Mauerwerkstrockenlegung: Von den Grundlagen zur praktischen Anwendung [2., aktual. Aufl.] 9783990431719

Table of contents :
VORWORT ZUR 2. AUFLAGE
VORWORT ZUR 1. AUFLAGE
INHALTSVERZEICHNIS
1. Feuchtigkeit im Mauerwerk
1.1 Feuchtigkeitsursachen
1.2 Porenstrukturen
1.3 Be- und Entfeuchtung
1.4 Kapillarität
1.5 Bauschädliche Salze
1.6 Feuchtigkeitsquellen
1.7 Frost
1.8 Organismen
2. Historisches Mauerwerk
2.1 Die Baustoffe
2.2 Ziegelmauerwerk
2.3 Natursteinmauerwerk
2.4 Mauern aus Stampf- oder Gussmassen
2.5 Fundierungen
2.6 Historische Abdichtungsmaßnahmen
3. Bauwerksanalyse und Sanierungskonzept
3.1 Bestandsaufnahme
3.2 Probenentnahme
3.3 Baustoffanalysen
3.4 Bauwerksdiagnose
3.5 Sanierungsplanung
3.6 Kontrolle der Wirksamkeit
3.7 Bauwerksdiagnose – ÖNORM B 3355-1
4. Verfahren zur nachträglichen Horizontalabdichtung
4.1 Mechanische Verfahren
4.2 Injektionsverfahren
4.3 Elektrophysikalische Verfahren
4.4 Ungeeignete und/oder problematische Verfahren
4.5 Horizontalabdichtung – ÖNORM B 3355-2
5. Flankierende Maßnahmen zur Mauerwerkstrockenlegung
5.1 Entfeuchtung
5.2 Schadsalzreduktion
5.3 Vertikalabdichtungen
5.4 Putze
5.5 Anstriche
5.6 Drainagen
5.7 Wärmedämmung
5.8 Fußböden
5.9 Klimatische Maßnahmen
5.10 Mauerwerksverfestigung
5.11 Flankierende Maßnahmen – ÖNORM B 3355-3
6. Ausführungsdetails, Ausschreibung
6.1 Ausführungsdetails und Anschlüsse
6.2 Ausschreibung
6.3 Werkvertragsnorm – ÖNORM B 2202
Quellennachweis
Literaturverzeichnis
Sachverzeichnis

Citation preview

¿J SpringerWienNewYork

Altbausanierung Sonderband Herausgegeben von Anton Pech

Michael Balak Anton Pech

Mauerwerkstrockenlegung Von den Grundlagen zur praktischen Anwendung

Zweite, aktualisierte Auflage

SpringerWienNewYork

Dipl.-lng. Dr. Michael Balak Dipl.-Ing. Dr. Anton Pech Wien, Österreich

Der Abdruck der zitierten ÖNORMen erfolgt mit Genehmigung des Österreichischen Normungsinstitutes, Heinestraße 38, 1020 Wien. Benutzungshinweis: ON Österreichisches Normungsinstitut, Heinestraße 38, 1020 Wien, Tel. ++43-1-21300-805, Fax ++43-1-21300-818, E-mail: [email protected] Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdruckes, der Entnahme von Abbildungen, der Funksendung, der Wiedergabe auf photomechanischem oder ähnlichem Wege und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. © 2003, 2008 Springer-Verlag/Wien Printed in Austria Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Buch berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Produkthaftung: Sämtliche Angaben in diesem Fachbuch/wissenschaftlichen Werk erfolgen trotz sorgfältiger Bearbeitung und Kontrolle ohne Gewähr. Insbesondere Angaben über Dosierungsanweisungen und Applikationsformen müssen vom jeweiligen Anwender im Einzelfall anhand anderer Literaturstellen auf ihre Richtigkeit überprüft werden. Eine Haftung der Herausgeber, der Autoren oder des Verlages aus dem Inhalt dieses Werkes ist ausgeschlossen. Korrektorat: Mag. Sabine Wiesmühler Textkonvertierung und Umbruch: Grafik Rödl, 2486 Pottendorf, Österreich Druck und Bindearbeiten: Druckerei Theiss GmbH, 9431 St. Stefan, Österreich Gedruckt auf säurefreiem, chlorfrei gebleichtem Papier - TCF SPIN: 12068418

Mit zahlreichen (teilweise farbigen) Abbildungen

Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar.

ISBN 3-211-83805-8 1. Aufl. SpringerWienNewYork

ISBN 978-3-211-75777-2 SpringerWienNewYork

VORWORT ZUR 2. AUFLAGE Auf Grund einer Änderung der Normensituation in Österreich wurde eine Aktualisierung der entsprechenden Normenpassagen, vor allem der in Europa einzigen Normung zur Mauerwerkstrockenlegung, der ÖNORM-Serie Β 3355 erforderlich. Ebenso haben neue Erkenntnisse und zusätzliche Erfahrungen der Autoren seit dem Erscheinen der 1. Auflage Anpassungen, Änderungen und Ergänzungen bewirkt, dies vor allem im Bereich der Injektionsverfahren und der elektrophysikalischen Verfahren sowie bei den flankierenden Maßnahmen. Ausgehend von der Fachbuchreihe „Baukonstruktionen" ist auch eine neue Fachbuchreihe „Altbausanierung" derzeit in Planung, sodass die nun vorliegende aktualisierte 2. Ausgabe der „Mauerwerkstrockenlegung" als Sonderband der neuen Reihe Altbausanierung in einem neuen Layout erscheint.

VORWORT ZUR 1. AUFLAGE Das vorliegende Fachbuch weist auf die Problematik des äußerst komplexen Fachgebietes der Mauerwerkstrockenlegung und auf die damit verbundenen häufigen Fehlschläge in der Praxis hin, zeigt aber vor allem Wege zum Erfolg unter besonderer Berücksichtigung der praktischen Umsetzbarkeit. Die vermeidbaren Bauschadenskosten, verursacht durch unwirksame oder unzureichende Trockenlegungsmaßnahmen, belaufen sich in Österreich auf ca. 50 Millionen EURO pro Jahr. Die Ursachen für die häufigen Fehlschläge liegen in der Planung, Ausführung und Materialanwendung bzw. Materialqualität. Die Problematik bei der Planung liegt häufig darin, dass der Architekt oder planende Baumeister seine Fachkenntnis oft überschätzt und, ohne vorher aus Kostengründen eine entsprechende Bauwerksanalyse hinsichtlich Mauerwerkstrockenlegung durchführen zu lassen, Trockenlegungsmaßnahmen ausschreibt, die objektspezifisch oft nicht zielführend und/oder unzureichend sind. In der Praxis verlässt sich auch der Planer des Öfteren auf unqualifizierte oder produktorientierte Aussagen von Fachfirmen. Eine Umfrage bei - 4 0 Architekten in Österreich hat ergeben, dass 80% der Befragten von der ÖNORM Β 3355 „Trockenlegung von feuchtem Mauerwerk" noch nie etwas gehört haben. Dadurch sind die vielen Fehlschläge auf dem Gebiet der Mauertrockenlegung verursacht durch Planungsfehler durchaus erklärbar. Probleme bei der Ausführung liegen meist darin, dass das Personal von sogenannten Fachfirmen oft keine ausreichenden Fachkenntnisse hat und daraus Ausführungsfehler resultieren. Weiters sind oft auch die Anwendungsgrenzen der verwendeten Produkte nicht bekannt. Ergänzend dazu sind noch handwerkliche Fehlleistungen zu nennen. Die örtliche Bauaufsicht kann mehrheitlich die Ausführung von Trockenlegungsmaßnahmen aufgrund von mangelnder Fachkenntnis nicht ausreichend beurteilen und somit Fehlschläge nicht sofort erkennen. Die häufigsten Fehlerquellen bei der Materialqualität ergeben sich aus dem Umstand, dass die Produkthersteller sowohl die Planer als auch die ausführenden Fachfirmen nicht ausreichend über die Anwendungsgrenzen ihrer Produkte informieren und teilweise auch zu hohe Erwartungen in die eigenen Produkte stecken. Nicht zu unterschätzen sind die Produkte zur nachträglichen Horizontalabdichtung von Mauerwerk, die über Baumärkte vertrieben werden, welche natürlich auch Anwendungsgrenzen besitzen, die jedoch von den „Heimwerkern" objektspezifisch nicht überprüft werden bzw. vom Laien nicht überprüft werden können. Das vorliegende Fachbuch soll einen Beitrag zur Reduktion und Vermeidung von Bauschäden, verursacht durch mangelhafte und/oder unzureichende Trockenlegungsmaßnahmen leisten und grundlegende Kenntnisse der Schadensursachen und der Sanierungsmöglichkeiten vermitteln.

INHALTSVERZEICHNIS 1

Feuchtigkeit im Mauerwerk 1|1 1|2 113

1|4

1|5

1|6

1|7

1|8 2

Feuchtigkeitsursachen Porenstrukturen B e - u n d Entfeuchtung 1|3|1 Transportvorgänge 1|3|2 Kapillarkondensation 11313 Kondensation 1|3|4 Adsorption und Absorption 1|3|5 Wasserdampfdiffusion Kapillarität 1|4|1 Steighöhe 1|4|2 Sauggeschwindigkeit 1|4|3 Kapillardruck 1|4|4 Wasseraufnahmekoeffizient 1|4|5 Wassereindringkoeffizient 1|4|6 Wasserkapazität 1|4|7 Verdunstungseinfluss 1|4|8 Auswirkungen Bauschädliche Salze 1|5|1 Salzbildung 1|5|1|1 Salze im Ziegel 1|5|1|2 Salze im Mörtel 1|5|1|3 Salze in der Mauerwerksumgebung 1|5|1|4 Salze in Natursteinen 1|5|2 Kristallisation 11513 Hydratation 1|5|4 Hygroskopizität, Osmose 1|5|5 Auswirkungen 1|5|5|1 Innenkrustenbildung 1|5|5|2 Außenkrustenbildung Feuchtigkeitsquellen 1|6|1 Leckstellen 1|6|2 Niederschläge 1|6|2|1 Spritzwasser 1|6|2|2 Windeintrag 11 β 13 Bodenwässer 1|6|4 Baufeuchtigkeit Frost 1|7|1 Frostwirkung bei Ziegelmauerwerk 1|7|2 Frostwirkung bei Natursteinmauerwerk Organismen

1 1 2 4 5 10 10 12 12 14 14 15 15 16 16 17 18 18 20 20 25 27 28 29 29 30 31 33 34 35 36 36 36 36 37 37 37 38 39 39 40

Historisches Mauerwerk

45

2|1

45 45 46 46 47 48 49 49 51 51 53

Die Baustoffe 2|1|1 Der Ziegel 2|1|1|1 Zusammensetzung gebrannter Ziegel 2|1|1|2 Rohstoffe des Ziegels 2|1|1|3 Ziegelherstellung in der Gründerzeit 2|1|2 Die Steine 2|1|2|1 Die Steine des Keller-und Grundmauerwerks 2|1|2|2 Zusammensetzung und Eigenschaften der Steine 2|1|3 Der Mörtel 2|113|1 Die Entwicklung des Mörtels 2|113|2 Technologie der Bindemittel

Vili

Inhaltsverzeichnis 2|2

2|3

2|4

2|5

2|6

3

Ziegelmauerwerk 2|2|1 Abmessungen der Ziegel 2|2|2 Ziegelverbände 2|2|2|1 Läuferverband 2|2|2|2 Binderverband 2|2|2|3 Blockverband 2|2|2|4 Kreuzverband 2|2|2|5 Verbände hohler Mauern Natursteinmauerwerk 2|3|1 Reines Natursteinmauerwerk 2|3|1|1 Trockenmauerwerk 2|3|1|2 Zyklopenmauerwerk 2|3|1|3 Feldstein-und Findlingsmauerwerk 2|3|1|4 Bruchsteinmauerwerk Schichtenmauerwerk 2|3|1|5 2|3|2 Natursteinmauerwerk mit Ziegelbereichen 2|3|2|1 Bruchsteinmauerwerk mit Ecken aus Ziegeln 2|3|2|2 Mischmauerwerk Mauern aus Stampf- oder Gussmassen 2|4|1 Lehmstampfbau (Lehmpisee) 2|4|2 Kalksandstampfbau (Kalksandpisee) Fundierungen 2|5|1 Grundbank 2|5|2 Steinpackung 2|5|3 Sandschüttung 2|5|4 Betonbettung 2|5|5 Fundierung auf Senkbrunnen 2|5|6 Fundierung auf hölzernen Rosten 2|5|6|1 Liegende Roste 2|5|6|2 Pfahlroste 2|5|7 Fundierung auf Pfeilern und Gurten Historische Abdichtungsmaßnahmen 2|6|1 Die Abdichtungsmaterialien der Gründerzeit 2|6|1|1 Glas 2|6|1|2 Blei 2|6|1|3 Asphalt 2|6|1|4 Mastix-Zement 2|6|1 ¡5 Teer-Zement 2|6|1 ¡6 Portlandzement 2|6|1|7 Imprägnierung der Ziegel mit Seife und Alaun 2|6|2 Vertikale Abdichtungen 2|6|3 Horizontale Abdichtungen 2|6|4 Isoliergräben 2|6|5 Luftschichten im Mauerwerk

Bauwerksanalyse und Sanierungskonzept 311

3|2

3|3

Bestandsaufnahme 31111 Bestandsaufnahme Gebäude und Umgebung 3|1|2 Temperatur und Luftfeuchtigkeit Probenentnahme 3|2|1 Entnahmeorte 3|2|2 Methoden Baustoffanalysen 31311 Feuchtigkeitsgehalt 3|3|2 Maximale Wasseraufnahme 31313 Durchfeuchtungsgrad 3|3|4 Wassersättigungkoeffizient 31315 Restsaugfähigkeit

56 56 59 60 61 61 62 62 66 66 66 67 67 67 69 70 70 71 72 72 73 73 73 74 74 74 75 75 75 77 78 79 79 79 79 80 80 81 81 82 82 84 85 87 89 90 90 92 94 95 95 98 98 105 108 108 109

Inhaltsverzeichnis 3|3|6 Hygroskopische Ausgleichsfeuchtigkeit 3|3|7 Bauschädliche Salze 3131f5 M ö r t e l - u n d Putzbestandteile 3|3|9 Festigkeitsbestimmungen 3|3| 10 Anstriche 313111 Mikroorganismen Bauwerksdiagnose 3|4|1 Feuchtigkeit 3|4|2 Bauschädliche Salze 3|4|3 Klima, Temperaturen 3 ¡4 ¡4 Materialien 3|4|5 Festigkeit 3|4|6 Anstriche 3|4|7 Organismen Sanierungsplanung 3|5|1 Grundlagen des Sanierungskonzeptes 3|5|2 Sanierungsdetailplanung, Ausschreibung Kontrolle der Wirksamkeit 31 β 11 Feuchtigkeit 3|6|2 Bauschädliche Salze B a u w e r k s d i a g n o s e - Ö N O R M Β 3355-1 3|7|1 Bestandsaufnahme 3|7|2 Probenentnahme 3|7|3 Analysenkennwerte 3|7|4 Sanierungsplanung 3|7|5 Überwachung und Kontrolle

109 111 112 114 117 118 118 118 122 124 124 124 125 125 125 126 129 129 130 131 131 132 132 134 136 136

Verfahren zur nachträglichen Horizontalabdichtung

145

4|1

147 147 148 149 150 151 151 153 153

3|4

3|5

3|6

3|7

4

IX

4|2

4|3

4|4

4|5

Mechanische Verfahren 4|1|1 Übersicht Verfahren 4|1|1|1 Maueraustauschverfahren 4|1|1|2 Chromstahlblechverfahren 4|1|1|3 Bohrkernverfahren 4|1|1|4 Bohrlochfrässchlitzverfahren 4|1|1|5 Sägeverfahren 4|1|2 Statisch-konstruktive Auswirkungen 4|1|2|1 Vertikalverformungen im Schnittfugenbereich 4|1|2|2 Einsatzgrenzen und Materialkennwerte von bituminösen Abdichtungsbahnen und genoppten Stahlblechen 4|112|3 Aufnahme von Scherkräften Injektionsverfahren 4|2|1 Verfahren und Materialien 4|2|2 Anwendungsbereiche und Einsatzgrenzen 4|2|3 Statik Elektrophysikalische Verfahren 4|3|1 Verfahrensübersicht 4|3|2 Anwendungsbereiche und Einsatzgrenzen 4|3|3 Verfahrensdurchführung Ungeeignete und/oder problematische Verfahren 4|4|1 Mauerlungen 4|4|2 Sperrputze 4|4|3 Kontaktlose Verfahren 4|4|4 PassiveOsmose 4|4|5 Wandbeheizungen 4|4|6 Vorsatzschalen 4|4|7 Hinterlüftung Horizontalabdichtung - Ö N O R M Β 3355-2 4|5|1 Mechanische Verfahren

156 158 159 161 166 167 167 174 174 176 177 177 178 178 179 180 181 181 181 183

χ

Inhaltsverzeichnis 4|5|2 4|5|3

5

183 184

Flankierende Maßnahmen zur Mauerwerkstrockenlegung

199

5|1 5|2 5|3

199 204 209 210 211 211 211 213 214 217 218 218 218 218 219 220 223 225 225 226 227 227 228 228 229 229 229

5|4

5|5 5|6 5|7 5|8 5|9

5|10 5|11

6

Injektionsverfahren Elektrophysikalische Verfahren

Entfeuchtung Schadsalzreduktion Vertikalabdichtungen 5|3|1|1 Bituminöse Abdichtungen 5|3|1|2 Kunststoffabdichtungen 5|3|1|3 Dichtschlämmen, Sperrmörtel 5|3|1|4 Flächeninjektionen Putze 5|4|1|1 Sanierputze 5|4|1|2 Feuchtmauerputze 5|4|1 ¡3 Historische Putze 5|4|1|4 Sockelputze 5|4|1 ¡5 Trockenputze Anstriche Drainagen Wärmedämmung Fußböden Klimatische Maßnahmen 5|9|1 Vorsatzschalen 5|9|2 Lüftungsgräben 5|9|3 Wandbeheizungen Mauerwerksverfestigung Flankierende Maßnahmen - Ö N O R M Β 3355-3 5|11|1 Baustellenbezogene Maßnahmen 5|11|2 Gebäudebezogene, bauphysikalische Maßnahmen und Drainagen 511113 Konstruktionsbezogene Maßnahmen 5|11|4 Materialbezogene Maßnahmen

Ausführungsdetails, Ausschreibung

235

6|1

235 235 238 239 239 240 241 267 267 267 268 269 269 269 270 270 271 272 272 273 273

6|2 6|3

Ausführungsdetails und Anschlüsse 6|1|1 Abdichtungsanschlüsse 6|1|2 Putzfassade β 1113 Steinsockel 6|1|4 Vollwärmeschutzfassaden 6|1|5 Innenbereich Ausschreibung Werkvertragsnorm - Ö N O R M Β 2202 61311 Ausschreibung, Angebote 6|3|1|1 Angaben zum Leistungsverzeichnis 6|3|1|2 Leistungspositionen 6|3|1|3 Vom Auftraggeber zu erbringende Leistungen 6|3|2 Bauleistungen, Vertragsbestimmungen 6|3|2|1 Stoffe 6|3|2|2 Ausführung 6|3|2|3 Prüf- und Warnpflicht 6|3|2|4 Nebenleistungen 6|3|2|5 Abrechnung 6|3|2|6 Gewährleistung, Sicherstellung 6|3|2|7 Übernahme 6|3|2|8 Sicherstellung

Quellennachweis

275

Literaturverzeichnis

276

Sachverzeichnis

288

Feuchtigkeit im Mauerwerk

1

Feuchtigkeitsursachen

111

Die Aufnahme von Feuchtigkeit in Bauteilen kann grundsätzlich entweder in

Tabelle 1.1:

flüssiger Form oder durch Wasserdampf, der im Mauerwerk in den flüssigen Aggregatzustand übergehen kann, erfolgen.

Feuchtigkeitsbeanspruchungen von M a u e r w e r k [92]

W a s s e r a u f n a h m e in flüssiger Form Regen- und Spritzwässer Bodenwässer (Sickerwasser und Grundwasser) kapillarer Feuchtigkeitstransport vagabundierende Wässer aus undichten Wasserleitungen Wassereindringung von oben (Infiltration)

Wassereindringung von oben

Regenwasser

; Kodenswasser

W a s s e r a u f n a h m e in d a m p f f ö r m i g e r Form

•»hS

Dampfdiffusion

hygroskopische F e u c h t i g k e i t s a u f n a h m e Kondensation Kapillarkondensation

Spritzwasser

Gips

ca. 1 0 0 %

CaCOa + H2SO4 + 2H2O = CaS0 4 .2H 2 0 + C0 2 + H 2 0

Magnesit —> Bittersalz

ca. 4 3 0 %

MgCOa + H 2 S0 4 + 7H 2 0 = MgS0 4 7H 2 0 + C0 2 + H 2 0

Tonerde —> Aluminiumsulfat

ca. 1 4 0 0 %

Al 2 0 3 + 3H 2 S0 4 + 7H 2 0 = AI 2 (S0 4 ) 3 -18H 2 0

A u c h die K e n n t n i s der V o l u m e n v e r g r ö ß e r u n g ist in diesem Z u s a m m e n h a n g i n t e r e s s a n t . Im F o l g e n d e n sind die R e a k t i o n s g l e i c h u n g e n v o n

Baustoffbindemit-

t e l n bei E i n w i r k u n g v o n S c h w e f e l s ä u r e , die z.B. d u r c h die

Umweltverschmut-

z u n g (S0 3 aus der L u f t + H 2 0 = H 2 S 0 4 ) i m B a u s t o f f e n t s t e h t , u n d die dabei a u f t r e t e n d e V o l u m e n v e r g r ö ß e r u n g bei A u s t r o c k n u n g des M a u e r w e r k s u n d der d a m i t v e r b u n d e n e n A u s k r i s t a l l i s a t i o n der e n t s t a n d e n e n S u l f a t e a n g e f ü h r t . Die f o l g e n d e n P r o z e n t a n g a b e n b e s c h r e i b e n die V o l u m e n z u n a h m e . [ 4 4 ]

11513

Hydratation Neben dem

Kristallisationsverhalten

gewissen T e m p e r a t u r b e r e i c h e n

b e s i t z e n Salze a u c h die E i g e n s c h a f t ,

Wasser

in ihr

Kristallgitter

einzulagern

in

bzw.

d a r a u s a b z u g e b e n . Dieser V o r g a n g w i r d als H y d r a t a t i o n b e z e i c h n e t u n d ist bei A n l a g e r u n g v o n Wasser e b e n f a l l s m i t einer V o l u m e n v e r g r ö ß e r u n g

verbunden.

Diese V o l u m e n v e r g r ö ß e r u n g ä u ß e r t sich in Form des H y d r a t a t i o n s d r u c k e s , der w i e der K r i s t a l l i s a t i o n s d r u c k eine S p r e n g w i r k u n g a u f den B a u s t o f f a u s ü b t . Letzteres b e d e u t e t , dass der B a u s t o f f bei m a n c h e n Salzen d o p p e l t b e l a s t e t w i r d . Z u n ä c h s t d u r c h den K r i s t a l l i s a t i o n s - u n d a n s c h l i e ß e n d d u r c h den H y d r a t a t i o n s d r u c k . Besonders s c h ä d l i c h sind Salze, die in r e l a t i v n i e d r i g e n T e m p e r a t u r b e r e i c h e n F e u c h t i g k e i t b i n d e n bzw. a b g e b e n . Zu j e n e n Salzen g e h ö r e n C a l c i u m n i t r a t ( M a u e r s a l p e t e r ) , N a t r i u m s u l f a t (Glaubersalz) u n d N a t r i u m c a r b o n a t (Soda), die b e r e i t s bei einer T e m p e r a t u r v o n ca. 3 5 ° C Kristallwasser a b g e b e n bzw. a u f nehmen. G r u n d s ä t z l i c h l a u f e n die H y d r a t a t i o n s v o r g ä n g e w e s e n t l i c h ö f t e r ab als die Krist a l l i s a t i o n s v o r g ä n g e . Die H y d r a t a t i o n s d r ü c k e h a b e n e t w a die g l e i c h e G r ö ß e n o r d n u n g w i e die K r i s t a l l i s a t i o n s d r ü c k e , w o d u r c h sich die Z e r s t ö r u n g

zufolge

H y d r a t a t i o n g r a v i e r e n d e r a u f die B a u s t o f f e a u s w i r k t .

Feuchtigkeit im Mauerwerk

30

Tabelle 1.11:

CaS0 4 • V2 H 2 0 -» CaS0 4 • 2 H 2 0 rei. Luftfeuchtigkeit 0° C

20° C

100 °/o

219

176

93

70°/o

160

115

25

50°/o

107

58

0

rei. Luftfeuchtigkeit

0° C

20° C

60° C

100°/o

94

61

43

70°/o

64

28

9

50°/o

24

0

0

Na 2 C0 3 • H 2 0 -» Na 2 C0 3 • 7 H 2 0

MgS0 4 • 6 H 2 0 -» MgSCU • 7 H 2 0

Hydratationsdrücke

60° C

von Salzen in N/mm2 nach [41]

rei. Luftfeuchtigkeit

0° C

20° C

60° C

100°/o

15

12

9

70°/o

10

7

4

50°/o

5

2

0

Hygroskopizität, Osmose

1|5|4

W e n n Wasser im B a u s t o f f verdunstet, steigt die Salzkonzentration.

Dadurch

entsteht in einem Baustoff bzw. in verschiedenen Poren ein Ungleichgewicht in der Salzkonzentration. Demnach gibt es Poren mit konzentrierter Salzlösung und solche mit einer Lösung ganz geringer Konzentration. Ein Ausgleich der verschiedenen Salzkonzentrationen findet statt, wenn zwischen den Poren dünne Baustoffschichten vorhanden sind. Die Wassermoleküle sind beweglicher als die Salzionen, dadurch gelangen mehr Wassermoleküle pro Zeiteinheit in Zonen hoher Salzkonzentration. Die Durchfeuchtung bzw. der Wassertransport werden infolgedessen angeregt.

14

Abbildung 1.17:

BELASTUNG DURCH BAUSCHADLICHE CHLORIDE

, ,12

Hygroskopische

HOCH

Feuchtigkeitsaufnahme von

E 10 -t-> 03 £ Φ 8 'S

6

.c o 3 Φ LL

4

Ziegelgranulat

MITTEL GERING

2 0ι 10

20

30

40 Zeit ITage]

i

50

60

70

SO

A u f g r u n d der eingangs erwähnten wesentlich erhöhten W a s s e r a u f n a h m e des versalzenen Mauerwerkes gegenüber dem salzfreien ist für die Mauerwerksanalyse unbedingt die Bestimmung der hygroskopischen

Ausgleichsfeuchtigkeit

erforderlich. Sie ist jener Anteil der Gesamtfeuchtigkeit, der sich einstellen würde, wenn der Baustoff das Wasser nur entsprechend der relativen

Luft-

feuchtigkeit, der Temperatur der Umgebungsluft und dem Salzgehalt aufnimmt.

31

Bauschädliche Salze

Die B e s t i m m u n g h a t g e m ä ß Ö N O R M Β 3 3 5 5 - 1 [225] an Proben m i t einer M i n destkorngröße von

4 mm

bei e i n e m

konstanten

Klima v o n

20 ±

2°C

und

8 5 ± 5°/o r e l a t i v e r L u f t f e u c h t i g k e i t zu e r f o l g e n . W e b e r [29] f ü h r t e V e r s u c h e d u r c h , bei d e n e n er Z i e g e l g r a n u l a t a b w e c h s e l n d m i t Natriumchlorid,

Magnesiumsulfat

und

Calciumnitrat versah.

Er g e l a n g t e

zu

f o l g e n d e n Ergebnissen: „Zunächst

ist die Feuchtigkeitsaufnahme

durch die versaizenen Ziegelproben

hängig. In den ersten zwei Wochen wurde die größte Menge an Feuchtigkeit men. Danach nähert sich die Kurve asymptotisch Der

hygroskopischen

Feuchtigkeitsaufnahme

einem liegt

zeitab-

aufgenom-

Grenzwert." das S t r e b e n

nach

einem

G l e i c h g e w i c h t s z u s t a n d z u g r u n d e . Der D a m p f d r u c k ist über e i n e m reinen

Lö-

s u n g s m i t t e l s t e t s h ö h e r als über Lösungen. Für alle Lösungen g i l t j e d o c h , dass der D a m p f d r u c k u m g e k e h r t p r o p o r t i o n a l z u r K o n z e n t r a t i o n des g e l ö s t e n S t o f f e s ist. S t e l l t m a n ein G e f ä ß m i t einer Lösung u n d ein w e i t e r e s m i t r e i n e m L ö s u n g s m i t t e l in einen a b g e s c h l o s s e n e n

Raum, so v e r d a m p f t das L ö s u n g s m i t t e l

und

k o n d e n s i e r t a u f der Lösung so lange, bis die D a m p f d r ü c k e über b e i d e n G e f ä ß e n a u s g e g l i c h e n sind. Dieser V o r g a n g w i r d a u c h als das V e r d ü n n u n g s b e s t r e b e n der k o n z e n t r i e r t e n Lösung b e z e i c h n e t u n d klassische Osmose g e n a n n t .

Ebenso a g i e r t die h y g r o s k o p i s c h e F e u c h t i g k e i t s a u f n a h m e in e i n e m s a l z h ä l t i g e n M a u e r w e r k . Die in der M a u e r e n t h a l t e n e S a l z l ö s u n g n i m m t so lange F e u c h t i g keit auf, bis ihr D a m p f d r u c k g l e i c h d e m D a m p f d r u c k der U m g e b u n g s l u f t

ist.

B e t r a c h t e t m a n den D a m p f d r u c k über den g e s ä t t i g t e n S a l z l ö s u n g e n , so e r g i b t sich z.B. bei 25° C f ü r eine g e s ä t t i g t e N a t r i u m c h l o r i d l ö s u n g ein D a m p f d r u c k v o n 2 3 , 8 5 M i l l i b a r , das e n t s p r i c h t einer r e l a t i v e n L u f t f e u c h t i g k e i t v o n 75,3°/o. Ist n u n die r e l a t i v e L u f t f e u c h t i g k e i t der U m g e b u n g s l u f t des M a u e r w e r k e s höher, z i e h t das Salz so l a n g e die F e u c h t i g k e i t der L u f t in das M a u e r w e r k , bis der Druckausgleich s t a t t g e f u n d e n hat.

Abbildung 1.18: Hygroskopische Feuchtigkeitsauf1 - ohne Salz

nahme von

2 - 4

Ziegelgranulat

mg/cm 3

3 - 2 0 mg/cm 3

nach [41]

4 - 4 0 mg/cm 3

-H2 $ _H;;¿[·: ;V.-.'N:. .'.d

memmm*» VARIANTE A

VARIANTE Β

VARIANTE C

„ HÖCHSTER GRUND WST. "

HÖCHSTER GRUNDWST.

GUTER

VARIANTE D

BAUGRUND

VARIANTE E Variante Variante Variante Variante Variante Variante

A: B: C: D: E: F:

I

^

vWWW« VARIANTE F

außen liegende Luftschicht innen liegende Luftschicht außen liegender Hohlraum mit Drainagerohr innen liegender Hohlraum durch Ziegelvormauerung Bruchsteinmauerwerk mit Hohlraumziegelmauerwerk innen liegender Hohlraum bei angebauter Kellerwand

Historisches Mauerwerk

88

Bauwerksanalyse und Sanierungskonzept

3

Die Bauwerksanalyse und das Erstellen eines objektspezifisehen Sanierungskonzeptes sind ein Teilbereich der Bauwerksdiagnose, deren Teilgebiete und Aufgaben von der Ursaehenforsehung bis zur Qualitätsbewertung reichen. [10] Ursachenforschung zur Analyse von Einschränkungen, Störungen und Ausfällen von Bauteilfunktionen Planung von Sanierungsmaßnahmen zur Wiederherstellung der Qualität von Bauteilfunktionen Planung von präventiven Sanierungsmaßnahmen zur Vermeidung von Qualitätsverlusten Prognostizierung der Wirkung von Sanierungsmaßnahmen Nachweisführung der Wirksamkeit laufender und abgeschlossener Sanierungsmaßnahmen Bewertung der Qualität und Zuverlässigkeit von Sanierungsmaßnahmen

Instandsetzungsbedarf

Ursachenanalyse

Anamnese

Objektberatung

Analyse

Objektbetreuung

Diagnose Instandsetzungsfachplanung

C

LU 1—

Karl-Fischer-Verfahren Chemische Verfahren

Calciumkarbidverfahren

LU CC O

(Darr-Methode)

Absorptionsverfahren

(CM-Methode)

Hydrolyseverfahren Massenspektrometer,

Gaschromatograf

Gleichgewichtsverfahren Akustische Verfahren

Ultraschallverfahren Wärmeleitfähigkeitsverfahren

Thermische Verfahren

Lösungswärmeverfahren Inf ra rot r e f l e x i o n s v e r f a h r e n

/ CC n=

l·^ ^ LU CC

Leitfähigkeitsverfahren Kapazitive Verfahren

Elektrische Verfahren

Mikrowellenverfahren Kern r e s o n a n z v e r f a h r e n

Ζ

α-,β-,γ-Strahlungsverfahren Kernstrahlungsverfahren

Röntgenstrahlungsverfahren Neutronenstrahlungsverfahren

Feuchteausgleichsverfahren

B a u w e r k s a n a l y s e und S a n i e r u n g s k o n z e p t

98

S

Feuchtigkeitsmes-

Bemerkungen

für die Praxis

durch eine Person

§= "

sung n a c h [2]

~

S trifft zu trifft bedingt zu * trifft nicht zu

s

X

s

X

X

•

•

in der Praxis noch u n ü b l i c h , o b w o h l g e e i g n e t ; durch fest installierte S o n d e n problemlose Messung a m gleichen M e s s p u n k t

s

X

X

•

•

mit A u s n a h m e b e s t i m m t e r Materialien (Holz,

X

ru

Calciumcarbid

X

Thermische Leitfähigkeit

X X

Messverfahren zur

X

Abflam men

X

Tabelle 3 . 3 :

• • •

X

Leitfähigkeit

Labor

1/1