Schäden an Außenmauerwerk aus Naturstein

Reihe begründet von Günter Zimmermann
Schadenfreies Bauen, Band 11
Martin Sauder, Renate Schloenbach
Hrsg.: Ralf Ruhnau
2., überarb. u. erw. Aufl.
2013, 314 S., zahlr. Abb., Tab., Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag
ISBN 978-3-8167-8809-6

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Inhaltsverzeichnis [PDF]

Inhalt

Schäden an Natursteinmauerwerk werden oft im Rahmen anderer Bau- und Sanierungsmaßnahmen mitbearbeitet, ohne auf mögliche Konsequenzen falscher Methoden und Materialien zu achten. Bei Natursteinmauerwerk treten aber spezielle Probleme und physiko-chemische Zusammenhänge auf, die im "normalen" Baugeschehen nicht zu erwarten sind.
In diesem Buch werden zunächst die unterschiedlichen Eigenschaften des Natursteins und die vielfältigen Schadensmechanismen erläutert. Danach werden neben den eigentlichen Schäden an Außenmauerwerk aus Naturstein auch die Untersuchungsmethoden zur Erkennung der Schadensursache und die verschiedenen Instandsetzungsmöglichkeiten behandelt. Dabei ist es nicht möglich, sich nur auf die Natursteine selbst zu beschränken, die fast immer in direktem Kontakt mit Mörtel, Putz, Anstrich etc. stehen. Diese Baustoffe und ihre typischen Schäden sowie die Möglichkeiten der Schadensbeseitigung werden ebenfalls besprochen.
Das Buch dient als Nachschlagewerk für alle, die bei der Instandsetzung und beim Umbau älterer Bauwerke mit Schäden an Naturwerkstein in Berührung kommen. Aber auch bei der Verarbeitung von Naturstein im Neubau hilft die Kenntnis der möglichen Schäden, sowohl Planungs- als auch Ausführungsfehler zu vermeiden.
Der Titel ist Teil der Fachbuchreihe Schadenfreies Bauen, in welcher das gesamte Gebiet der Bauschäden dargestellt wird. Erfahrene Bausachverständige beschreiben die häufigsten Bauschäden, ihre Ursachen und Sanierungsmöglichkeiten sowie den Stand der Technik. Die Bände behandeln jeweils ein einzelnes Bauwerksteil, ein Konstruktionselement, ein spezielles Bauwerk oder eine besondere Schadensart.

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Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Entwicklungsgeschichte mehrschichtiger Außenwandplatten

2.1 Im westlichen Teil Deutschlands

2.2 Im östlichen Teil Deutschlands

3 Typen von Außenwandkonstruktionen

3.1 Einschichtige Außenwandkonstruktionen

3.2 Zweischichtige Außenwandkonstruktionen

3.3 Dreischichtige Außenwandkonstruktionen

3.3.1 Aufbau der Funktionsschichten

3.3.2 Verankerung zwischen Wetterschutzschicht und Tragschicht

3.3.3 Herstellung von Beton-Sandwichwänden

3.4 Mehrschichtige Außenwände

4 Schäden an den Hauptfunktionsschichten von Beton-Außenwänden

4.1 Wetterschutzschichten (Vorsatzschalen)

4.1.1 Funktion und Tragverhalten der Wetterschutzschichten

4.1.2 Risse und Abplatzungen in den Wetterschutzschichten

4.1.3 Ablösung von Bekleidungen

4.1.4 Absandende Oberflächen

4.1.5 Verwölbung der Wetterschutzschicht

4.1.6 Versprünge zwischen Wetterschutzschichten

4.1.7 Unterschiedliche Dicken der Wetterschutzschichten

4.1.8 Verankerung der Wetterschutzschicht

4.1.9 Schäden an Fugen zwischen Wetterschutzschichten

4.2 Wärmedämmung

4.2.1 Materialien und Dimensionierung der Wärmedämmung

4.2.2 Punktuelle Wärmebrücken

4.2.3 Linienförmige Wärmebrücken

4.3 Tragschicht

4.3.1 Funktion und Tragverhalten der Tragschicht

4.3.2 Kraftübertragende Fugen – Mängel in den Vergusszonen

4.3.3 Mängel an Loggiaanbindungen

5 Energiegerechte Sanierung mehrschichtiger Außenwandplatten

5.1 Prinzip der energiegerechten Instandsetzung

5.2 Nachteile konventioneller Betoninstandsetzung

5.3 Korrosionsschutz durch zusätzliche Wärmedämmung (Instandsetzungsprinzip W)

5.4 Aufnahme zusätzlicher Lasten aus Sanierungssystemen

5.4.1 Feststellungen zum Istzustand

5.4.2 Lastannahmen für den rechnerischen Nachweis der Standsicherheit der Wetterschutzschichtenverankerung

5.4.3 Befestigung der Wärmedämmschicht auf Beton-Sandwichwänden

5.4.4 Beurteilung der Standsicherheit der Wetterschutzschichten von Beton-Sandwichwänden der Großtafelbauten in den östlichen Bundesländern

5.5 Zusätzliche Verankerung der Wetterschutzschichten

5.6 Verhalten von Wärmedämmverbundsystemen auf Beton-Sandwichwänden

5.6.1 Problematik

5.6.2 Größe der Fugenbewegungen

5.6.3 Abschätzen der überbrückbaren Fugenaufweitungen durch Wärmedämmverbundsysteme

6 Fazit

Literaturverzeichnis

Stichwortverzeichnis

Rezensionstext

"(...) Für diejenigen Kollegen, die mit dieser besonderen Baukonstruktion zu tun haben, sicher ein ganz wichtiges Werk - zum allgemeinen Studium wie zur Bearbeitung konkreter Schadensfälle. (...)." Dipl.-Ing. Ulrich Schiffler für: Verband Privater Bauherren (VPB) vom Juli 2013

Autoreninfo

Dipl. Geol. Martin Sauder ist ö. b. u. v. Sachverständiger für Schäden an Naturstein und deren Restaurierung. Er leitet seit 28 Jahren das Institut für Baustoffuntersuchung und Sanierungsplanung GmbH in Saarbrücken, das Begutachtungen und Fachplanungen im Rahmen der Bauwerkserhaltung - auch bei denkmalgeschützten Gebäuden - durchführt.
Dr. Renate Schloenbach arbeitete sieben Jahre am Institut für Baustoffuntersuchung und Sanierungsplanung GmbH und ist seit dem freiberuflich tätig.

Publikationslisten zum Thema:
Außenwand, Mauerwerkswand, Bauschaden, Schadensfall, Fuge, Putzschaden, Anstrichschaden, Natursteinmauerwerk, Untersuchungsverfahren, Sanierungsmethode, Schadensart,

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Forschungsberichte

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Grenzen der Anwendbarkeit von Drahtankern für die Verankerung der Vormauerschale an einer Hintermauerschale aus Kalksandhohlblocksteinen oder Hohlblöcken aus Beton oder Leichtbeton

Ludger Lohaus, Tobias Schack
Grenzen der Anwendbarkeit von Drahtankern für die Verankerung der Vormauerschale an einer Hintermauerschale aus Kalksandhohlblocksteinen oder Hohlblöcken aus Beton oder Leichtbeton
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Bauforschung, Band T 3375
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Fraunhofer IRB Verlag

In Deutschland werden bei zweischaligem Mauerwerk zur Verankerung der Vormauerschale an der Hintermauerschale, sofern diese im Dickbettverfahren mit Normalmauermörtel (Fugendicke ca. 12 mm) hergestellt wird, zumeist Drahtanker mit einem Durchmesser von 4 mm verwendet. Bei Kalksand-Vollsteinen und Vollblöcken aus Beton oder Leichtbeton werden in Auszugversuchen regelmäßig Auszugwerte > 1,0 kN bei maximal 1 mm Schlupf erreicht. Geringere Auszugswerte sind dagegen bei Kalksand-Lochsteinen sowie Kalksand-Hohlblocksteinen und bei Hohlblöcken aus Beton oder Leichtbeton festzustellen, je nachdem, wie weit aus der darüber versetzten Steinschicht Löcher über den eingemörtelten Ankern liegen. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, durch entsprechende Versuchsserien die Grenzen der Anwendbarkeit von Drahtankern insbesondere hinsichtlich Lochung und Steinart festzustellen und einen Vorschlag für eine Korrektur bei den Anwendungsgrenzen der Bauart in DIN EN 1996-1-1/NA zu erarbeiten. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden gängige Lochanordnungen in Mauersteinen im Spiegelbild zur Normungssituation analysiert sowie vergleichende Versuche zur Zug- und Drucktragfähigkeit von Drahtankern in Abhängigkeit der Steinart, der Lochung und der Positionierung zum Loch durchgeführt.

Stefan Schäfer, Alexander Pick
Entwicklung von planaren Ziegelfertigteilen für die Herstellung von weitspannenden Schalentragwerken
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3188
2020, 157 S., 206 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Schalentragwerke besitzen unter baukulturellen, tragkonstruktiven und ästhetischen Gesichtspunkten hohe Potentiale für das Bauwesen. Obwohl sie zahlreiche Vorteile gegenüber anderen Konstruktionen aufweisen, kommen sie in der heutigen Architektur aufgrund hoher Kosten nur noch selten zur Anwendung. Die Relevanz des Forschungsthemas wird deutlich an dem geringen Anteil von Schalentragwerken an der Anzahl neuer Bauprojekte. Dies ist auf den hohen Ressourceneinsatz an Personal, Schalung und Unterkonstruktionen, wie z. B. Lehrgerüsten zurückzuführen. Um dieser Problematik entgegenzuwirken gilt es, den Anteil an Personal und Schalung zu reduzieren, Lehrgerüste zu vereinfachen und den Planungs-, Produktions- und Bauprozess zu vereinfachen. Unser Forschungsansatz sieht eine Methodik zur wirtschaftlichen Herstellung von mehrfach gekrümmten Ziegelschalen durch einfache, planare Bauteile vor. Ziel ist es, komplexe Bauwerke wie Schalentragwerke durch einen erhöhten Vorfertigungsgrad konkurrenzfähiger zu machen und damit die Diversität des Spektrums an Bauwerken dieser Art wieder zur erhöhen. Durch die Verlagerung eines Großteils der Arbeiten von der Baustelle in die Vorfertigung lässt sich diesem Problem entgegenwirken.

Jaroslav Novak, Martin Heßler, Wolfgang Jehl, Norbert Sack
Fenstermontage in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk
Erarbeitung eines Leitfadens zur Befestigung von energieeffizienten Fenstern in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3087
2019, 166 S., 128 Abb. u. 88 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Um die Anforderungen an den gestiegenen Wärmeschutz von Wänden zu erfüllen, wurde die Wärmeleitfähigkeit von Ziegelmauerwerk in den letzten Jahren deutlich reduziert. Mit der entsprechenden Verbesserung der wärmetechnischen Eigenschaften ging jedoch gleichzeitig eine Reduzierung der mechanischen Festigkeiten einher. Zur Reduzierung des Wärmdurchgangskoeffizienten U von Fenstern und anderen transparenten Bauelementen wird der Einsatz von 3-fach Glas in Zukunft Standard werden. Der Trend des Transparenten Bauens führt zu Bauelementen und somit auch zu größeren Glasflächen. Die Anforderungen an den Komfort (z. B. Schallschutz) sowie an die Sicherheit (z. B. Einbruchhemmung) werden auch in Zukunft steigen. Hierdurch wird vermehrt Isolierglas mit Verbundscheiben eingesetzt werden. Durch diese Entwicklungen ergeben sich heute und auch in Zukunft deutlich höhere Gewichte von transparenten Bauelementen. Ziel des Forschungsvorhabens war die Erarbeitung von praxisnahen Handlungsempfehlungen zur Fensterbefestigung in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk. Im Rahmen des Projektes sollten gesamtheitliche praxistaugliche Lösungen erarbeitet werden. Zur Erreichung der Ziele waren umfangreiche experimentelle Untersuchungen vorgesehen. Im Rahmen der Untersuchungen sollten die Belastungsgrenzen für Befestigungslösungen in hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk herausgearbeitet werden sowie baupraktische Lösungsvorschläge erarbeitet werden, die auch spezielle Einbausituationen (z. B. untere Befestigung bei Hochlochziegeln) berücksichtigen. Die Erkenntnisse sollten sowohl durch Untersuchungen an Kleinproben, als auch durch komplette Bauteilversuche erarbeitet werden.

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Infolge der stetig steigenden Anforderungen der Energieeinsparverordnung an die Reduzierung der Transmissionswärmeverluste der Gebäudehülle und der damit einhergehenden wärmeleittechnischen Optimierung moderner Ziegelbaustoffe, wird modernes Ziegelmauerwerk in niedrigen Rohdichte- und Druckfestigkeitsklassen hergestellt. Diese sind jedoch nicht in der Tabelle in DIN EN 1627 erfasst. Daher sind hochwärmedämmende Ziegel mit geringen Druckfestigkeiten derzeit als Befestigungsgrund für einbruchhemmende Bauelemente normativ nicht nachgewiesen. Ziel des Forschungsvorhabens war es somit allgemeingültige Aussagen zur Eignung von hochwärmedämmendem Ziegelmauerwerk hinsichtlich der Montage von einbruchhemmenden Bauelementen nach DIN EN 1627 treffen zu können. Der Schwerpunkt lag hierbei auf den Widerstandsklassen RC2 und RC3.

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Bewertung der Tragfähigkeit von Befestigungen im Mauerwerk durch Baustellenversuche
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Fraunhofer IRB Verlag

In dem Forschungsvorhaben "Versuche am Bau" war zu klären, ob eine Belastung durch einen Baustellenversuch eine Vorschädigung der Verankerung zur Folge hat. Des Weiteren sollte gezeigt werden, welcher Einfluss von einer zu eng gewählten Abstützung des Baustellenprüfgeräts auf die Tragfähigkeit der Verankerung ausgeht. Schließlich sollten die Teilsicherheitsbeiwerte auf die Situation der Baustellenversuche diskutiert werden. In sogenannten Stufentests wurden die untersuchten Injektionsankersysteme in den Untergrundmaterialien Kalksand-, Ziegel- und Leichtbetonsteinen durch eine wiederholte Belastung auf mehreren Laststufen geprüft. Durch den Vergleich von Auszugversuchen mit Versuchsaufbauten mit unterschiedlichen Abstützbreiten konnte gezeigt werden, dass bei zu kleiner Abstützbreite die Tragfähigkeit der Befestigung überschätzt wird.

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Zeitschriftenartikel

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Fischer, Daniel; Kotan, Engin; Dehn, Frank
Leistungsfähigkeit und Einsatzmöglichkeiten zementstabilisierter Lehmsteine
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Walther, Hartmut B.
CO2-Einbindung in Porenbeton und Kalksandstein durch Recarbonatisierung
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Nisse, Juliane; Holm, Andreas
Gebäude-Ökobilanzen im Wandel der Zeit
Das Mauerwerk, 2022

Soretz, Michael
Risse lesen ist einfach. Risse durch Setzungen und bauphysikalisch bedingte Verformungen
Bauen im Bestand B + B, 2022

Brinkmann, Maximilian; Armenat, Jannick
Vertikale Begrünung mit UNIKA-Pflanzsteinen - Hintergründe zur Anwendung, Bemessung und Konstruktion
Das Mauerwerk, 2022

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