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Richard Geiger Architekt ö. b . u. v. Bausachverständiger

Vortrag vor Fachgruppe Putz Schwaben am 5.4.2000 Putzschäden bei Leichtziegelmauerwerk mit Leichtmauermörtel   Bei meiner Tätigkeit als Sachverständiger kommen gehäuft Putzschäden am Außenputz vor, welche von der Art und Umfang für mich neu waren. Diese Risse haben nichts mit den früher gewohnten Putzschäden zu tun, welche z.B. aus statischen Gründen oder auch aus Gründen von Ausführungsfehlern entstanden. Bei den von mir hier gemeinten Rissen handelt es sich einmal um krakeleartige, netzartige Risse, welche gleichzeitig mit Hohllage um den Rissbereich herum auftreten. Diese Risse haben Rissbreiten von 0,1 bis max. 0,2 mm. Sie treten erfahrungsgemäß erst nach 1 bis max. 2 Jahren nach dem Verputzen auf und das meistens während oder nach dem Frühjahr.

Beispiel, Risse wurden nachgezeichnet

Der Putz auf vorstehendem Bild wurde mit Kalkzementputz (MEP) als Grundputz und dann nochmals dünn mit MEP aufgezogen und eingewaschen. Ein solcher Putz ist zu "hart" für Leichtziegelmauerwerk. Diese Risse haben nichts mit material- oder herstellungsbedingten Schwindrissen oder Sackrissen zu tun. Neben den krakeleförmigen Rissen sind mir öfters auch Risse an den Gebäudeecken und im Bereich der Fenster untergekommen. Ein solches Beispiel hat Dr. Ing. Künzel im Deutschen Architektenblatt 99 veröffentlicht.(zu beziehen im Frauenhofer IRB Verlag)

Fassadenputz auf Leichtziegelmauerwerk Mauerwerksbedingte Risse Über Putzschäden in Verbindung mit Leichtziegelmauerwerk wurde in den letzten Jahren des öfteren sowohl in der Bauschäden-Sammlung als auch in anderen Fachartikeln berichtet . Nach Meinung des Autors liegt die Ursache dieser Schäden im wesentlichen in der Anisotropie des porosierten Leichthochlochziegels. Die deutlich unterschiedlichen Festigkeiten in Belastungsrichtung der Steine und quer dazu verlangen besondere Beachtung beim Verputzen. Sachverhalt Die Außenwände des aus Erdgeschoß und ausgebautem Dachgeschoß bestehenden Einfamilienhauses wurden aus 36,5 cm dicken Leichthochlochziegeln (Rohdichte 0,9 kg/dm3, Stoßfugenverzahnung) mit Leichtmauermörtel LM 36 aufgemauert und mit Leichtmörtel verputzt. Der Rohbau war im April 1995 fertig und die Putzarbeiten im September 1995. Im Juni 1997 - also rund zwei Jahre später - wurden Putzrisse festgestellt, die Architekt und Bauherr im Dezember bei allen vier Wänden genau vermessen und auf einem Plan eingezeichnet haben. In Abb. 1 sind die Süd- und Ostfassade abgebildet. Die meisten Risse sind auf der stark gegliederten Südfassade zu erkennen. Auf der Ost-Giebelwand sind nur die Eckbereiche betroffen, während die größeren, zusammenhängenden Mauerflächen rißfrei sind. Analog sind die Verhältnisse bei den beiden anderen Wänden (mehr Risse auf der Trauf- als auf der Giebelseite). Die Rißbreite beträgt mehrheitlich 0,1 mm, in wenigen Fällen wurden 0,3 mm und einmal 0,6 mm gemessen. Der Außenputz besteht aus einem Leichtunterputz (Werktrockenmörtel) und einem eingefärbten Oberputz (Münchner Rauhputz), ebenfalls Werktrockenmörtel. Der Unterputz ist außergewöhnlich dick (ca. 35 mm) Ursachen Leichtziegel wurden durch entsprechende Porosierung und Lochung auf hohe Wärmedämmung optimiert bei ausreichender Druckfestigkeit bei senkrechter Belastung, die im vermauerten Zustand für eine tragende Außenwand notwendig ist. Quer zu dieser Belastungsrichtung sind aber die Druckfestigkeit und die Zugfestigkeit wesentlich geringer, d. h. die Steine sind anisotrop. Wände aus diesen Steinen sind empfindlich gegenüber Querkräften, sowohl in Horizontalrichtung in der Wandfläche als auch senkrecht dazu. Die Querdruckfestigkeit in Längsrichtung beträgt bei porosierten Leichtziegeln im Mittel nur 20 % der Normaldruckfestigkeit. Hinzu kommt, daß der Leichtmauermörtel zusätzlich noch eine größere Verformbarkeit ermöglicht (kleinerer Querdehnungsmodul als bei Normalmörtel). Bei einer belasteten, nicht durch Fenster unterbrochenen Wand stellt sich eine gleichmäßige Druckverteilung ein. Diese wird aber z. B. durch Fensteröffnungen beeinflußt: Durch den Fenstersturz werden die Kräfte auf die Wandbereiche seitlich der Fenster konzentriert und im Bereich der Fensterbrüstung gibt es wieder eine Kraftumlenkung. Dadurch entstehen Querkräfte in der Ebene der Wandfläche. Aber auch senkrecht zur Wandfläche entstehen Querkräfte, wenn die auf den Wänden exzentrisch aufliegende Betondecke beim Trocknen schwindet. Wenn die dadurch entstehenden Kräfte von der Wand nicht aufgenommen werden können, entstehen Risse. Nun zum konkreten Fall (Abb. 1): Im Mittelbereich der Giebelwand, die nur durch drei Fenster unterbrochen ist, sind keine Risse aufgetreten. Dem "Schwindzug der Decke" hat die Wand wegen der Auflast des Giebels standgehalten. Nur in den Eckbereichen, in denen die Auflast kleiner ist, sind Risse im Mauerwerk entstanden. An einer geöffneten Wandstelle wurden im Mauerwerk breitere Risse als im Außenputz festgestellt. Die horizontale Ausrichtung dieser Risse ist z.T. durch das Schwinden der Decke zu erklären und macht es auch verständlich, daß die Risse erst nach etwa zwei Jahren im Verlauf der Trocknung in Erscheinung getreten sind.  Die mehr senkrecht ausgebildeten Risse in Abb. 1, meist in Verbindung mit Fensteröffnungen, gehen auf die oben erwähnten Querkräfte in der Wandebene zurück bzw. auf Scherkräfte zwischen den belasteten Wandflächen und den unbelasteten unterhalb der Fenster. Die Mauerrisse müssen keine Putzrisse zur Folge haben, wenn der Putz eine gewisse "Entkopplungsfähigkeit" hat. Der Vorteil von Wärmedämmputzen oder Wärmedämmverbundsystemen besteht darin, daß sie aufgrund einer "schubweichen" Zwischenschicht zwischen Mauerwerk und Oberputz Verformungen oder Risse im Mauerwerk schadlos ausgleichen können. Auch Leichtputze haben in geringerem Maße, aber doch in der Regel ausreichend, diese Entkopplungswirkung. Zwar ist der hier verwendete Außenputz ein Leichtputz mit Styroporzusatz, aber viel zu hart. Die Härte entspricht nach Messungen an einer entnommenen Probe etwa der eines normalen P II - Putzes Zusammenfassend: Der Schaden ist auf die geringe Querschubfestigkeit des Mauerwerks in Verbindung mit einem ungeeigneten, zu harten Außenputz zurückzuführen. Sanierung Aufgrund der Entstehungsursache ist davon auszugehen, daß die Rißbildung nach endgültiger Trocknung zu einem gewissen Abschluß kommt. Dies kann durch Aufbringen von Gipsmarken kontrolliert werden. Geringe Formänderungen werden aber bei den einmal vorhandenen Rissen auch weiterhin auftreten, die jedoch durch eine ausgleichende Putzschicht überdeckt werden können. Die Sanierung kann somit nach Aufbringen eines imprägnierenden Haftanstriches in einer 6 bis 8 mm dicken Grundbeschichtung bestehen, die im äußeren Bereich durch eine Gewebearmierung verstärkt wird. Darauf folgen ein Anstrich oder eine Strukturschicht zur optischen Gestaltung. Stellungnahme Vor Jahrzehnten gab es bei Ziegelwänden überhaupt keine Putzprobleme. Das Material schwindet nicht und die Kapillarstruktur des Ziegels gewährleistet einerseits eine gute Putzhaftung und andererseits einen Wasserrücktransport in der Trocknungsphase des Putzes, wodurch dieser ausreichend feucht gehalten und so die Erhärtung positiv beeinflußt wird. Die Ziegelhersteller wollen es daher verständlicherweise nicht wahrhaben, daß neuerdings der Ziegel der Hauptverursacher von Putzschäden sein soll. Nach wie vor schwindet der Ziegel nicht und die Putzhaftung ist gut. Aber das größere Steinformat, die in Verbindung mit Leichtmauermörtel gegebene "Beweglichkeit" und die geringe Querfestigkeit sind Fakten, wodurch sich das moderne Ziegelmauerwerk vom altbewährten Mauerwerk früherer Zeiten unterscheidet. In Abb. 2 sind die grundsätzlichen Unterschiede des alten, "stabilen" Mauerwerks aus kleinformatigen Steinen mit ähnlichen Festigkeiten und Wärmeleitfähigkeiten von Stein und Mauermörtel und des heutigen Mauerwerks aus großformatigen Leichtbausteinen schematisch dargestellt. Im letztgenannten Fall ist unter "beweglichem" Putzgrund zu verstehen, daß infolge Schwindens bei zementgebundenen Blocksteinen oder infolge der erläuterten geringeren Querfestigkeit bei Leichtziegelblöcken Formänderungen bzw. Spannungen vom Putzgrund herauf das Putzsystem einwirken können. Mit diesen Problemen mußten sich vor Jahrzehnten schon die Hersteller von großformatigen Poren- und Leichtbetonsteinen auseinandersetzen, bis sie erkannt haben, daß sie spezielle Putze für ihr Material anbieten müssen. Das gleiche wird den Ziegelherstellern nicht erspart bleiben. Das heutige Mauerwerk aus großformatigen, wärmedämmenden Blocksteinen, das z.T. nur mit Klebemörtel oder ohne Stoßfugenvermörtelung errichtet wird, erfordert auf den jeweiligen Putzgrund abgestimmte Putzsysteme. Die aus dem Jahr 1985 stammende Putznorm ist veraltet und gibt hierzu keine Hinweise. Es ist deshalb Aufgabe der Steinhersteller in Verbindung mit der Mörtelindustrie entsprechende Richtlinien zu erarbeiten mit differenzierten Angaben zu den jeweils geeigneten Außenputzen. Helmut Künzel Literatur [1] Pfefferkorn, W.: Außenwände aus Leichthochlochziegeln: Stein-Putz-Risse. DAB 1996, H. 1, S. 103-104; Bauschäden-Sammlung Band 11, S. 84 ff., Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, 1997. [2] Schubert, P.: Putzrisse durch Leichtziegelmauerwerk? DAB 1996, H. 5, S. 892-895. [3] Künzel, H.: Die Entwicklung des Wärmeschutzes von Ziegelmauerwerk und Auswirkungen auf die Putztechnologie. ibausil, 13. Internationale Baustofftagung, Tagungsbericht - Band 2, S. 2-0641 bis 2-0651. [4] Schubert, P.: Eigenschaftswerte von Mauerwerk, Mauersteinen und Mauermörtel. Mauerwerk-Kalender (1997). [5] Pfefferkorn, W.: Außenmauerwerk mit Leichtziegeln - Rißbildung durch Stahlbeton-Ringgurt. DAB 1984, H. 11, S. 1500. Bauschäden-Sammlung Band 6, S. 70 ff., Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart, 2. Aufl. 1993.

Abbildung 1 Abbildung 2

Bei den beiden beschriebenen Rissschäden ist immer eines gleich: Das Mauerwerk besteht aus großformatigen Leichtziegeln, welche mit Leichtmauermörtel, in erster Linie LM 21, vermauert sind. Hinzu kommt, dass die Stoßfugen in den meisten Fällen nicht vermörtelt, sondern als Zahnziegel stumpf gestoßen sind. Die krakeleförmigen Risse treten am stärksten an den Westseiten auf   Warum ist das nun so: Seit Einführung der Wärmeschutzverordnung hat die Ziegelindustrie darum gekämpft, ihren Baustoff in Richtung hervorragender Wärmedämmung zu trimmen. Die Wärmedämmwerte sind inzwischen auch bei Ziegeln sehr gut. So gibt die Industrie inzwischen K-Werte bei 36,5 cm starken Ziegelwänden mit 0,35 einschl. Innen- und Außenputz an. Betrachtet man nun diese Leichtziegel, dann sind die äußeren Wandschalen der Ziegel gerade noch 5 mm stark. Die Rohdichte beträgt dann noch 0,6 kg pro dm³. Solche Ziegel gehören dann zur Druckfestigkeitsklasse 4, d.h. der kleinste Einzelwert der Druckfestigkeit beträgt dann 4 N pro qmm. Diese Druckfestigkeit ist jedoch nur senkrecht, d. h. in Richtung der Stege vorhanden. Horizontal bzw. quer beträgt die Druckfestigkeit dann gerade noch um die 20 %. Solche Ziegel sind als filigrane Bauteile zu bezeichnen, optimiert auf senkrechte Lastabtragung. Es treten jedoch im Mauerwerk nicht nur senkrechte Kräfte auf. Beispiel Lastumlenkung an Fenstern Lasteintragung ist nicht zentrisch durch Deckenlager mit Vormauerung etc. Thermische Spannungen. Prüfung von Mauersteinen, achsial Auf Dämmung getrimmter Ziegel der neuen Generation:

Der Mörtel, z.B. der LM 21, ist ebenfalls auf Dämmung getrimmt. Er kann gut Druckkräfte aufnehmen, wie sieht es aber mit den Querkräften aus? Hinzu kommen die nicht vermörtelten Stoßfugen. Wenn Sie bei solchem Mauerwerk nur Normalkräfte, also senkrechte Kräfte (zentrische Kräfte) haben, passiert nicht viel. Dann müssten aber bei Außenmauerwerk die Deckenlasten genau zentrisch und nicht wie es ist, unsymetrisch (Deckenauflager mit Vormauerung) keine Deckendurchbiegungen mit Auflagerverdrehungen keine Schwindverkürzung der Decke keine Lastumlenkungen z. B. an Fenstern usw. auftreten. Und schon haben wir die Kräfte die solches Mauerwerk schwerlich aufnehmen kann. Bei Mauerwerk der früheren Machart war dies anders. Bei diesen Kräften treten dann die oben beschriebenen Risse auf. Hinzu kommt dann das Problem der Längenänderung durch Temperatur. Eine Wand verformt sich (wie auch eine Stahlbetondecke) durch Wärme. Sie wölbt sich in Richtung Wärme. Vorstehende Verformung wurde an einer Wand gemessen.

In a) ist eine gerade Wand dargestellt, ohne Verwölbung durch Temperaturunterschiede. In b) ist eine Wand dargestellt, welche sich zur "warmen Seite" hinwölbt, außen ist es kalt. Natürlich ist das Bild überzeichnet. In c) ist eine Leichtziegelwand mit Leichtmauermörtel und unvermörtelten Stoßfugen dargestellt. Hier verformt (verkürzt) sich die dünne äußere Wandung des Ziegels.   Tabellen aus Pfefferkorn, Rissschäden an Mauerwerk Es ist zu bedenken Der Wärmedehnungskoeffizient bei Ziegel beträgt etwa 6 x 10-6, die meisten Außenputze 8 x 10–6 = ca. 33 %, somit niederer als des Putzes. Das war bei den massiveren Ziegeln weniger ein Problem, er war stabiler und konnte der Verkürzung entgegenhalten. Die Spannungen wurden in den Kern des Mauerwerks abgetragen.   Bei den leichten und an den Stoßfugen unvermörteltem Mauerwerk ist dies nicht mehr möglich. Die Spannungen bzw. Verformungen werden nahe an der Oberfläche (Putzfläche) des Mauerwerkes abgetragen.  Die Industrie bietet inzwischen sogar faserarmierte Putze an, um Rissgefahr zu mindern. Inzwischen lauten die Empfehlungen: Gewebespachtelung Wärmedämmputz zumindest jedoch Leichtputz. Meine Empfehlungen lauten für eine Leichtziegelwand, entweder einen Wärmedämmputz (mind. 6 cm stark) auf 30 cm Leichtziegel oder 17,5 bzw. 24 cm Hochlochziegel und darauf ein Wärmedämm- Verbundsystem. Bei beiden Lösungen hatte ich bis heute keine Probleme. Nachstehend graphisches Ergebnis von Feuchtigkeits- und Temperaturverlauf einer Westfassade, Berechnet mit WUFI30 mit Klimadaten über 1 Jahr vom Frauenhofer Institut Holzkirchen.   Aus diesen Grafiken ersieht man, dass der Außenputz Temperaturunterschiede von rd. 50 °C und Feuchtigkeitsschwankungen von rd. 30 bis 130 kg/m3 "ertragen" muss. Aus den Feuchtigkeitsschwankungen entsteht Quellen und Schwinden des Putzes, Wärmeunterschiede verursachen Formänderungen. Da die Leichtziegel anisotrop sind, d. h. die Formänderung erfolgt nicht gleichmäßig in allen Richtungen, entstehen diese Risse. Und zwar allermeist an Stoß- oder Lagerfugen. Verstärkt wird dies durch die unvermörtelten Stoßfugen und Verwendung von Leichtmauermörtel. Leichtmauermörtel hat ein wesentlich geringeres Querdehnungsmodul als Normalmörtel.

Die Problematik ist sowohl den Ziegel- wie auch den Putzherstellern bekannt. Für den Anwender (Handwerker) ist Vorsicht geboten, wenn Außenputz auf Leichtziegel (ohne Stoßfugenvermörtelung) mit Leichtmauermörtel vermauert  aufgebracht werden soll. Vorschlag zur Schadenvermeidung: Feststellen welcher Mauerstein mit welchem Mörtel vermauert wurde Den Putzhersteller verantwortlich mit einbinden ggf. Bedenken anmelden. Bei der Planung (>Architekten) solchen Wandaufbau vermeiden.

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