Risse auf verputztem Leichtmauerwerk
- 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
In den Warenkorb
74,00 €
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 |
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: 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. [...]
In den Warenkorb
74,00 €
Link zur Arbeit:
http://www.diplom.de/ean/9783832482077
Arbeit zitieren:
Reiner, Markus Juli 2004: Risse auf verputztem Leichtmauerwerk, Hamburg: Diplomica Verlag
Schlagworte:
Wandaufbau, Rissbildung, Ziegelmauerwerk, Datenerfassungsbogen, Putzrisse



