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Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf verschiedenen Mauerwerksuntergründen

Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf verschiedenen Mauerwerksuntergründen
Über dieses Buch
  • 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

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

Automatisiert erstellter Textauszug:

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. [...]

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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