Mauerwerksbau: Injektion Flashcards
Was zählt zu den Mauerwerksbaustoffen und welche Arten gibt es?
- Mauersteine
Ziegel, Klinker, Natursteine,
Kalksandsteine, Porenbeton,
Leichtbetonsteine, Anhydritsteine, Schlackesteine … - Mörtel
Mauermörtel, Fugenmörtel, Putze, Steinrestauriermörtel … - Beschichtungen
Imprägnierungen, Anstriche, Schlämmen …
Was gibt es für Mauerwerksarten, Verbände und Mauerwerksgefüge?
Mauerwerksarten:
• Natursteinmauerwerk
• Ziegelmauerwerk
• Mischmauerwerk
Verbände:
• Natursteinmauerwerk
• Ziegelmauerwerk: Binder-, Läufer-, gotischer Verband etc.
Mauerwerksgefüge:
• einschalige Gefüge
• mehrschalige Gefüge (zwei-, drei- und vierschalig)
Was zeichnet ein Mehrschaliges Mauerwerk nach Egermann (1995) aus?
Was für unterschiedliche Verbindungen, Außenschalen und Zwischenschichten gibt es?
Verbindungen: Durchgemauert, Durchbindend, Verzahnt oder Glatt
Außenschale: Ziegel/Quadermauerwerk, Schichtenmauerwerk oder Bruchsteinmauerwerk
Zwischenschicht: Gemauert (mit Mörtel), Geschichtet (ohne Mörtel), gefüllt (Mischen vor dem Füllen), geschüttet (“Mischen” beim Einbau)
( Abb. Folie 5 Skript: Mauerwerksbau: Injektionen)
Wie ist der Zustand der historischen Mauerwerke? Was zeichnet sie aus?
• Mauerwerksstärke: 0,60 bis 2,20 m • Qualität der Innenschalen reicht von loser Schüttung bis zu Beton-Qualität • Hohlraumvolumen liegt je nach Mauersteinart, Mörtelanteil, Mauerwerksgefüge und Schädigung zwischen 5 und 15 Vol%
Was sind so typische Schadensbilder von Mauerwerken?
- Ausbauchungen
- Risse
- Fehlstellen
- Einsturz von Mauerabschnitten
Was für Ursachen für Mauerwerksschäden gibt es?
• falsche Konstruktion oder Baufehler
• Schäden während der Nutzung z.B. durch Unwetter, Brände, Kriegsbelastungen oder Umbauten
• „innere” Schadensquellen, z.B. Hohlräume, unzureichende Mörtel- oder Steinqualität
• „äußere” Schadensquellen, z.B. Erdbewegungen, Durchfeuchtung, bauschädliche Salze
=> Schadensursachen sind meist komplex und nicht in
jedem Fall eindeutig erkennbar
Was gibt es für Sanierungen von geschädigtem historischen Mauerwerken?
1 Rückbau und Wiederaufbau
• Geschädigte Bereiche teilweise oder vollständig rückgebaut
• aufwendige Fotogrammetrie, Mörtel- und Steinkartierung
• historische Baumaterialien teilweise wiederverwendet
• Mörtel sind in jedem Fall neu
2 Vormauern von Schalen
• neue Schalen vorgemauert
• übernehmen teilweise oder in vollem Umfang die statischen Funktionen der alten Wand
• schützen historische Substanz vor weiteren Witterungseinflüssen
• Bauteil ist jedoch nicht mehr sichtbar
3 Statische Sicherung: Verfugen, Injizieren, Vernadeln
• statische Sicherheit erhöht bzw. wieder erreicht
• Substanz wird bei Anwendung geeigneter Verfahren und Injektionsmörtel geschont
• Denkmalwert wenig beeinflusst
Was sind die Ziele und Wirkungsweise der Mauerwerksinjektion?
Ziel: kraftschlüssige Verfüllen von Rissen und Hohlräumen in Verbindung
mit Vernadelung und/oder Verankerung.
Wirkungsmechanismen nach WARNECKE • Hohlrauminjektion • Penetration • Spaltinjektion • Vernadelung
Was ist eine Spaltinjektion (Hinterfüllung)?
- Injektion ausgewitterter oder bauseitig bedingter Spalten zwischen Mauerwerksschalen
- bei zusammenhaltenden Schalen wird Verbund zwischen den Schalen wiederhergestellt
- wirkungslos bei nicht zusammenhaltenden Innenschale
Was ist eine Hohlrauminjektion?
- Hohlräume erkunden und durchgezielte Bohrungen erschließen
- führt i.d.R. zur Vergrößerung des Mörtelvolumenanteils und z.T. zur Vergütung der Mörtelmatrix
- häufig in Verbindung mit Spaltinjektion und Rissverpressung
Wie geht man bei der Injektion vor ?
- Zugängigkeit der Spalten/Hohlräume nur über die Außenschalen
- Fugen-/Rissverschluss (Verdämmung) dauerhaft: Fugeninstandsetzung, Risssanierung temporär: z.B. mit Lehm
- Bohrungen ausführen, Packer setzen
- Tiefe/Durchmesser der Bohrungen je nach Injektionsziel und Art des Injektionsgutes• Injektion von unten nach oben, d. h. vom Mauerfuß in Richtung der Mauerkrone
- Injektionsgut benötigt Druck zum Überwinden der Fließgrenze => Injektionsdruck i.d.R. 2 … 4 bar
- Kontrolle des Injektionsverlaufes durch Druckanstieg im Injektionsschlauch oder Austritt von Injektionsgut aus Bohrlöchern o. MW-Öffnungen
- Reinigung der Außenschale nach Abschluss der Injektionsarbeiten
Was ist die Funktion der Vernadelung ,was für Nadelanker gibt es und was ist bei den nadeln zu beachten?
Funktion der Vernadelung
• Aufnahme von Zug- und Schubkräften
• Verbinden von Außenschalen bei mehrschaligem Mauerwerk
Nadelanker • Betonrippenstahl 8 bis 20 mm (Korrosionsschutz) • Gewinde-Stähle (Korrosionsschutz) • Edelstahlanker (Gewindestangen, Bild) • Kohlefaser-Bewehrungsstäbe Nadeleinbau zentrisch mit Abstandshalter
Nadelbemessung / Nadelraster
• je m2 Wandfläche 5% der zul. vertikalen Gebrauchslast
als horizontale Nadelzugkraft
• Nadelraster
dM > 1,00 m; aN = 1,00 m
dM <= 1,00 m; aN = dM m
• Korrosionsschutz
dBohrloch >= dN + 40 mm
Was ist eine Vernadelung und warum setzt man sie ein?
Historische Mauerwerke sind oft als mehrschaliges Mauerwerk erbaut worden.
Die Innenfüllung eines solchen Mauerwerkes kann große Hohlräume aufweisen.
Gründe:
- schlechte Verarbeitung und/oder Auswaschungen des Mörtels
Der Verbund zwischen dem Fassadenmauerwerk und dem Hintermauerwerk ist häufig nicht mehr ausreichend.
Dadurch kann die Standsicherheit der Fassade gefährdet sein.
Um die Fassade am „Hintermauerwerk“ rückzuverankern,
wird häufig eine Vernadelung des Mauerwerkes durchgeführt.
Was sind die Aufgaben der Injektion und der Injektionsmörtel ?
- Erhöhung der Tragfähigkeit
- Risse und Hohlräume schließen
- Festigen von vorhandenen porösen Mörteln
- Nadeln und Spannanker mit Mauerwerk kraftschlüssig verbinden
- Korrosionsschutz von Nadeln und Spannanker
Was ist wichtig in der Praxis zu wissen wenn es um Injektionsmörtel geht?
• Einsatz von (Zement)Suspensionen, Feinmörtel und Mörteln
• Zum Erreichen der notwendigen Fließfähigkeit z. T. hoher Wasseranteil (bei ZS: W/B = 0,8 bis 2,0)
• Niedrige Wasser/Bindemittel-Werte erfordern höhere Drücke beim Injizieren und können zu überhöhten Festigkeiten und E-Moduln führen
• Luftkalkmörtel, trasskalkhaltige und Mörtel mit natürlichem hydraulischen Kalk erhärten im Mauerwerksinneren bei hohen Feuchten (ca. 90 % rel. F) u. niedrigen
Temperaturen (ca. 6 -10 °C) zu langsam und unzureichend
• Überschussfeuchte wird nur sehr langsam abgegeben
• der für die Kalkerhärtung notwendige Luftzutritt (als Lieferant des CO2) ist nicht ausreichend gewährleistet
• trasshaltige Mörtel können zusätzlich wasserlösliche Bestandteile ins Mauerwerk eintragen
•Injektionsschaummörtel wird aus einem Zementleim durch Untermischen eines Schaumes aus Luft hergestellt wird. Der Injektionsschaummörtel ist ein mineralischer
Mörtel mit max. 0,8 % organischen Anteilen aus den Zusatzmitteln Schaumbildner und Stabilisierer.
• Durch die Variation des Bindemittels, des Schaumanteiles und der Art des Schaumbildners lassen sich die Eigenschaften des
Injektionsmörtels wie Druckfestigkeit und E-Modul über die Änderung der Rohdichte gezielt an das zu sanierende Mauerwerk anpassen.
