Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf verschiedenen Mauerwerksuntergründen
- Art: Diplomarbeit
- Autor: René Hesselbarth
- Abgabedatum: Juli 2001
- Umfang: 143 Seiten
- Dateigröße: 17,7 MB
- Note: 1,0
- Institution / Hochschule: Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (FH) Deutschland
- ISBN (eBook): 978-3-8324-5015-1
-
ISBN (Paperback) :
978-3-8324-5015-1 P - ISBN (CD) :978-3-8324-5015-1 CD
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Hesselbarth, René Juli 2001: Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf verschiedenen Mauerwerksuntergründen, Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: Putzmörtel, Risse, Putz, Putzschäden
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Diplomarbeit von René Hesselbarth
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 heute verwendeten Steinformaten auf.
Im Laufe der weiteren Entwicklung in der Baustoffindustrie und besonders durch die Energiekrisen in den siebziger Jahren wurden verstärkt Baustoffe mit immer höherer Wärmedämmung und abnehmenden Wanddicken bei gleichzeitiger Vergrößerung der Formate entwickelt. Die Frage nach dem richtigen, auf den Putzgrund abgestimmten Putz ist daher heute aktueller als je zuvor.
Die dargestellte gegenläufige Entwicklung – harter, unelastischer Putz auf weichem dämmenden Untergrund – ist die Ursache vieler Putzschäden. Deshalb muss es das Ziel sein, die verschiedenen Putzarten auf den Putzgrund abzustimmen.
Als Hauptinhalt der Diplomarbeit sollte das Verhalten von zwei unterschiedlichen Putzmörteln auf verschiedenen Mauerwerksuntergründen untersucht werden. Dabei stellen die theoretischen Grundlagen im ersten Abschnitt eine Einführung in die angesprochene Problematik dar. Anschließend folgen die Versuchsbeschreibungen bzw. Auswertungen und im Ergebnis der Diplomarbeit Hinweise zur Beschaffenheit von Außenputzen auf wärmedämmenden Mauerwerksuntergründen, um Rissschäden vermeiden bzw. eingrenzen zu können.
Die in der Studie erwähnte CD-Rom ist nicht im Lieferumfang enthalten, da sie für das Verständnis der Studie nicht notwendig ist.
Inhaltsverzeichnis:
| Thesen zur Diplomarbeit | 8 | |
| 1. | Vorwort | 9 |
| 2. | Theoretische Grundlagen | 10 |
| 2.1 | Kenngrößen von Baustoffen | 10 |
| 2.2 | Lastbedingte Formänderungen | 10 |
| 2.3 | Der Ziegel | 12 |
| 2.3.1 | Kennwerte und Eigenschaften | 13 |
| 2.3.2 | Vollziegel und Leichthochlochziegel | 14 |
| 2.4 | Mauermörtel | 15 |
| 2.4.1 | Begriffsbestimmung | 15 |
| 2.4.2 | Eigenschaften | 17 |
| 2.5 | Putzmörtel | 18 |
| 2.5.1 | Begriffsbestimmung | 18 |
| 2.5.2 | Putzmörtelgruppen | 18 |
| 2.5.3 | Herstellungs-, Lösch- und Erhärtungsprozesse | 19 |
| 2.6 | Witterungsbedingte Putzbeanspruchungen | 22 |
| 2.6.1 | Der Einfluss von Wasser, Schlagregen und Frost | 22 |
| 2.7 | Rissbilder im Außenputz und ihre Ursachen | 25 |
| 2.7.1 | Definition Riss | 25 |
| 2.7.2 | Klassifizierung von Putzrissen | 26 |
| 2.8 | Putzaufbau | 29 |
| 2.8.1 | Putzlagen | 29 |
| 2.8.2 | Der Putzgrund | 29 |
| 2.8.3 | Unterschiede zwischen „altem“ und „neuem“ Putz | 31 |
| 2.8.4 | Rissbildung infolge Verwendung von hochwärmedämmendem Mauerwerk | 32 |
| 3. | Experimentelle Untersuchungen | 35 |
| 3.1 | Vorbemerkungen | 35 |
| 3.2 | Kennwerte der verwendeten Materialien | 35 |
| 3.2.1 | Putzmörtel | 35 |
| 3.2.2 | Mauersteine | 36 |
| 3.3 | Versuchsprogramm zur Ermittlung ausgewählter Kennwerte der verwendeten Materialien | 37 |
| 3.3.1 | Beschreibung der Experimente zur Bestimmung der Putzmörtelkennwerte | 37 |
| 3.3.2 | Beschreibung der Experimente zur Bestimmung ausgewählter Ziegelkennwerte | 46 |
| 3.3.3 | Versuche am Verbundsystem Außenputz-Ziegel zur Untersuchung des Rissverhaltens bei extremer Temperaturwechselbeanspruchung | 49 |
| 3.4 | Zusammenstellung und Wertung der ermittelten Ergebnisse | 55 |
| 3.4.1 | Ermittelte Kennwerte der Putzmörtel | 55 |
| 3.4.2 | Ermittelte Kennwerte der Ziegel | 65 |
| 3.4.3 | Ergebnisse der Versuche am Verbundsystem Putz-Ziegel | 68 |
| 3.5 | Rechnerische Ermittlung der Risssicherheit | 82 |
| 3.6 | Beurteilung der Prüfungen zur Bestimmung der Dauerhaftigkeit von Putzmörteln | 83 |
| 4. | Zusammenfassung, Verbunden mit Hinweisen zur Vermeidung von Putzschäden auf hochwärmedämmenden Mauerwerk | 85 |
| 5. | Anhang | 89 |
| 5.1 | Messergebnisse | 89 |
| 5.1.1 | Bestimmung des Luftporengehaltes des Frischmörtels nach DIN 18 555, Teil 2 | 89 |
| 5.1.2 | Bestimmung des Ausbreitmaßes nach DIN 1060, Teil 3 | 89 |
| 5.1.3 | Bestimmung der Frischmörtelrohdichte nach DIN 18 555, Teil 2 | 89 |
| 5.1.4 | Bestimmung der Zugfestigkeit der Putzmörtel | 90 |
| 5.1.5 | Ergebnisse der Schwindmessung Faser-Leichtputz MFL | 91 |
| 5.1.6 | Ergebnisse der Schwindmessung Kalk-Zementputz MK3 | 95 |
| 5.1.7 | Gesammelte Wetterdaten aus der Sächsischen Zeitung und Dresdner Neusten Nachrichten vom 25.04. - 20.06.2001 | 99 |
| 5.1.8 | Temperatur und Luftfeuchtigkeitsaufzeichnung während einer Woche mit Hilfe eines Thermo-Hygrographen im Klimaschrank | 100 |
| 5.1.9 | Berechnung der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl nach DIN 52 615 | 100 |
| 5.1.10 | Ermittelte Wasseraufnahme und -abgabe zur Bestimmung des Wasseraufnahmekoeffizienten der Putzmörtel | 101 |
| 5.1.11 | Kalibrierung der Kriechstände mittels Kraftmessdose | 102 |
| 5.1.12 | Bestimmung der Kriechdehnungen an den Putzmörteln | 102 |
| 5.1.13 | Bestimmung der Abmessungen von Ziegeln nach DIN 105 | 103 |
| 5.1.14 | Bestimmung der Ziegelrohdichte nach DIN 105, Teil 1 | 104 |
| 5.1.15 | Bestimmung der Scherbenrohdichte nach DIN 105, Teil 1 | 104 |
| 5.1.16 | Vorrichtung zur Wägung der Hochlochziegel unter Wasser | 104 |
| 5.1.17 | Temperatur- und Feuchtigkeitsaufzeichnung während einer Woche im Raum der unbelasteten Wände mit Hilfe des Thermo-Hygrographen | 105 |
| 5.1.18 | Temperatur- und Feuchtigkeitsaufzeichnung während einer Woche im Raum der belasteten Wände mit Hilfe des Thermo-Hygrographen | 105 |
| 5.1.19 | Temperatur- und Feuchtigkeitsaufzeichnung für eine Woche während der Prismenlagerung mit Hilfe des Thermo-Hygrographen | 106 |
| 5.1.20 | Verformungen der Mauersteine während der Quellmessung | 106 |
| 5.1.21 | Ermittelte Wasseraufnahme und -abgabe zur Bestimmung des Wasseraufnahmekoeffizienten der Ziegel | 106 |
| 5.1.22 | Anhaltswerte für die Beurteilung der Prüfergebnisse des Karsten´schen Röhrchens (gemittelte Wassereindringwerte je Minute und 3 cm³ Prüffläche) /43/ S. 400 | 107 |
| 5.1.23 | Messwerte des Karsten'schen Röhrchens | 107 |
| 5.1.24 | Messpunktanordnung der Thermoelemente an den Versuchswänden | 108 |
| 5.1.25 | Anordnung der Setzdehnungsmesspunkte auf den Versuchswänden | 109 |
| 5.1.26 | Messwerte der Putzdehnungen infolge extremer Temperaturbelastungen | 109 |
| 5.1.27 | Ergebnisse der Haftzugprüfungen nach DIN 18 555, Teil 6 | 110 |
| 5.1.28 | Ergebnisse der dynamischen E-Modulprüfungen an den Putzscheiben | 110 |
| 5.1.29 | Ergebnisse der Druckfestigkeitsprüfung an den Putzscheiben | 111 |
| 5.1.30 | Ergebnisse der Scherfestigkeitsprüfung an den Probekörpern | 111 |
| 5.1.31 | CD-ROM, Inhalt: Diplomarbeit im Word 2000- und pdf-Format, Exceltabellen,Grafiken und Bilder | 111 |
| 5.2 | Prüfprotokolle | 112 |
| 5.2.1 | Biegzug- und Druckfestigkeit Faser-Leichtputz MFL nach 28 Tagen | 112 |
| 5.2.2 | Biegezug- und Druckfestigkeit Kalk-Zementputz MK3 nach 28 Tagen | 112 |
| 5.2.3 | Biegezug- und Druckfestigkeit Dünnbetmörtel nach 28 Tagen | 113 |
| 5.2.4 | Biegezug- und Druckfestigkeit Mauermörtel nach 28 Tagen | 113 |
| 5.2.5 | Biegezug- und Druckfestigkeit Faser-Leichtputz MFL nach 56 Tagen | 114 |
| 5.2.6 | Biegezug- und Druckfestigkeit Kalk-Zementputz MK3 nach 56 Tagen | 114 |
| 5.2.7 | Biegezug- und Druckfestigkeit Dünnbettmörtel nach 56 Tagen | 115 |
| 5.2.8 | Biegezug- und Druckfestigkeit Mauermörtel nach 56 Tagen | 115 |
| 5.2.9 | Trockenrohdichte Faser-Leichtputz MFL | 116 |
| 5.2.10 | Trockenrohdichte Kalk-Zementputz MK3 | 116 |
| 5.2.11 | Druckfestigkeit an Würfeln nach 14 Tagen vor der E-Modulprüfung (Kalk-Zementputz) | 117 |
| 5.2.12 | E-Modul Kalk-Zementputz MK3 nach 14 Tagen | 117 |
| 5.2.13 | Druckfestigkeit nach der E-Modulprüfung Kalk-Zementputz MK3 nach 14 Tagen | 119 |
| 5.2.14 | Druckfestigkeit an Würfeln nach 28 Tagen vor der E-Modulprüfung (Kalk-Zementputz MK3) | 120 |
| 5.2.15 | E-Modul Kalk-Zementputz MK3 nach 28 Tagen | 120 |
| 5.2.16 | Druckfestigkeit nach der E-Modulprüfung Kalk-Zementputz MK3 nach 28 Tagen | 122 |
| 5.2.17 | Druckfestigkeit Plangitterziegel P014, 12DF | 123 |
| 5.2.18 | E-Modul Plangitterziegel | 123 |
| 5.2.19 | Druckfestigkeit Vollziegel MZ 1,8 | 125 |
| 5.2.20 | E-Modul Vollziegel MZ 1,8 | 125 |
| 5.2.21 | Dynamischer E-Modul der Putzmörtel nach 14 Tagen | 127 |
| Faser-Leichtputz MFL | 127 | |
| Kalk-Zementputz MK3 | 128 | |
| 5.2.22 | Dynamischer E-Modul der Putzmörtel nach 28 Tagen | 129 |
| Faser-Leichtputz MFL | 129 | |
| Kalk-Zementputz MK3 | 130 | |
| 5.3 | Quellenverzeichnis | 131 |
| 5.4 | Bildverzeichnis | 134 |
| 5.5 | Abbildungsverzeichnis | 136 |
| 5.6 | Tabellenverzeichnis | 136 |
| 5.7 | Diagrammverzeichnis | 137 |
| 5.8 | Normenverzeichnis | 138 |
| Danksagung | 140 | |
| Erklärung | 141 |
3.3.1.3. Rohdichte und Druckfestigkeit der Putze Die Rohdichten- und Druckfestigkeitsprüfungen der Putze wurden an Prismen der Abmessungen 40x40x160 mm durchgeführt, in Anlehnung an DIN 18 555. Die Abmessungen der Druckflächen betrugen 40x40 mm. 3.3.1.4. Statischer E-Modul Von den Putzmörteln wurde im statischen Druckversuch die Längsdehnung bestimmt und hieraus die Elastizitätsmodule in Anlehnung an DIN 18 555, Teil 4 ermittelt. Um im statischen Druckversuch den E-Modul bestimmen zu können, sind größere Probekörperabmessungen nötig gewesen. Demzufolge wurden Prismen mit den Abmessungen 100x100x200 mm hergestellt. Die Lagerung erfolgte wieder in Anlehnung an die DIN 18 555, Teil 3. Die E-Modulermittlung geschah im Alter von 14 und 28 Tagen. Zur Ermittlung der nötigen Prismenbelastung wurden bei Herstellung der Prismen jeweils 3 Würfel (100x100x100 mm) zusätzlich hergestellt. An ihnen sind Bruchlast bzw. die daraus resultierenden Mörteldruckfestigkeiten bestimmt worden. Aus der Spannung bei 1/3 der erreichten Mörteldruckfestigkeit der bis zum Bruch belasteten Würfeln (100x100x100 mm) wird der statische E-Modul ermittelt. Der Grund, weshalb nur 1/3 der erreichten Mörteldruckfestigkeit verwendet wird, liegt im Hooke´schen Gesetz begründet. Dieses Gesetz gilt nur innerhalb des Proportionalitätsbereiches (Elastizitätsbereich). [...]
Weiterhin ist der Putzmörtel MFL nach den Merkblättern diffusionsoffen. Der geringe Wasserdampfdiffusionswiderstand ist bezeichnend dafür (s. Tab. 7), im Gegensatz dazu besitzt z.B. ein Normalbeton nach DIN 1045 (Kies- oder Splittbeton mit geschlossenem Gefüge) einen Wert von ca. 70. /35/ S. 10.12 Der Leichtputz ist wasser-abweisend eingestellt und kann ohne Grundierung auf stark saugende Untergründe, wie Porenbetone aufgetragen werden. Auf Grund des niedrigen E-Moduls von ca. 1470 N/mm² ist ein minimales Risiko gegeben, durch Spannungen Risse entstehen zu lassen. Deshalb bietet er neben dem „altbewährten“ Kalk-Zementputz ideale Voraussetzungen für die vorgesehenen Untersuchungen. Das günstige Verhältnis von Druck- zu Biegezugfestigkeit ist bezeichnend für eine hohe Elastizität. Bei den Eigenschaften des Kalk-Zementputzes wird angegeben, dass er sehr geschmeidig, diffusionsoffen und feuchteregulierend für ein behagliches Raumklima sorgt. Des Weiteren ist er, wie der Faser-Leichtputz, witterungsbeständig und frostsicher nach der Erhärtung. 3.2.2. Mauersteine Das Merkblatt der Firma Eder gibt folgende Kennwerte an /36/: Plangitterziegel Abmessungen: 247x365x249 (LxBxH) [mm] Format: 12 DF Rohdichte: 0,70 kg/dm³ Druckfestigkeit: 8 N/mm² Gewicht: 15,0 kg 0,14 W/mK Wärmeleitfähigkeit λR: Wärmedurchgangskoeffizient 0,35 W/m²K mit Leichtputz: Wärmedurchlasswiderstand 2,69 W/m²K mit Leichtputz: Schalldämmmaß: keine Angaben [...]
Als Hauptinhalt dieser Diplomarbeit soll das Verhalten von zwei unterschiedlichen Putzmörteln auf verschiedenen Mauerwerksuntergründen untersucht werden. Wie schon in der Aufgabenstellung und im Vorwort angedeutet, sind in den letzten Jahren vermehrt Rissschäden an verputzten hochwärmedämmenden Mauerwerkswänden aufgetreten. Die thermisch-hygrische Belastung bietet eine geeignete Grundlage zur Untersuchung dieser Problematik. Ziel sollte es sein, das verputzte Ziegelmauerwerk bei extremen Temperaturbeanspruchungen, wie sie z.B. bei einem sommerlichen Gewitterregen auftreten können zu untersuchen. Bei dieser Beanspruchung wird die stark aufgeheizte Außenwand schlagartig abgekühlt, die dabei entstehende Verkürzung kann Risse im Putz entstehen lassen. Als Untersuchungsmaterialien wurden von der Firma quick-mix zwei Putzmörtel zur Verfügung gestellt. Hierbei handelte es sich um einen gewöhnlichen Kalk - Zementmaschinenputz (Produktname MK3) für die Anwendung auf Mauerwerk und Beton und einer Neuentwicklung auf dem Leichtputzsektor. Der faserverstärkte Leichtmaschinenputz (Produktname Faser-Leichtputz MFL) wurde speziell für Leichtwandbaustoffe entwickelt. Als Mauerwerksuntergründe wurde Ziegelmauerwerk im Normalformat und hochwärmedämmende Leichthochlochziegel (LHLz) der Firma Eder verwendet. Das Ziegelmauerwerk bestand aus Vollziegeln MZ 1,8 (Format 1 NF) sowie Plangitterziegeln P 014 (12 DF, Wärmeleitfähigkeit λ = 0,14 W/(mK)). Wenn in den nachfolgenden Ausführungen von Leichtputz, Kalk-Zementputz, Vollziegeln bzw. Leichthochlochziegeln die Rede ist, sind damit die aufgeführten Materialien gemeint. [...]
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Link zur Arbeit:
http://www.diplom.de/ean/9783832450151
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Hesselbarth, René Juli 2001: Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf verschiedenen Mauerwerksuntergründen, Hamburg: Diplomica Verlag
Schlagworte:
Putzmörtel, Risse, Putz, Putzschäden



