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Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf verschiedenen Mauerwerksuntergründen

©2001 Diplomarbeit 143 Seiten

Zusammenfassung

Inhaltsangabe: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:Inhaltsverzeichnis:
Thesen zur Diplomarbeit8
1.Vorwort9
2.Theoretische Grundlagen10
2.1Kenngrößen von Baustoffen10
2.2Lastbedingte Formänderungen10
2.3Der Ziegel12
2.3.1Kennwerte und Eigenschaften13
2.3.2Vollziegel und Leichthochlochziegel14
2.4Mauermörtel15
2.4.1Begriffsbestimmung15
2.4.2Eigenschaften17
2.5Putzmörtel18
2.5.1Begriffsbestimmung18
2.5.2Putzmörtelgruppen18
2.5.3Herstellungs-, Lösch- und Erhärtungsprozesse19
2.6Witterungsbedingte Putzbeanspruchungen22
2.6.1Der Einfluss von Wasser, Schlagregen und […]

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis


ID 5015
Hesselbarth, René: Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf verschiedenen
Mauerwerksuntergründen / René Hesselbarth - Hamburg: Diplomica GmbH, 2002
Zugl.: Dresden, Fachhochschule, Diplom, 2001
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Inhaltsverzeichnis
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
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
2.3.1.1. Format ... 13
2.3.1.2. Druckfestigkeit... 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
2.5.3.1. Luftkalk ... 20
2.5.3.2. Hydraulischer Kalk ... 21
2.6. Witterungsbedingte Putzbeanspruchungen... 22
2.6.1. Der Einfluss von Wasser, Schlagregen und Frost ... 22
2.6.1.1. Wasser ... 22
2.6.1.2. Schlagregenbeanspruchung ... 22
2.6.1.3. Frost ... 23
2.6.1.4. Temperaturwechsel... 24
2.6.1.5. Weitere Beanspruchungen... 25
2.7. Rissbilder im Außenputz und ihre Ursachen ... 25
2.7.1. Definition Riss... 25
2.7.2. Klassifizierung von Putzrissen... 26
2.7.2.1. Putzgrundbedingte Risse ... 26
2.7.2.2. Putzbedingte Risse ... 27
2.7.2.3. Bauwerksbedingte Risse... 28
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
René Hesselbarth
Seite 3

Inhaltsverzeichnis
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
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
3.3.1.1. Das Anmischen ... 37
3.3.1.2. Ausbreitmaß, Frischmörtelrohdichte und Luftporengehalt... 37
3.3.1.3. Rohdichte und Druckfestigkeit der Putze... 38
3.3.1.4. Statischer E-Modul... 38
3.3.1.5. Dynamischer E-Modul... 38
3.3.1.6. Zugfestigkeit der Putze ... 39
3.3.1.7. Kriechversuche an Putzmörteln ... 41
3.3.1.8. Schwindmaß der Putzmörtel nach Graf-Kaufmann ... 43
3.3.1.9. Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl
µ... 44
3.3.1.10. Wasseraufnahmekoeffizient der Putzmörtel ... 45
3.3.2. Beschreibung der Experimente zur Bestimmung ausgewählter Ziegelkennwerte... 46
3.3.2.1. Format, Ziegel- und Scherbenrohdichte und Druckfestigkeit... 46
3.3.2.2. Bestimmung des Wasseraufnahmekoeffizienten und Quellen der Ziegel an einer
Ansichtsfläche... 47
3.3.2.3. Das Karsten´sche Röhrchen - ein weiteres Messverfahren zur Ermittlung der
Wasseraufnahme... 48
3.3.3. Versuche am Verbundsystem Außenputz ­ Ziegel zur Untersuchung des
Rissverhaltens bei extremer Temperaturwechselbeanspruchung... 49
3.3.3.1. Allgemeines... 49
3.3.3.2. Versuchsaufbau ... 49
3.3.3.3. Bestimmung der Temperaturverteilungen im Mauerwerk... 51
3.3.3.4. Bestimmung der Dehnungen der Putzmörtel infolge extremer Temperatur-
wechsel ... 51
3.3.3.5. Haftzugprüfungen... 52
3.3.3.6. Bestimmung des E-Moduls und Druckfestigkeit der Putzmörtel von den
Versuchswänden ... 52
3.3.3.7. Bestimmung der Scherfestigkeiten in der Übergangszone Putz-Steinoberfläche . 53
3.4. Zusammenstellung und Wertung der ermittelten Ergebnisse... 55
3.4.1. Ermittelte Kennwerte der Putzmörtel... 55
3.4.1.1. Ausbreitmaß, Frischmörtelrohdichte und Luftporengehalt... 55
3.4.1.2. Rohdichte und Druckfestigkeit der Putze... 56
3.4.1.3. Statischer E-Modul... 57
3.4.1.4. Dynamischer E-Modul... 57
3.4.1.5. Zugfestigkeit der Putze ... 57
3.4.1.6. Kriechversuche an Putzmörteln ... 58
3.4.1.7. Bestimmung der Schwindmaße von Putzmörteln ... 58
3.4.1.8. Bestimmung der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl
µ ... 62
3.4.1.9. Bestimmung des Wasseraufnahmekoeffizienten der Putzmörtel ... 63
3.4.2. Ermittelte Kennwerte der Ziegel ... 65
3.4.2.1. Format, Ziegel- und Scherbenrohdichte und Druckfestigkeit... 65
3.4.2.2. Wasseraufnahmekoeffizient der Ziegel... 65
3.4.2.3. Auswertung des Karsten´schen Röhrchens... 66
3.4.3. Ergebnisse der Versuche am Verbundsystem Putz-Ziegel... 68
3.4.3.1. Beobachtungen bis zum Beginn der thermisch ­ hygrischen Belastung... 68
3.4.3.2. Beobachtungen während der thermisch-hygrischen Belastung ... 69
René Hesselbarth
Seite 4

Inhaltsverzeichnis
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
3.4.3.3. Ermittelte Dehnungen an den Versuchswänden infolge Temperaturbelastung ... 76
3.4.3.4. Haftzugfestigkeitsprüfung... 77
3.4.3.5. Druckfestigkeit... 78
3.4.3.6. Dynamischer E-Modul... 79
3.4.3.7. Scherfestigkeit... 80
3.4.3.8. Auswertung des Karsten´schen Röhrchens am Verbundsystem Putz-Ziegel ... 81
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 hochwärmedämmendem 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
5.1.5.1. Lagerung im Exsikkator... 91
5.1.5.2. Normlagerung nach DIN 18 555, Teil 3 ... 92
5.1.5.3. Lagerung im Trockenschrank bei 50°C... 93
5.1.5.4. Lagerung im Trockenschrank bei 105°C... 93
5.1.5.5. Lagerung im Freien ... 94
5.1.6. Ergebnisse der Schwindmessung Kalk-Zementputz MK3 ... 95
5.1.6.1. Lagerung im Exsikkator... 95
5.1.6.2. Normlagerung nach DIN 18 555, Teil 3 ... 96
5.1.6.3. Lagerung im Trockenschrank bei 50°C... 97
5.1.6.4. Lagerung im Trockenschrank bei 105°C... 97
5.1.6.5. Lagerung im Freien ... 98
5.1.7. Gesammelte Wetterdaten aus der Sächsischen Zeitung und Dresdner Neusten
Nachrichten vom 25.04. ­ 20.06.2001 ... 99
5.1.7.1. Temperaturverlauf... 99
5.1.7.2. Niederschlag ... 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
René Hesselbarth
Seite 5

Inhaltsverzeichnis
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
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 Temperaturbelastung ... 109
5.1.27. Ergebnisse der Haftzugprüfungen nach DIN 18 555, Teil 6... 110
5.1.28. Ergebnisse der dynamischen E-Modulprüfung 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. Biegezug- 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 Dünnbettmörtel 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 MK3) ... 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
René Hesselbarth
Seite 6

Inhaltsverzeichnis
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
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
René Hesselbarth
Seite 7

Thesen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
THESEN ZUR DIPLOMARBEIT
1. Wird von wärmedämmendem Mauerwerk gesprochen, ist damit Mauerwerk aus Mau-
ersteinen mit einer Steinrohdichte von
1000 kg/m³ unter Verwendung von Leicht-
bzw. Dünnbettmörtel gemeint.
2. Auf Grund des niedrigen E-Moduls und der Druckfestigkeit des Leichthochlochziegels
kann die Rissanfälligkeit durch die Verwendung von weichen, verformbaren Putzen
verringert werden.
3. Daraus resultierend sollten die verwendeten Putzmörtel auf den Putzgrund abge-
stimmt sein. D.h. mit Hilfe der Putzregel ,,weich auf hart" können die Spannungsver-
formungen des Untergrundes besser abgebaut werden.
4. Die auftretenden Temperaturschwankungen infolge extremen Temperaturbelastungen
spielen sich ausschließlich im äußeren Bereich der Steinaußenschale ab und können
maßgebend sein für eine Rissbildung im fugennahen Bereich.
5. Extreme Temperaturbeanspruchungen, Quellen und Schwinden beeinflussen ent-
scheidend die Dauerhaftigkeit der aufgetragenen Putzmörtel am jeweiligen Mauer-
werk.
6. Risse können durch Überschreitung der Zugspannungen im Putz sowie durch
Temperaturdehnungen entstehen.
7. Zwischen den nach DIN ermittelten und den an den Wänden geprüften Druckfestigkei-
ten der Putzmörtel sind Abweichungen infolge unterschiedlicher Bedingungen mög-
lich.
8. Durch einen wasserabweisend eingestellten Putz erfolgt eine Erhöhung des Schlagre-
genschutzes und der Witterungsbeständigkeit.
René Hesselbarth
Seite 8

1. Vorwort
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
1. VORWORT
Eine seit Jahrhunderten bewährte Möglichkeit, die Außenwände vor schädlichen Witte-
rungseinflüssen zu schützen und ansprechende Fassadengestaltungen zu erreichen,
wurde durch die Verwendung von Putzmörteln verwirklicht. Bis zu Beginn des 20. Jahr-
hunderts hatten sich die Wandbauarten und Bindemittel für Außenputze kaum geändert.
Daher konnte eine Handwerkstradition wachsen, die auf den Erfahrungen von Generatio-
nen von Bauleuten fußte. Das wohl entscheidendste Merkmal der alten Traditionen war,
dass die Wärmeleitfähigkeiten der verwendeten Ziegelformate, meist Normalformat und
das Verformungsverhalten der Außenputze nur geringfügig von einander abwichen. Des
Weiteren hatten Vollziegel eine sehr viel größere mechanische Stabilität im Vergleich zu
den heute verwendeten Steinformaten; als Außenputz waren der Kalk- bzw. Kalk­
Zementputz weit verbreitet.
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.
So spricht auch Oswald in seiner Veröffentlichung ,,Mängel, Schäden, Streitigkeiten" diese
Problematik an. Die Wärmeschutznorm DIN 4108 von 1969 nennt für den gängigen
1,2 kg/dm³ schweren Leichtziegel einen Wärmeleitwert von 0,52 W/mK und dem gegen-
über weisen heute praxisübliche, in Leichtmauermörtel vermauerte Leichthochlochziegel
bei einer Ziegelrohdichte von 0,7 kg/dm³ einen Wärmeleitwert von 0,18 bis 0,21 W/mK
auf. Die fast dreifache Verbesserung des Wärmeschutzes ist mit einer erheblichen Ver-
minderung des Wandgewichtes verbunden. /1/ S.72
Die oben dargestellten gegenläufigen Entwicklungen ­ harter, unelastischer Putz auf wei-
chem dämmenden Untergrund ­ sind die Ursache vieler Putzschäden. Deshalb muss es
das Ziel sein, die verschiedenen Putzarten auf den Putzgrund abzustimmen.
Die theoretischen Grundlagen im ersten Abschnitt stellen eine Einführung in die ange-
sprochene Problematik dar. Anschließend folgen die Versuchsbeschreibungen bzw. Aus-
wertungen und im Ergebnis der Diplomarbeit Hinweise zur Beschaffenheit von
Außenputzen auf wärmedämmenden Mauerwerksuntergründen, um Rissschäden vermei-
den bzw. eingrenzen zu können.
René Hesselbarth
Seite 9

2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
2. THEORETISCHE GRUNDLAGEN
2.1. Kenngrößen von Baustoffen
Um Veränderungen bzw. Verformungen von Baustoffen oder Bauwerken besser verglei-
chen zu können, sind im Laufe der Zeit verschiedene Kenngrößen entwickelt worden.
Dabei handelt es sich u.a. um:
2.2. Lastbedingte Formänderungen
Elastizitätsmodul
el
E
=
[N/mm²]
mit: = Normalspannung (N/mm²)
el
= Dehnung []
Gl. 1 nach /2/ S. 15
Das Hooke'sche Gesetz beschreibt die elastische Verformung eines Körpers in
Abhängigkeit von der verformenden Kraft. Die Verformung darf nach Einwirkung
der Kraft nicht bestehen bleiben, d.h. der Körper muss nach der Krafteinwirkung
wieder seine ursprüngliche Form annehmen. Die Konstante E bezeichnet man als
Elastizitätsmodul. Unter einer Dehnung versteht man die Längenänderung des
Körpers, d.h. die Kraft wirkt entlang der Längsachse des Körpers. Bei der Span-
nung (auch Normalspannung) wirkt die Kraft senkrecht auf den Querschnitt des
Körpers. /3/
Schubmodul
)
(1
2
E
µ
+
=
G
[N/mm²]
mit: E
=
Elastizitätsmodul
[N/mm²]
µ
=
Querdehnzahl
[-]
Gl. 2 nach /2/ S. 15
Kriechzahl
el
K
=
[-]
mit:
K
= Kriechdehnung [mm/m]
el
= Dehnung [mm/m]
Gl. 3 nach /2/ S. 15
Die Kriechzahl ist die Kriechdehnung, bezogen auf die elastische Dehnung. /4/
S. 32
Kriechen
Laut Schäffler´s Baustoffkunde wird darunter die zeitabhängige
Formänderung unter ständig wirkender Spannung
0
verstanden.
Das Kriechen setzt sich aus einem reversiblen Teil
k,r
, der nach der
Entlastung im Laufe der Zeit wieder verschwindet und einem irre-
versiblen Anteil
k,ir
zusammen. /4/ S. 32
René Hesselbarth
Seite 10

2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
Diagramm 1: Kriechen von Baustoffen nach /4/ S. 32
Last unabhängige Formänderungen
Schwindmaß
S
[-]
Ist das Maß der Verkürzung eines Baustoffes infolge Wasserabgabe.
Wärmedehnzahl
T
[K
-1
]
Entspannung bei aufgezwungener Verformung
Relaxationszahl
0
R
=
[-]
mit:
R
= Relaxationsspannung [N/mm²]
0
= Spannung [N/mm²]
Gl. 4 nach /2/ S. 15
Relaxation
Die Literatur gibt unter diesem Stichwort die zeitabhängige Span-
nungsabnahme unter konstantbleibender Dehnung
0
an. (vgl.
Diagramm 2)
Diagramm 2
atio
: Relax
n von Baustoffen /2/ S. 32
René Hesselbarth
Seite 11

2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
2.3. Der Ziegel
Die Vielfalt der handwerklich ­ individuellen Produktionsverfahren und ihr gleitender
Übergang auf neue industrielle und zunehmend automatisierte Fließbandfertigung bewirk-
te beim Mauerziegel eine stetige Produktveränderung. Handgestrichene Mauerziegel im
Meilerbrand besitzen eine andere Maßhaltigkeit und Oberflächenstruktur als
stranggepresste Ziegel im modernen Tunnelbrand. /5/ S. 8
Im Wesentlichen werden folgende 4 Mauersteinarten unterschieden: Mauerziegel, Kalk-
sandsteine, Porenbetonsteine sowie Leichtbeton- und Hüttensteine. Der Anwendungsbe-
reich, Begriffe (Steinsorten, Ausgangsstoffe), Anforderungen (Maße, Maßabstände,
Rohdichte- und Festigkeitsklassen), Bezeichnung, Kennzeichnung, Prüfung, Qualitätssi-
cherung (Eigen- und Fremdüberwachung) sowie Lieferangaben sind in nachfolgend auf-
geführten Normen für Steinarten bzw. ­sorten festgelegt.
· Mauerziegel
DIN 105 Teil 1 (08.89) Vollziegel und Hochlochziegel
DIN 105 Teil 2 (08.89) Leichthochlochziegel
DIN 105 Teil 3 (05.84) hochfeste Ziegel und hochfeste Klinker
DIN 105 Teil 4 (05.84) Keramikklinker
DIN 105 Teil 5 (05.84) Leichtlanglochziegel und Leichtlangloch ­ Ziegelplatten
· Kalksandsteine
DIN 106 Teil 1 (09.80) Vollsteine, Lochsteine, Blocksteine und Hohlblocksteine
DIN 106 Teil 2 (11.80) Vormauersteine und Verblender
· Porenbetonsteine
DIN 4165 (12.86) Porenbeton ­ Blocksteine und Porenbeton ­ Plansteine
DIN 4166 (12.86) Porenbeton ­ Bauplatten und Porenbeton ­ Planbauplatten
· Leichtbetonsteine
DIN 18 151 (09.87) Hohlblöcke aus Leichtbeton
DIN 18 152 (04.87) Vollsteine und Vollblöcke aus Leichtbeton
· Betonsteine
DIN 18 153 (09.89) Mauersteine aus Beton (Normalbeton)
· Hüttensteine
DIN 398 (06.76) Vollsteine, Lochsteine, Hohlblocksteine
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2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
2.3.1. Kennwerte und Eigenschaften
2.3.1.1. Format
Die Mauersteine unterscheiden sich sowohl in Größe als auch im Anteil und der Form der
Lochungen. In Bezug auf die Steingröße kann nach Mauersteinen (im Allgemeinen Stein-
höhen bis 115 mm), Blöcken bzw. Blocksteinen (im Allgemeinen Steinhöhe 238 mm,
249 mm) und Elementen (im Allgemeinen Steinhöhen über 250 mm) unterteilt werden.
Die Steinformate sind im oktametrischen System nach DIN 4172 ­ Maßordnung im Hoch-
bau ­ unter Berücksichtigung einer Stoßfugenbreite von 10 mm und einer Lagerfugenbrei-
te von 12 mm bei Mauerwerk mit Normal- und Leichtmörtel bzw. von jeweils 2 mm bei
Mauerwerk mit Dünnbettmörtel festgelegt worden. Das kleinste Steinformat ist das Format
DF: 240 mm Länge x 113 mm Breite x 52 mm Höhe. Aus diesem Format sind die meisten
größeren Formate unter Bezug auf das Verhältnis der Steinvolumina abgeleitet, z.B. 2 DF,
5 DF, 10 DF usw. /6/ S. 39
Abb. 1: Größen und Formate von Mauersteinen nach /6/ S. 40
2.3.1.2. Druckfestigkeit
Die Druckfestigkeit von Mauerziegeln wird in Abhängigkeit von der Steinhöhe unterschied-
lich bestimmt. Bis zu einer Höhe von
71 mm werden die
Steine halbiert und die geschnittenen Stirnhälften gegen-
läufig aufgemauert. Zum Aufmauern wird ein Zementmör-
tel zu gleichen Teilen aus Zement der Festigkeitsklasse
42,5 und Natursand mit einer Körnung von 0/1 mm ver-
wendet. /7/ S. 328.
Bei allen anderen Steingrößen wird
die Festigkeit am ganzen Stein geprüft. Vor der eigentli-
chen Prüfung werden die Druckflächen mittels einer Ausgleichsschicht abgeglichen, um
zwei parallele Druckflächen zu erhalten. Nachdem die Ausgleichsschicht ca. 5-7 Tage
erhärtet ist, werden die Steine in einer Druckprüfmaschine geprüft.
Abb. 2: typische Steinauf-
mauerung nach /6/ S. 45
René Hesselbarth
Seite 13

2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
Die Druckfestigkeit berechnet sich nach folgender Formel:
A
maxF
Pr
=
Gl. 5 nach /7/ S. 330
Pr
f
=
ST
mit: max F = Höchstkraft [N]
A = Druckfläche [mm²]
Pr
= Druckfestigkeit [N/mm²]
f = Formfaktor in Abhängigkeit von der Ziegelhöhe
52, 71, 113, 115, (<155)
f = 1,0
175
f = 1,1
238
f = 1,2
Gl. 6 nach /7/ S. 330
Um den Rahmen der theoretischen Vorbetrachtung nicht zu sprengen, wird in den nach-
folgenden Ausführungen nur auf die in der Diplomarbeit verwendeten Mauersteine einge-
gangen.
2.3.2. Vollziegel und Leichthochlochziegel
· Leichthochlochziegel (HLz bzw. LHLz, DIN 105-2):
o sind Ziegel aus Ton mit Rohdichten bis höchstens 1,0 kg/dm³ in den Fes-
tigkeitsklassen 4, 6, 8, 12, 20 und 28, die meist unter Zusatz von Poren-
bildnern (z.B. Polystyrol, Holzspäne) gebrannt werden. Sie sind wegen
ihrer gegenüber normalen Ziegeln wesentlich besseren Wärmedämm-
eigenschaften besonders für Außenwände geeignet.
o Sie werden hergestellt als:
· Leichthochlochziegel (Lochung Typ A, B, C,
W, elliptisch oder wabenförmig und Form-
leichtziegel) Es kommen heute fast aus-
schließlich passgenaue Nut-Feder-Stoß-
fugenverzahnungen zum Versetzen mit
mörtelfreien Stoßfugen zur Anwendung.
Abb. 3: Lochungsarten
/8/ S. 144
· Leichthochloch-Planziegel mit plangeschliffenen Lagerflächen zur
Vermauerung mit Dünnbettmörtel /8/ S. 143 ff.
o Der hohe Lochanteil im Stein kann sich vor allem zusammen mit ggf. örtli-
chen Schwachstellen im Steinscherben (Risse, Fehlstellen) ungünstig auf
die Steinzugfestigkeit, die den Risswiderstand des Mauerwerkes maßgeb-
lich beeinflusst, auswirken. Sie nimmt, wie die Steindruckfestigkeit, mit der
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Seite 14

2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
Steinrohdichte ab. Folglich ist die Zugbeanspruchbarkeit der Leichtsteine
im Allgemeinen gering.
o Die Festigkeit und Verformbarkeit des Verbundes zwischen Mörtel und
Stein beeinflussen über die Zugfestigkeit und den Zug-E-Modul des Mau-
erwerks wesentlich die Risssicherheit. Wichtige Eigenschaftskennwerte
sind Haftscher- und Haftzugfestigkeit zwischen Mörtel und Stein. Im Allge-
meinen weisen die größeren Haftscher- und Haftzugfestigkeitswerte mit
Dünnbettkleber verklebtes Mauerwerk auf. /9/ S. 14 ff.
o Bezeichnungsbeispiel:
Ziegel DIN 105 Hlz W 6 ­ 0,7 10 DF (300)
Leichthochlochziegel ohne Mörteltaschen, mit Lochung W, der Druckfestig-
keitsklasse 6, einer Rohdichte von 0,7 kg/dm³ und den Abmessungen
240x300x238 (LxBxH). Verwendbar für eine Wanddicke von 300 mm (300).
· Vollziegel (MZ, DIN 105-1):
o ist die älteste kleinformatige Ziegelart. Als Vollziegel gelten auch Ziegel, die
in ihrem Querschnitt durch Lochung um bis zu 15% gemindert sind.
o Normalformat (NF): 240x115x71 (LxBxH), weitere Formate sind aus 2.3.1.1
ersichtlich
o Ziegelrohdichte 1,0 kg/dm³, sowie Festigkeitsklassen von 4 bis 28
o Bezeichnungsbeispiel:
Ziegel DIN 105 MZ 12 ­ 1,8 ­ NF
Die obige Bezeichnung besagt, dass es sich um einen Mauerziegel der
Druckfestigkeitsklasse 12, mit einer Rohdichte von 1,8 Kg/dm³, mit den
Abmessungen 240x115x71 (LxBxH) handelt.
2.4. Mauermörtel
2.4.1. Begriffsbestimmung
Das Wort ,,Mörtel" leitet sich aus dem Lateinischen ,,mortarius" ab, worunter man die
Pfanne verstand, in der Kalk gebrannt wurde. Als ,,Mörtel" bezeichnet man plastische
Substanzen, die geeignet sind, Lager- und Stoßfugen auch unebener oder unregelmäßi-
ger Steine auszufüllen und durch einen Erhärtungsprozess zu einem druckfesten Körper
zu verbinden, um damit eine gleichmäßige Druckübertragung zu ermöglichen. Mörtel kön-
nen ebenfalls dazu dienen, unebene Wandoberflächen zu glätten oder wetterempfindliche
Außenwände zu schützen. /10/ S. 170 Sie werden auch als Putzmörtel bezeichnet.
Im Allgemeinen besteht der Mörtel aus einem Gemisch von Sand (Korngrößen zwischen
0,25 und 4 mm), Bindemittel(n) und Wasser, ggf. mit Zusatzstoffen und Zusatzmitteln an-
gereichert.
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Seite 15

2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
Die Mörtelarten können je nach Zusammensetzung und Art des Erhärtungsprozesses
eingeteilt werden in:
,,Physikalische Mörtel"
· bei denen der Übergang vom breiartigen oder halbflüssigen in den festen Zu-
stand durch Austrocknen oder Erstarren ohne chemischen Prozess vor sich
geht. Dies trifft beispielsweise zu für: Lehm-, Schamotte- und Asphaltmörtel
sowie die neuen Klebemörtel auf Kunststoffbasis.
,,Chemische Mörtel"
· bei welchen der Erstarrungsvorgang als chemischer Prozess abläuft. Hierzu
zählen Kalkmörtel, Zementmörtel und Gipsmörtel. Mischformen zwischen die-
sen Mörtelarten und verschiedenartigen Zusätzen treten häufig auf. Die chemi-
schen Mörtelarten überwiegen auch heute noch.
Es wird unterschieden in:
· Normalmörtel (NM)
o Kalkmörtel (Mörtelgruppe I)
o Kalkzementmörtel (Mörtelgruppe II)
o Zementmörtel (Mörtelgruppe III)
Die Festigkeiten nehmen von MG II bis MG III zu. Sie bewegen sich im Bereich
von 2,5 N/mm² bis 20 N/mm². Für die Mörtelgruppe I sind keine Anforderungen
definiert.
· Leichtmörtel (LM)
o LM 21 (Wärmeleitfähigkeit = 0,21 W/(mK))
o LM 36 (Wärmeleitfähigkeit = 0,36 W/(mK))
· Dünnbettmörtel (DM) /8/ S. 150 ff., /11/ S. 176 ff.
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2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
2.4.2. Eigenschaften
Kennzeichnend für diese Mörtelarten sind folgende Eigenschaften:
Tab. 1: Ausgewählte Merkmale von Mörteln nach DIN 1053, Teil 1 /6/ S. 48
In Tab. 2 werden Nutzungseinschränkungen für bestimmte Mörtelgruppen aufgezählt.
Mörtelart Verwendungseinschränkungen
Normalmörtel (NM)
Mörtelgruppe I
· nicht zulässig bei ungünstigen Witterungs-
bedingungen (Nässe, Kälte) während der
Verarbeitung
· nicht zulässig für Gewölbe und Kellermau-
erwerk
· nicht zulässig bei mehr als 2 Vollgeschos-
sen
· nicht zulässig bei Wanddicken < 240 mm
· nicht zulässig für Außenschalen von zwei-
schaligen Außenwänden
· nicht zulässig für Mauerwerk nach Eig-
nungsprüfung
NM; Mörtelgruppe II und IIa
· keine Einschränkungen
NM; Mörtelgruppe III und IIIa
· nicht zulässig für Außenschalen von zwei-
schaligen Außenwänden (außer für nach-
trägliches Verfugen und für diejenigen
Bereiche von Außenschalen, die als
bewehrtes Mauerwerk nach DIN 1053-3
ausgeführt werden)
Leichtmauermörtel
· nicht zulässig für Gewölbe
· nicht zulässig für der Witterung ausgesetz-
tes Sichtmauerwerk
Dünnbettmörtel
· nicht zulässig für Mauersteine mit Maßab-
weichungen der Höhe von mehr als 1,0 mm
Tab. 2: Anwendungsbeschränkungen für bestimmte Mauermörtel /11/ S. 180
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2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
2.5. Putzmörtel
2.5.1. Begriffsbestimmung
Die DIN 18550, Teil 1 versteht unter dem Begriff Putz einen an Wänden und Decken ein-
oder mehrlagig in bestimmter Dicke aufgetragenen Belag aus Putzmörteln oder Beschich-
tungsstoffen, der seine endgültigen Eigenschaften erst nach Verfestigung am Baukörper
erreicht.
Putzmörtel sind ein Gemisch von einem oder mehreren Bindemitteln und einem Zuschlag
mit überwiegendem Kornanteil zwischen 0,25 und 4 mm und Wasser, gegebenenfalls
noch Zusätzen. /DIN 18 550, Teil 2/
Die Anforderungen an Putzmörtel sind sehr vielfältig. Sie sollten eine gute Haftung, aus-
reichende Dicke und Härte, eine gleichmäßige Beschaffenheit und Farbe ohne Flecken
und Risse, meist auch eine ausreichende Wasserdampfdurchlässigkeit sowie einen er-
höhten Feuerwiderstand der verputzten Bauteile aufweisen. /4/ S.143
2.5.2. Putzmörtelgruppen
Die Literatur unterscheidet 5 verschiedene Putzmörtelgruppen:
o P I:
Luftkalke, Wasserkalke, hydraulische Kalke
o PII:
hochhydraulische Kalke, Putz- und Mauerbinder, Kalk-
Zement-Gemische
o P III:
Zemente
o PIV:
Baugipse ohne und mit Anteilen an Baukalken
o PV:
Anhydritbinder ohne und mit Anteilen an Baukalk
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2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
Tab. 3: Mischungsverhältnisse von Putzmörteln in Raumteilen für mineralische Zuschläge
mit dichtem Gefüge nach DIN 18550 (erweiterte Tabelle) /12/ S. 29
2.5.3. Herstellungs-, Lösch- und Erhärtungsprozesse
Als Bindemittel für Putzmörtel können hydraulische und nichthydraulische Stoffe zum Ein-
satz kommen. Unter nichthydraulische Bindemittel zählen u.a. Luftkalke, Anhydritbinder
und Baugipse. Sie erhärten nur an der Luft und sind unter Wasser nicht beständig. Im
Gegensatz dazu die hydraulischen Bindemittel. Diese hydraulisch erhärtenden Baukalke,
Putz- und Mauerbinder sowie Zemente erhärten an der Luft und unter Wasser, weiterhin
sind sie unter Wasser beständig. Bei den Herstellungs-, Lösch- und Erhärtungsprozessen
laufen unterschiedliche Reaktionen ab.
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2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
2.5.3.1. Luftkalk
· Herstellung:
Hierfür wird reiner Kalkstein verwendet, der zu Brandkalk gebrannt wird.
id)
(Calciumox
rbonat)
(Calciumca
id
Kohlendiox
Kalk
gebrannter
Kalkstein
CO
CaO
CaCO
2
3
+
Gl. 7 Herstellung von
Kalk nach /12/ S. 14
· Löschprozess:
Der entstandene Brandkalk ist nicht ohne weitere Verarbeitung verwendbar. Er wird
mit Wasser gelöscht. Dabei zerfällt der Brandkalk unter beträchtlicher Wärmeentwick-
lung und Volumenzunahme zu Kalkhydrat.
droxid)
(Calciumhy
id)
(Calciumox
t)
(Kalkhydra
Kalk
gelöschter
ser
Was
Kalk
gebrannter
Ca(OH)
O
H
CaO
2
2
+
Gl. 8 Löschprozess von Kalk nach /12/ S. 14
· Erhärtung:
Die Erhärtung von Luftkalkmörteln erfolgt nur, wenn Kohlendioxid aus der Luft in den
Mörtel eindringen kann, sich im Mörtelwasser löst und Kohlensäure bildet. Die Koh-
lensäure reagiert mit dem gelösten Calciumhydroxid. Hierbei entsteht unlösliches Cal-
ciumcarbonat. Diese Reaktion wird auch als Karbonatisierung bezeichnet. Das
entstandene Calciumcarbonat verkittet die Sandkörner untereinander und verfestigt
sie.
rbonat
(Calciumca
droxid
(Calciumhy
Wasser
Kalkstein
id
Kohlendiox
Kalk
gelöschter
O
H
CaCO
CO
Ca(OH)
2
3
2
2
+
+
Gl. 9 Erhärtungsprozess von Luftkalk nach /12/ S. 14
Der Erhärtungsprozess von Kalk ist mit einer Volumenverminderung verbunden. Deshalb
soll gelöschter Kalk - außer bei Schlämmen - nie allein verwendet werden, sondern immer
mit Füllstoffen (Zuschläge, um die Entstehung von Schwindrissen vorzubeugen). Die Er-
härtung ist ein sehr langwieriger Prozess und sollte nicht durch zu zeitige, dichte Anstri-
che oder Versiegelungen unterbrochen werden, da so kaum oder nur wenig Kohlendioxid
in den Putz eindringen und ihn verfestigen kann. Außerdem kann der Putz nicht vollstän-
dig austrocknen. Bild 1 zeigt ein Schadensbild bei zu früher Unterbrechung der
Karbonatisierung. /14/ S. 198
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2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
Bild 1: kalkreicher Fassadenputz mit Dispersionsan-
strich /13/ S. 205
Diagramm 3: Mittelwerte für die
Stärke der Abnahme der Alkalität
von lufttrockenen Beton- und
Putzoberflächen /15/ S. 30
2.5.3.2. Hydraulischer Kalk
· Herstellung:
Die hydraulischen Kalke bestehen hauptsächlich aus Calciumsilikaten (C
3
S, C
2
S),
Calciumaluminaten (C
3
A), Calciumferriten (C
2
(A,F)) und Calciumhydroxiden. Sie wer-
den durch Brennen von tonhaltigem Kalkstein, der außer CaCO
3
noch Kieselsäure,
Tonerde und Eisenoxid enthält und nachfolgendem Löschen und Mahlen und/oder
durch Mischen von geeigneten Stoffen (z.B. puzzolanische bzw. latent hydraulischen
Stoffe und Calciumhydroxid) hergestellt. /4/ S. 80
· Erhärtung:
Hydraulische Kalke erhärten auch mit sehr wenig oder nur anfänglicher Luftzufuhr.
Hierfür sind die Hydraulefaktoren verantwortlich. Im Gegensatz zu Luftkalken wird die
Kohlensäure durch eine andere Säure, z.B. Kieselsäure ersetzt.
O
H
SiO
2
2
2
Gl. 10 nach /12/ S. 16
Das Reaktionsprodukt der Kalkbase mit der Kieselsäure ist Calciumsilikat. Sowohl bei
der Erhärtung von Kalk-Puzzolan-Gemischen als auch bei gebrannten hydraulischen
Kalken und Portlandzement entsteht dieses Tricalcium-Disilikat-Hydrat. /12/ S. 16
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2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
2.6. Witterungsbedingte Putzbeanspruchungen
2.6.1. Der Einfluss von Wasser, Schlagregen und Frost
2.6.1.1. Wasser
Eine wesentliche Aufgabe des Außenputzes ist es, für die Außenwand den erforderlichen
Regenschutz zu erbringen. Dieser ergibt sich aus dem Zusammenwirken zwischen Was-
seraufnahme bei Beregnung und der möglichen Wasserabgabe in den Trocknungsperio-
den. Diese Eigenschaften werden durch den w-Wert (vgl. 3.3.1.10) und den s
d
-Wert
1
des
Putzes beschrieben.
Wasser in jeder Form, ob Regen, Nebel, Schnee, Wasserdampf oder Tau, übt die stärkste
Beanspruchung auf Putz aus. Es kann ein Quellen des Bindemittels im Putz zur Folge
haben, insbesondere bei Kunststoffbindemitteln oder den Kunststoffanteilen in vergüteten
Putzen. Dieser Vorgang ist grundsätzlich reversibel und geht folglich nach Beendigung
der Einwirkung wieder zurück (Schwinden).
Beim Quellen erfolgt eine Einlagerung von Wassermolekülen in das Bindemittel, in die
Grenzflächen zwischen Füllstoffen und Bindemittel und manchmal auch in die Haftfläche
zwischen Putz und Untergrund. Gequollene Putze sind mechanisch empfindlicher als un-
gequollene Putze, haften schlechter und sind gegen chemische Einflüsse anfälliger. /12/
S. 73
2.6.1.2. Schlagregenbeanspruchung
Die Schlagregenbeanspruchung (Re-
gen in Verbindung mit Winddruck) ist
abhängig von der Lage und Höhe des
Gebäudes. /16/ S. 14 Nach gängigen
Definitionen tritt der Schlagregen ab
Windstärke 5 (=8 m/s) auf, wenn auch
die größeren Regentropfen um mehr
als 45° aus der Vertikalen abgelenkt
werden. /17/ S. 5 Die höchsten Bean-
spruchungen treten an Sockeln, auf-
gehenden Wänden von freien Balko-
nen, Vordächern, Hochhäusern, sowie
Wasserspeiern auf. /12/ S. 73 Grund für die erhöhte Schlagregenbeanspruchung an ho-
hen Gebäuden ist das oft gleichzeitige Vorkommen von Wind und Regen. Das Wasser
läuft nicht an der Fassade ab, sondern wird in den Putz hineingedrückt. Ist diese Belas-
tung über einen längeren Zeitraum gegeben, kann es zu schollenartigen Ablösungen
Abb. 4: Schlagregenbeanspruchung in Ab-
hängigkeit von der Gebäudehöhe /12/ S. 74
René Hesselbarth
Seite 22
1
s
d
-Wert: Ist das Produkt aus
µs. Es gibt die Dicke einer Luftschicht an, die der Materialschicht diffusionsmäßig gleichwer-
tig ist. Es wird auch als ,,äquivalente Luftschichtdicke bezeichnet" /8/ S.664

2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
kommen. Jedoch wird ein fachgerecht angebrachter und durch Schlagregen beanspruch-
ter Putz nicht geschädigt. /12/ S. 74 Trotzdem ist es erforderlich, die eindringende Was-
sermenge zu begrenzen, da sonst gewisse Eigenschaften der Wandbaustoffe
beeinträchtigt werden. Empfehlungen hierzu gibt Tab. 4. Darunter zählt u.a. die Verminde-
rung der Wärmedämmeigenschaften von porösen Baustoffen, wie porosierte Leichthoch-
lochziegel oder Porenbeton.
Tab. 4: Anwendungsempfehlungen für Außenputze nach DIN 4108, Teil 3
2.6.1.3. Frost
Mit einer völligen Wassersättigung des Außenputzes ist nach Zimmermann /21/ S. 21 bei
Einsetzen von Frost in der Regel nicht zu rechnen, da einerseits das Mauerwerk als Putz-
grund immer eine gewisse Wasserabsaugung bewirkt und andererseits zwischen intensi-
ver Beregnung und einsetzendem Frost meist eine gewisse ,,Erholungsphase" gegeben
ist, in der sich eine völlige Wassersättigung abbauen kann. Frostschäden sind daher nach
DIN 18 550 mit den dort festgelegten oder vergleichbaren Eigenschaften nicht zu erwar-
ten. Deshalb sind bei Außenputzen auch keine Frostbeständigkeitsprüfungen nötig. Frost-
schäden können dennoch auftreten. Gründe können zum einen sein, dass der Putz noch
nicht seine erforderliche Festigkeit erreicht hat oder zum anderen untypisch hohe Feuch-
tigkeitsanreicherungen im Mauerwerk, infolge Feuchtezufuhr durch Fehlstellen, verduns-
tungshemmender Beschichtungen, nicht ausreichender Dampfdiffusion oder Tau-
wasserbildung.
René Hesselbarth
Seite 23

2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
2.6.1.4. Temperaturwechsel
Bei den Beanspruchungen durch Temperaturwechsel kommt es in erster Linie nicht auf
die maximale und minimale Temperatur, sondern vor allem auf die Häufigkeit, die Schnel-
ligkeit und den Absolutwert der Temperaturwechsel an. So ist eine tiefe Temperatur oder
eine hohe Temperatur von 70°C weniger schädlich, als schnelle Temperaturwechsel von
ca. +20°C auf ­10°C. Noch schnellere Temperaturwechsel liegen dann vor, wenn son-
nenbeschienene, warme Putze durch einen kalten Platzregen oder durch kaltes Spritz-
wasser beansprucht werden. /12/ S. 76 Um den Grad der Strahlungsabsorbtion von
unterschiedlich farbig beschichteten Putzen untersuchen zu können, unternahm schon
Künzel 1959 einschlägige Versuche. Hierfür wurde eine Westwand mit verschiedenen
Kunststoffdispersionsfarben bestrichen. Die registrierten Verläufe der Oberflächentempe-
raturen sind in Diagramm 4 wiedergegeben. Man erkennt daran, dass die Farbe des Put-
zes einen bedeutenden Einfluss auf dessen Temperatur hat.
Diagramm 4: Einfluss der Farbe auf die Verläufe der Oberflächentemperatur des Außenput-
zes /14/ S. 199
Dunkle Wandflächen erreichen höhere Maximaltemperaturen und die darauffolgende Ab-
kühlphase verläuft schneller als bei helleren Wandflächen.
Die Wirkung der Temperaturwechsel beruht darauf, dass im Laufe der Erwärmung der
gesamte Putzquerschnitt sowie die Oberfläche des Untergrundes eine gleichmäßige hohe
Temperatur erreichen. Die Abkühlung der Putzoberfläche erfolgt dann jedoch so schnell,
dass die unteren Bereiche des Putzes sowie der Untergrund noch warm sind, während
die Putzoberfläche schon kalt ist und sich dementsprechend verkürzt. Diese Verkürzun-
gen, die vom Temperaturunterschied und den Wärmeausdehnungskoeffizienten des Put-
zes und des Untergrundes abhängen, rufen Zugspannungen in den Putzoberflächen
hervor, die durch den Verbund abgebaut werden müssen. Häufige und rasche Tempera-
turwechsel können daher auf Dauer die Festigkeit der Putzoberfläche vermindern und zu
Rissen führen. /12/ S. 77
René Hesselbarth
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2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
2.6.1.5. Weitere Beanspruchungen
· lösliche Salze
· schädliche Luftschadstoffe (Schwefeldioxid SO
2
, Ozon O
3
, Stickoxid NO
2
)
· extremes Sonnenlicht (Infrarot- und Ultraviolettstrahlung)
2.7. Rissbilder im Außenputz und ihre Ursachen
2.7.1. Definition Riss
Ein Riss ist ein unvollständiges Zerbrechen mit oder ohne Zerteilung in separate Bruch-
stücke und kann in vielen verschiedenen Formen auftreten. /18/ S. 7
Optisch lassen sich folgende Rissarten unterscheiden:
Rissarten Haarriss
Netzwerkriss
Sternriss Spaltung Ruptur
Risswei-
ten
kleiner 0,05
mm
kleiner 0,15 mm
größer 0,15 mm
Mögl.
Ursachen
· Trocken-
schwinden
z.B. bei Mör-
teln
· therm. Beanspru-
chung
· Alterungen, Frost
· Trockenschwinden
des Putzes
· Materialausdeh-
nung in oder
unter der Ober-
fläche im Zentrum
des Sterns
· Zugspannungen
· unterschiedl.
Setzungen im
Fundament
· therm. Ausdeh-
nung und Kon-
traktion
· durch Zug-
spannung auf
Grund von
Biegung ver-
ursachte
Teilung in
verschiedene
Bruchstücke
Tab. 5: Optische Einteilung der Rissarten /18/ S. 7ff.
Risse mit einer deutlich erkennbaren Richtung, insbesondere lange Horizontal-, Vertikal-
und Diagonalrisse haben ihre Ursache in der Regel im Untergrund. Sie sind oft statisch
konstruktiv begründet.
Wirr verlaufende Risse mit Y-förmigen Verzweigungen, sogenannte Schwindrisse, haben
ihre Ursache in der Regel im Verputz. Bei Horizontal- und Vertikalrissen über Mauer-
werksfugen liegt die Ursache meistens in einem Zusammenwirken von Putz- und Unter-
grundmängeln. /18/
René Hesselbarth
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2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
Bild 2: Y-förmige Rissbildung /19/ S. 6
Bild 3: Rissbildung auf Grund von Mängeln
im Mauerwerk und Verputz /19/ S. 6
Selbst wenig breite Risse stellen einen optischen Mangel dar, auch wenn sie für die Funk-
tion des Putzsystems ohne Auswirkung bleiben. Da es aber laut DIN 18 550, Teil 2 keinen
rissfreien Putz gibt (,,Haarrisse im begrenzten Umfang sind nicht zu bemängeln"), ist die
Definition eines Mangels oft Ansichtssache. So lassen Kratzputz oder andere grobe Putz-
strukturen feine Risse kaum in Erscheinung treten. Ungünstig sind dagegen glatte Putze.
Putzrisse entstehen, wenn Formänderungen behindert werden:
· Zugspannung > Zugfestigkeit = Riss
· Zugspannung > Haft(Scher)festigkeit = Hohlstellen (Putzablösung vom Putz-
grund), Riss
· Zugspannung > Scherfestigkeit ­ Putz teilt sich im Querschnitt = Hohlstellen,
Riss /20/ S. 66
2.7.2. Klassifizierung von Putzrissen
2.7.2.1. Putzgrundbedingte Risse
· Kerbrisse
Können entstehen, wenn unterschiedliche Belastungsverhältnisse (z.B. an Fensterberei-
chen) auftreten. Dem nur gering belasteten Mauerteil der Fensterbrüstung stehen die be-
lasteten Mauerteile der seitlichen Fensterlaibung gegenüber. Hier können Spannungen
auftreten, die bei ,,weichem" Mauerwerk Rissbildung zur Folge haben können. /21/ S. 45
Des Weiteren kommen Kerbrisse häufig bei unsauber vermauertem Mauerwerk vor.
René Hesselbarth
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2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
· Fugenrisse
Fugenrisse treten gehäuft an Mauerwerk aus großformatigen Steinen auf. Auf diese Prob-
lematik wird ausführlich in Abschnitt 2.8.4 eingegangen.
· Thermische Risse
Spannungen durch größere Temperaturgradienten in wärmedämmendem Mauerwerk
können oft zu Rissbildungen führen.
2.7.2.2. Putzbedingte Risse
· Sackrisse
Laut Künzel /21/ S. 42 entsteht dieses Rissbild, wenn der frisch aufgebrachte Mörtel nicht
schnell genug durch Wasserabsaugung vom Putzgrund verfestigt wird und dann auf
Grund seines Gewichts ,,absackt", wodurch sich horizontale Risse zwischen 10 und 20 cm
Länge bilden, siehe dazu auch Bild 4.
Bild 4: Schwindrisse im Grundputz mit zu hohem Wasser-Bindemittelfaktor werden auch als
Sackrisse bezeichnet /19/ S. 33
Gefördert wird diese Entstehung durch zu dicken Putzauftrag oder zu plastischer Konsis-
tenz des verwendeten Frischmörtels, bei gering saugfähigem oder nassem Putzgrund.
Naturgemäß neigen Leichtputze oder Dämmputze weniger zu Sackrissen /21/ S. 42
Mögliche Ursachen sind:
o ein zu dicker Putzauftrag in einer Lage
o eine zu weiche Konsistenz des Putzmörtels
o zu langes oder starkes Verreiben der Putzoberfläche bzw. an einer Stelle
o schlechte Haftung auf dem Untergrund oder
o ein Auftrag auf ungeeigneten Untergründen /18/ S. 37
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2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
· Schwindrisse
Bei Schwindrissen wird unterschieden in solche, die im noch frischen Mörtel und in sol-
che, die im erhärteten Mörtel (ein bis zwei Monate nach Putzauftrag) entstehen. Bei den
Schrumpfrissen handelt es sich um netzförmige Risse mit einem Knotenabstand von ca.
2 cm und Rissbreiten bis ca. 0,5 mm. Sie reichen in den seltensten Fällen bis zum Putz-
grund. Durch das Verdunsten des Anmachwassers verkleinert sich das Volumen des Mör-
tels. Dadurch ist ein Ablösen der Rissflanken vom Putzgrund möglich.
Die Ursachen können sein:
o zu feiner gleichkörniger Sand in der letzten Putzlage
o zu schneller Wasserentzug
Das Risiko lässt sich vermeiden, wenn ,,vor der Sonne" und nicht ,,mit der Sonne" geputzt
wird. Somit wird umgangen, dass dem Putz zu schnell das Anmachwasser entzogen wird.
/18/ S. 36, /12/ S. 179
Abb. 5: Schrumpfrisse/12/ S. 179
Abb. 6: Schwindrisse /12/ S. 179
Fettrisse
Diese Rissart tritt vor allem bei mineralischen Edelputzen auf. Hier liegt die Ursache in der
zu großen Anreicherung des Bindemittels an der Oberfläche. Dadurch ist es möglich,
dass erhöhte Schwindspannungen auftreten, die die Rissgefahr erhöhen.
2.7.2.3. Bauwerksbedingte Risse
Eine kurze Nennung von bauwerksbedingten Rissbildungen soll an dieser Stelle genügen:
· Deckenschubrisse
· Risse auf Grund von:
Verkehrs- oder Windlasten, Erschütterungen oder Baugrund-
senkungen /21/ S. 46
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2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
2.8. Putzaufbau
2.8.1. Putzlagen
Eine Putzlage ist laut DIN 18550, Teil 1 eine in einem Arbeitsgang durch einen oder meh-
rere Anwürfe des gleichen Mörtels bzw. Auftragen des Beschichtungsstoffes (einschließ-
lich des erforderlichen Grundanstriches) ausgeführte Putzschicht. Es können ein- oder
mehrlagige Putze hergestellt werden. Als Unterputz werden die unteren Lagen und als
Oberputz die oberste Lage bezeichnet.
Abb. 7: Schematische Darstellung des Aufbaues eines zweilagigen Außenputzes /22/ S. 653
Der traditionelle Putzaufbau ist mehrlagig, wie aus Abb. 7 ersichtlich. Der Spritzbewurf
zählt jedoch nicht als Putzlage. /22/ S. 653 Die mittleren Putzdicken ­ sollten im Allgemei-
nen mineralische Putze beinhalten - beziffert die DIN 18550, Teil 2 für Außenflächen auf
20 mm (zulässige Mindestdicke 15 mm) und für Innenflächen auf 15 mm (zulässige Min-
destdicke 10 mm).
Im Laufe der Bemühungen um eine Rationalisierung der Verputzarbeiten wurde durch den
Einsatz von Werktrockenmörteln der traditionelle Putzaufbau verdrängt. Ein einlagiger
Putzaufbau ist heute Standard. Einlagige Putze können mit oder ohne Putzgrundvorbe-
handlung (z.B. Spritzbewurf) hergestellt werden.
2.8.2. Der Putzgrund
Das Ziel jedes Verputzen
s sollte es sein, ein vollflächiges
Haften des Verputzes auf dem jeweiligen Untergrund bzw.
Mauerwerk zu gewährleisten. Putz und Untergrund sind
auf Gedeih und Verderb miteinander verbunden. Werden
nun Verbundkonstruktionen belastet, siehe Abb. 9, wird der
Hauptteil der Last in der Regel vom stärkeren Partner über-
nommen. Der stärkere Partner ist normalerweise derjenige
mit dem größeren Elastizitätsmodul. Diese Regeln gelten für Druck- und Zugkräfte. So
können laut Dr. J. Blaich /24/ S. 123 ff. Zugkräfte in Verputzen beispielsweise durch Was-
Abb. 8: Formänderung in-
folge Schwinden im ober-
flächennahen Bereich /23/
S. 661
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2. Theoretische Grundlagen
Versuche zu Anforderungen an Außenputze auf
verschiedenen Mauerwerksuntergründen
serabgabe (Schwinden siehe Abb. 8), durch Abkühlen oder durch Weichmacherverluste
entstehen.
Abb. 9: links: schematischer Kraftfluss in einem verputzen Mauerwerk. Bsp.: ,,weicher" Ver-
putz auf ,,hartem" Mauerwerk. rechts: wie links, jedoch für einen "harten" Verputz auf einem
,,weichen" Mauerwerk /24/ S. 123
Weiche Verputze leiten Zugkräfte an einen harten Untergrund und werden dadurch
entlastet. Bei harten Putzen ist dies nicht der Fall. Die auftretenden Zugkräfte bleiben im
Verputz und führen zu einem Riss, sobald die Zugfestigkeit überschritten ist.
Aus der im oberen Abschnitt verdeutlichten Gesetzmäßigkeit wird die Richtigkeit der tradi-
tionellen Verputzregel bestätigt. Diese sagt aus, dass bei Außenputzen die Festigkeit der
Materialien von innen nach außen abnimmt, d.h. vom Mauerwerk zum Zementanwurf und
weiter zum Grundputz und Deckenputz. /24/ S. 123 ff., /22/ S. 654 Da Festigkeit und Elas-
tizitätsmodul in Relation zueinander stehen, wird bei abnehmender Festigkeit auch der
Elastizitätsmodul abnehmen (siehe Tab. 6).
Baustoff
E-Modul von Putz u. Mauersteinen
Biegezugfestigkeit von Putz u. Mauersteinen
Außenputz E
Z
= 800 bis 6000 N/mm²
Z
= 0,3 bis 1,9 N/mm²
Ziegelsteine
E
D
= 7500 bis 24000 N/mm²
Z
= 6,5 bis 11,5 N/mm²
Bindemittel geb.
Steine
E
D
= 900 bis 5700 N/mm²
Z
= 0,8 bis 2,9 N/mm²
E
Z
= Zug-E-Modul, E
D
= Druck-E-Modul
Tab. 6: Grenzwerte der Elastizitätsmodule und Biegezugfestigkeiten von Außenputzen der
Mörtelgruppe I u. II (einschließlich Leichtmörtel) und von Mauersteinen (bestimmt am Stein-
scherben) /25/ S. 77
Dieses Befolgen der Regel führte in Kombination mit einer handwerklich einwandfreien
Ausführung in der Vergangenheit zu einer hohen Sicherheit in Bezug auf Putzrisse. Kün-
zel ist derselben Meinung; in /21/ S. 25 äußert er, dass das ,,frühere" Mauerwerk aus
kleinformatigen Steinen mit geringen Unterschieden in den Eigenschaften von Mauerstei-
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Details

Seiten
Erscheinungsform
Originalausgabe
Jahr
2001
ISBN (eBook)
9783832450151
ISBN (Paperback)
9783838650159
DOI
10.3239/9783832450151
Dateigröße
16.9 MB
Sprache
Deutsch
Institution / Hochschule
Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden – Bauingenieurwesen/Architektur
Erscheinungsdatum
2002 (Februar)
Note
1,0
Schlagworte
putzmörtel risse putzschäden putz
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