Projektdokumentation

Neumann, Hans Herrmann; Niermann, Michael; Steiger, Michael:

Methodenentwicklung zur zerstörungsfreien Prüfung des Wassertransportes für die Planung und zum Bautenschutz in historischem Ziegelmauerwerk bei dem Einsatz von Innenraumdämmungen

28.09.2011 bis 27.09.2014

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Inhalt
Beteiligte

Im Rahmen des Vorhabens wurde ein integrales Untersuchungskonzept für die Feuchteschutzbeurteilung von Ziegel-Verbundmauerwerk erarbeitet und an zwei Objekten, der Grundschule und dem Wasserturm in Norderney, erprobt. Das Untersuchungskonzept basiert zunächst auf zerstörungsfreien Messungen von Wasseraufnahme und Trocknungsverhalten. Zu diesem Zweck wurden verschiedene Prüfverfahren zur Bestimmung der kapillaren Wasseraufnahme erprobt und verglichen.
Schließlich wurde auf die ursprüngliche runde Form der Prüfplatte nach Franke zurückgegriffen, die unabhängig vom Ziegelformat die Bestimmung der Wasseraufnahme von Verbundmauerwerk, d.h. die Aufnahme über Stoß- und Lagerfugen sowie über Ziegel ermöglicht. Eine runde Form ist vor allem zweckmäßig, um die angestrebte Kombination von Wasseraufnahme- und Trocknungsmessung zu gewährleisten.
Ein den gängigen Wassereindringprüfern vergleichbar einfaches Messverfahren für die Prüfung des Trocknungsverhaltens von Verbundmauerwerk stand nicht zur Verfügung und wurde im Rahmen des Vorhabens entwickelt.
Im Vorhaben wurden auf diese Weise Trocknungsraten nach einer zuvor durchgeführten Messung der kapillaren Wasseraufnahme bei Durchströmung der Kammer mit Umgebungsluft bestimmt. Es steht somit nun ein Messverfahren für die Trocknungsmessung von Mauerwerk in situ zur Verfügung.
Im Vergleich zu Wasseraufnahmemessungen mit Wassereindringprüfern ist das Verfahren allerdings deutlich aufwendiger und zeitintensiver, bei entsprechender Fragestellung an einem Objekt kann die Methode aber sehr hilfreich eingesetzt werden. Die für eine feuchtetechnische Beurteilung von Verbundmauerwerk, z. B. vor Anbringung einer Innendämmung, erforderlichen Kenndaten können nicht alleine durch Labormessungen ermittelt werden, da diese unter idealen Bedingungen durchgeführt werden und wesentliche Einflüsse am Objekt, insbesondere die Bildung von Blattkapillaren und Flankenabrissen im Grenzbereich Ziegel–Fugenmörtel, nicht abbilden.

Ein weiterer Schwerpunkt des integralen Untersuchungskonzeptes lag deshalb in ergänzenden Untersuchungen zur Charakterisierung des Verbundmauerwerks. Dabei haben sich Bohrwiderstandsmessungen als minimalinvasive Untersuchungsmethode zur Detektion von Übergängen zwischen Fugen- und Mauermörtel sowie von Lockerzonen und der Charakterisierung des Zustandes der Brennhaut von Ziegeloberflächen als sehr hilfreich und der feuchtetechnischen Bestandsaufnahme dienlich erwiesen.
Schließlich wurden wenige, aber auf Grundlage zerstörungsfreier bzw. minimalinvasiver Untersuchungen sorgfältig ausgewählte Sandwich-Bohrkerne für die polarisationsmikroskopische Charakterisierung des Gefüges an Mörtel- sowie Ziegel–Mörtel-Grenzflächen verwendet. Die Detektion von Rissen und Flankenabrissen oder die Untersuchung von Verteilung und Anbindung verschiedener Mörtelschichten ist nur auf diese Weise möglich, ist aber entscheidend, um das feuchtetechnische Verhalten von Verbundmauerwerk zu charakterisieren.
Ergänzt wurden diese Untersuchungen noch durch tiefenabhängige Salzanalysen. Das dabei verwendete Probenahmekonzept aus einer Kombination von Bohrmehlentnahmen mit relativ grober Auflösung bis in große Tiefen kombiniert mit Feinprofilen hoher Auflösung in der Nähe der Oberflächen hat sich sehr bewährt.
Es wurde insbesondere nachgewiesen, dass eine zerstörende Beprobung dieser Art nur dann zu rechtfertigen ist, wenn aus den Proben ein Maximum an Information extrahiert wird. Hierfür ist es unerlässlich, Kationen und Anionen zu analysieren und umfassend und fundiert auszuwerten.





Dieses Projekt wurde gefördert durch
die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
AZ 28751

 
Inhalt

1. EINLEITUNG 1

2.MESSMETHODEN 4
2.1 Messung der kapillaren Wasseraufnahme und des Trocknungsverhaltens
von Verbundmauerwerk 4
2.2 Weitere verwendete Messmethoden 20

3. LABORUNTERSUCHUNGEN 23

4. OBJEKTUNTERSUCHUNGEN 31
4.1 OBJEKTAUSWAHL 31
4.2 GRUNDSCHULE NORDERNEY 31
4.2.1 Historie 31
4.2.2 Schadensbeschreibung 33
4.2.3 Materialkenndaten 41
4.2.4 Untersuchungen zur Salzbelastung 45
4.2.5 Erstes Instandsetzungskonzept und Maßnahmen im Bauabschnitt 1 71
4.2.6 Wasseraufnahme- und Trocknungsmessungen 79
4.2.7 Bohrhärtewiderstandsmessungen 95
4.2.8 Polarisationsmikroskopische Untersuchungen am Mörtel–Ziegel-
Verbund 100
4.2.9 Modifizierung des Instandsetzungskonzeptes 112
4.3 WASSERTURM NORDERNEY 114
4.3.1 Historie 114
4.3.2 Schadensbeschreibung 115
4.3.3 Materialkenndaten 119
4.3.4 Salzbelastung und Feuchteparameter 122
4.3.5 Wasseraufnahme und Trocknungsmessungen 124
4.3.6 Polarisationsmikroskopische und rasterelektronenmikroskopische
Untersuchungen am Mörtel–Ziegel-Verbund 126
4.3.7 Instandsetzungskonzept und Durchführung der Maßnahmen 129
4.3.8 Erfolgskontrolle 132

5 SCHLUSSFOLGERUNGEN UND BEWERTUNG 135

6 LITERATURVERZEICHNIS 141

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DOI (Digital Object Identifier)

10.5165/hawk-hhg/371