkeit Wandquerschnitt, speziell Bereich Fuge - Langzeitschwinden Mörtel - Querdehnung Ziegel/Mörtel - Anisotropie des Ziegels (Steinart, -querschnitt, -geometrie) - Anfälligkeit Normalmauerwerk, Plansteinmauerwerk - Anfälligkeit bestimmter Mauersteine Die Risse in verputztem Leichtmauerwerk sind keine Einzelfälle und ein offenes Geheimnis. Daher stellt sich die Frage: Sind die Verarbeiter Opfer oder Täter?

Unabhängig von Auftraggeber, Auftragnehmer, Planungsbüro, Art der Konstruktion des Bauvorhabens und der Bauzeit häufen sich Schadensbilder meist in Form von putzgrundbedingten Rissen.

Die zu beobachtende Gemeinsamkeit der betroffenen Bauwerke ist der verwendete großformatige Poroton Hochlochziegel Plan, vorzugsweise geklebt, in verschiedenen Mauerwerksdicken, Festigkeitsklassen und Rohdichteklassen als Außenwand in unterschiedlichen Geschossen.

Folgende Punkte führten zur Idee dieser Arbeit:

1. Das natürliche Wettbewerbsdenken verdrängen und gemeinsam mit Betroffenen dieses spezielle Problem im Erfahrungsaustausch zu erörtern 2. Erstellung einer Datenbank mit Hilfe eines digitalen Erfassungsbogens zur betriebsübergreifenden analytischen Auswertung 3. Erarbeitung einer Aufgabenstellung für eine ergebnisorientierte Recherche über den vorhandenen Kenntnisstand der Forschung 4. Erarbeitung von Schlussfolgerungen zur Ursachenermittlung und zur evtl. Schadensvermeidung In der vorliegenden Diplomarbeit wurden Risse auf verputztem Leichtmauerwerk untersucht. Zu Beginn dieser Arbeit wurden die Grundlagen für dieses Thema wie zum Beispiel das Mauerwerk, der Putz, die Planungsgrundsätze und typische Risse aufgeführt. Im Kapitel 3 (das Mauerwerk) wurden die Aufgaben des Mauerwerks und die Herstellung von den verschiedenen Mauersteinen mit ihren Bezeichnungen beschrieben. Auf die Eigenschaften und Anforderungen von Mauersteinen wurde eingegangen und der Mauermörtel ist einer genauen Betrachtung unterzogen worden. Zum Schluss des Kapitels wurden die Besonderheiten von Leichtmauerwerk genannt.

Im Kapitel 4 (der Putz) wurden Putzsysteme genannt und auf die verschiedenen Putzmörtel und -arten eingegangen. Eine Unterscheidung der Putze nach ihrer Funktion wurde erarbeitet. Am Ende wurden noch die einzelnen Schritte, die bei Herstellung des Außenputzes nötig sind, beschrieben. Für eine Außenwand sind Planungsgrundsätze bei den Mauerarbeiten und Putzarbeiten zu beachten. Diese sind im Kapitel 5 (Planungsgrundsätze für eine Außenwand) festgehalten. Die Entstehung von Putzrissen, die Rissklassifizierung und typische Schadensbilder (Risskatalog) sind im Kapitel 6 (Risse auf verputztem Mauerwerk) beschrieben. Wie man Risse deutet, beurteilt und bewertet wurden im Kapitel 7 (Bedeutung, Beurteilung und Bewertung von Rissen) erklärt. Außerdem wurden die Nachbesserung nach WTA-Merkblatt beschrieben sowie welche Risse einen Mangel darstellen.

Die Auswertung der Untersuchung von den Objekten ist in den Kapiteln 8 & 9 (Daten- und Risserfassung aus den Datenerfassungsbögen & Auswertung der Daten) in Tabellen und Diagrammen zusammengefasst. Die Untersuchung wurde an 21 Objekten von 5 verschiedenen Bauunternehmern durchgeführt und mit Hilfe eines Datenerfassungsbogens wurden sämtliche Daten der Objekte erfasst. Die Objekte wurden alle mit Hochlochziegel gemauert. Objekte mit anderen Mauersteinen konnten nicht gefunden werden. Leider konnte nur bei 2 Objekten die Risse geöffnet werden, da man bei den anderen Objekten keine Erlaubnis hatte. Zum Schluss, siehe Kapitel 10 (Auswertung von einzelnen Objekten), wurden aus allen Objekten 3 interessante ausgesucht und genauer analysiert und bewertet.

Inhaltsverzeichnis:

1. Vorwort 5
2. Einführung 6
3. Das Mauerwerk 9
3.1 Vorbemerkung 9
3.2 Normung 9
3.3 Aufgaben des Mauerwerks 10
3.4 Technische Regelwerke vom Mauerwerk/Mauersteinen 11
3.4.1 Einteilung der künstlichen Steine 11
3.4.2 Keramische Steine 13
3.4.2.1 Mauerziegel 13
3.4.3 Mineralisch gebundene Steine 16
3.4.4 Marktanteile von Mauersteinen 20
3.4.5 Eigenschaften und Anforderungen an Mauersteinen 21
3.5 Mauermörtel 26
3.5.1 Arten und Lieferform von Mauermörtel 26
3.5.2 Einteilung in Mörtelgruppen 27
3.5.3 Einflüsse auf die Eigenschaften 28
3.5.4 Anforderungen an den Mauermörtel 29
3.6 Festigkeit und Verformungseigenschaften 31
3.6.1 Trocknungsverhalten von Mauersteinen 33
3.7 Besonderheiten von Leichtmauerwerk 35
4. Der Putz 36
4.1 Vorbemerkung 36
4.2 Normung 38
4.2.1 Definition in der Norm 38
4.3 Außenputz/Außenputzsystem 39
4.3.1 Putzregel „weich auf hart“ 41
4.3.2 Putzregel „Entkopplung“ 42
4.4 Putzmörtel 45
4.4.1 Unterscheidung nach dem Zustand 47
4.4.2 Unterscheidung nach dem Ort der Herstellung 47
4.5 Putzarten 49
4.5.1 Putz mit mineralischen Bindemitteln 49
4.5.2 Putz mit organischen Bindemitteln 51
4.5.3 Silikatputz 52
4.5.4 Lehmputze 53
4.6 Unterscheidung der Putze nach ihrer Funktion 54
4.6.1 Putz für allgemeine Anforderungen 54
4.6.2 Leichtputz 54
4.6.3 Wärmedämmputz 56
4.6.4 Sanierputz 57
4.7 Herstellung des Außenputzes 59
4.7.1 Verarbeitungsschritte 59
4.7.2 Putzgrund 59
4.7.3 Aufbringen des Unterputzes 63
4.7.4 Putzbewehrung 64
4.7.5 Aufbringen des Oberputzes 64
4.7.6 Sockelputz 66
5. Planungsgrundsätze für eine Außenwand 67
5.1 Mauerarbeiten 67
5.1.1 Anwendungsbeschränkung 67
5.1.2 Qualität der Steine 68
5.1.3 Hinweise zur Vermauerung 69
5.1.4 Fehler bei der Ausführung 70
5.1.5 Stoß- und Lagerfugen 74
5.1.6 Ausführung des Mauerwerks mit Dünnbettmörtel 75
5.1.7 Schutz des Mauerwerks 75
5.1.8 Einfluss von Neubaufeuchte 77
5.1.9 Mauern bei Frost 77
5.2 Putzarbeiten 78
5.2.1 Einfluss auf die Putzeigenschaften bei der Herstellung 78
5.2.2 Einwirkungen auf den Putz 79
5.2.3 Putzgrund 85
5.2.4 Trennlage im Deckenauflager 87
5.2.5 Fugen 88
6. Risse auf verputztem Mauerwerk 89
6.1 Entstehung von Putzrissen 89
6.2 Rissklassifizierung 90
6.2.1 Putzbedingte Risse 92
6.2.2 Putzgrundbedingte Risse 99
6.2.3 Bauwerksbedingte/Konstruktionsbedingte Risse 104
6.3 Typische Schadensbilder (Risskatalog) 109
6.3.1 Außenwand 109
6.3.2 Innenwand 115
7. Bedeutung, Beurteilung und Bewertung von Rissen 118
7.1 Vorgehensweise zur Beurteilung und Bewertung von Rissen 119
7.1.1 Sammeln von Daten und Fakten 119
7.2 Jeder Riss ein Mangel? 122
7.2.1 Beeinträchtigung der Nutzungsfunktion 122
7.2.2 Beeinträchtigung des optischen Erscheinungsbildes 123
7.2.3 Empfehlungen zur Vorgehensweise bei Mängeln durch Risse 124
7.3 Nachbesserung von Rissen 126
7.3.1 Nachbesserung von Einzelrissen - Verfahren E 126
7.3.2 Flächige Nachbesserungen - Verfahren F 129
7.4 Daten sammeln und untersuchen mit Hilfe eines Datenerfassungsbogens 133
7.4.1 Der Datenerfassungsbogen 133
8. Daten- und Risserfassung aus den Datenerfassungsbögen 143
8.1 Matrix der Datenerfassung 144
8.1.1 Erklärung von Abkürzungen und Bezeichnungen 147
8.2 Matrix der Risserfassung 148
9. Auswertung der Daten 152
9.1 Diagramm - Risse je Objekt 152
9.2 Diagramm - Gesamtheit aller Risse je Ursache 153
9.2.1 Diagramm - Unterteilung der Risse in ihre Rissarten 153
9.3 Diagramm - Objektanzahl je Mauerstein 154
9.4 Diagramm - Rissanzahl je Mauerstein 154
9.5 Zusammenfassung, Vergleiche und Wahrscheinlichkeiten 155
10. Auswertung von einzelnen Objekten 157
10.1 Auswertung Objekt 3 157
10.1.1 Beschreibung Konstruktion 157
10.1.2 Art der Rissbildung 158
10.1.3 Ursachen der Rissbildung 159
10.1.4 Sanierung und Instandsetzung der Risse 160
10.2 Auswertung Objekt 4 162
10.2.1 Beschreibung Konstruktion 162
10.2.2 Art der Rissbildung 163
10.2.3 Ursachen der Rissbildung 163
10.2.4 Abhilfe-, Sanierungsmaßnahmen und Schlussfolgerung 165
10.3 Auswertung Objekt 12 166
10.3.1 Beschreibung Konstruktion 166
10.3.2 Art der Rissbildung 167
10.3.3 Ursachen der Rissbildung 167
10.3.4 Abhilfe-, Sanierungsmaßnahmen und Schlussfolgerung 168
11. Stellungsnahme und Schlussfolgerung 170
11.1 Was kann weiter untersucht werden? 173
12. Literaturverzeichnis 174
13. Tabellen-, Abbildungs- & Diagrammverzeichnis 178
14. Anlage 181
14.1 Datenerfassungsbogen von den Objekten 1 bis 21 181

Automatisiert erstellter Textauszug:

Die bisherigen Betrachtungen bezogen sich hauptsächlich auf die Einwirkungen des Außenklimas und der Umgebungseinflüsse auf den Putz. Der Einfluss des Putzgrundes wurde lediglich hinsichtlich der Eigenschaften des entstehenden Putzes in der Erhärtungsphase betrachtet. Es gibt aber auch Einwirkungen vom Putzgrund auf den erhärteten Putz, die insbesondere bei den heutigen Wandbildnern zu beachten sind. In diesem Zusammenhang wird zwischen “stabilem“ Putzgrund und “beweglichem“ Putzgrund unterschieden, wie im Folgenden erläutert wird. Stabiler Putzgrund Das frühere Mauerwerk aus kleinformatigen Steinen und relativ geringen Unterschieden der Eigenschaften von Mauersteinen und Mörtel bildete einen weitgehend homogenen Putzgrund, im Folgenden als “stabiler“ Putzgrund bezeichnet. Die Festigkeit und Stabilität dieses Mauerwerks ertrug jeden Putz. Der Putz, der auf der Baustelle hergestellten wird, muss keine besonderen Spezifikationen aufweisen. Beweglicher Putzgrund Das heutige Mauerwerk besteht in der Regel aus großformatigen, porosierten oder gelochten Blocksteinen mit teil- oder nichtvermörtelte Stoßfugen, wofür die Bezeichnung “beweglicher“ Putzgrund verwendet wird. Als solche Putzgründe sind folgende zu betrachten, wobei die Ursache der nicht wörtlich zu nehmender „Beweglichkeit“ unterschiedlich sein kann: ƒ Mauerwerk aus Leicht- oder Porenbeton: Zementgebundene Mauersteine schwinden, abhängig von Zementgehalt, Zuschlagstoff und von der Anfangsfeuchte beim Aufmauern. Dies kann sich in den Stoß- und Lagerfugen auswirken, insbesondere dann, wenn diese nicht voll vermörtelt sind. Mauerwerk aus porosierten Leichtziegeln: Ziegel, auch Leichtziegel schwinden zwar nicht, aber sie sind deutlich anisotrop, das heißt sie haben unterschiedliche Festigkeiten vertikal und quer zur Steinlage. Bei ausreichender Festigkeit bei vertikaler Belastung (Normdruckfestigkeit des Mauerwerks) kann die Querdruckfestigkeit auf 5% bis 40% der Normdruckfestigkeit reduziert sein, je nach Lochanordnung und Stegdicke (siehe auch Kapitel 4.3). Da in einer Fassade je nach deren Unterbrechungen durch Fenster, Türen oder durch besondere Gliederungen auch Querkräfte auftreten (Abbildung 42), können bei zu geringer Querfestigkeit Mauerrisse aufgrund von Druck- oder Zugkräften auftreten. Begünstigt wird dies durch die Verwendung von Leichtmauermörtel mit einem geringeren Querdehnungsmodul als Normalmörtel (Abbildung 43). Bei ausreichender Tragfähigkeit bei senkrechter Belastung ist Mauerwerk aus anisotropen Steinen der beschriebenen Art empfindlich gegen Querkräfte, wobei Unterschiede je nach Ziegelfabrikat bestehen können. Dadurch unterscheidet sich das heutige Leichtziegelmauerwerk vom früheren Vollstein- oder Hochlochziegelmauerwerk. [...]

5.2.2.4 Erhöhter Salzgehalte – Mauersalpeter Die unter den in Kapitel 5.2.2.3 geschilderten Verhältnissen in das Mauerwerk eingebrachter Salze sowie Streusalz im Winter sind hygroskopisch, d.h. sie nehmen Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft auf, abhängig von deren relativer Feuchte. Salzbelastetes Mauerwerk nimmt demzufolge ebenfalls höhere hygroskopische Feuchtgehalte an, und zwar umso mehr, je größer der Salzgehalt ist. Diese Feuchtigkeit bleibt als “Dauerfeuchte“ im Mauerwerk und ist nur gewissen Schwankungen der umgebenden relativen Luftfeuchte unterworfen. Bei trockenem Wetter, insbesondere bei Besonnung, geht die Mauerfeuchte etwas zurück, wobei Teile des enthaltenen Salzes auskristallisieren, die dann aber bei höherer Luftfeuchte wieder in Lösung gehen. Bei der Kristallbildung besteht die Tendenz, dass die großen Kristalle auf Kosten der umgebenden kleineren wachsen, auch dann, wenn eine Pore bereits gefüllt ist. Der entstehende Kristallisationsdruck kann das Porengefüge sprengen wie auch gefrierendes Wasser durch die Volumenvergrößerung des Eises Frostsprengungen zur Folge haben kann. Neben der erhöhten Feuchte ist somit eine Schädigung von Putzen und Mauersteinen die Folge erhöhten Salzgehaltes. Abbildung 41 zeigt eine solche geschädigte Außenwand. Die unregelmäßige Fleckenbildung, die auch auf stärkere Schmutzaufnahme der feuchten Bereiche zurückzuführen ist, hängt mit der zufälligen, meist unregelmäßigen Salzbelastung zusammen. Bei aufsteigender Feuchte bildet sich demgegenüber ein gleichmäßiger “Wassersaum“ im Fundamentbereich. [...]

5.2.2.3 Aufsteigende Feuchte Viele alte Gebäude, die an das Erdreich grenzenden Wandbereichen haben, sind feucht, was in der Vergangenheit meist als Folge “aufsteigender Feuchte“ erklärt worden ist. Bekräftigt wurde diese Meinung dadurch, dass Horizontalsperren zwischen Fundament und aufgehendem Mauerwerk erst etwa um 1900 üblich waren und die “aufsteigende Feuchte“ eher bei älteren Gebäuden ohne Horizontalsperre festgestellt wird. Dies ist durch neuere Untersuchungen widerlegt. Um die Jahrhundertwende ist nämlich auch ein anderes Ereignis eingetreten, das in diesem Zusammenhang von Bedeutung ist. Früher erfolgte die Entsorgung von Haushalts- und Gewerbeabwässern im Wesentlichen über Rinnen und Kandel längs der Straßen und Wege. Mit den Abwässern mitgeführte Fäulnisprodukte sowie Urin und Exkremente enthalten Harnstoff, welcher durch das von den Bakterien produzierte Enzym Uriase in Ammoniak und mithilfe von Nitrifikanten in Nitrat umgewandelt wird. Diese Nitrat- und andere Salze durchsetzten die unbefestigten Wege und Straßen, die bei Regen oft voller Schlamm und Morast und kaum begehbar waren. Über Spritzwasser von Fuhrwerken gelangten diese Salze an die Hauswände und sind die Ursache für Feuchteschäden (siehe auch Kapitel 5.2.2.4). Dass aufsteigende Feuchte nicht in dem Maße wie bisher angenommen auftritt, geht einmal daraus hervor, dass bei vielen Wasserschlössern, bachbegrenzenden Mauern und Kaimauern kaum größere Durchfeuchtungen vom Wasserspiegel her festzustellen sind. Zum anderen haben neuere Untersuchungen ergeben, dass bei Mauerwerk zwischen Mauersteinen und Mörtelfugen große Übergangswiderstände auftreten, die zur Folge haben, dass im Wasser stehende Mauern kaum über die zweite oder dritte Steinlage durchfeuchtet werden. Dies ist auch der Grund dafür, warum viele in der Vergangenheit praktizierte Maßnahmen gegen vermeintlich aufsteigende Feuchte keine Wirkung erbrachten, wie z.B. das Einbauen von Entfeuchtungsröhrchen, elektroosmotische Verfahren oder Injektionen verschiedener Art. [...]

Arbeit zitieren:
Reiner, Markus Juli 2004: Risse auf verputztem Leichtmauerwerk, Hamburg: Diplomica Verlag

Schlagworte:
Wandaufbau, Rissbildung, Ziegelmauerwerk, Datenerfassungsbogen, Putzrisse

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