In den vorangehenden Punkten 2. (Durchfeuchtungsursachen) und 5.3.1. (Prinzip der elektrochemischen Entsalzung und Reduzierung des kapillaren Wassertransportes) wird ausführlich auf das Problem der Mauersalze eingegangen. Es wurde deutlich, warum nicht in jedem Fall eine vertikale oder horizontale Sperre das Problem Mauerfeuchtigkeit vollständig lösen kann. Wir haben gerade im Gründungsbereich zwei verschiedene Feuchtigkeiten vorliegen. Das ist die Feuchtigkeit die von außen über den Erdboden, oder als Spritzwasser in die Konstruktion eindringt und die Luftfeuchte. Abhängig von den speziellen Baustoffeigenschaften, der Einwirkungszeit und Feuchtebelastung werden Salze aus dem Boden in das Mauerwerk transportiert oder auch aus den Baustoffen selbst heraus gelöst. Die höchste Salzkonzentration liegt meist in den Mörtelfugen vor. Durch den ständigen Wechsel zwischen Feuchtigkeit und trocken Zustand kommt es von außen beginnend zu einer Zerstörung der Ziegelsteine durch den Salzdruck, siehe Bild 46. Die höchste Salzbelastung liegt an der Verdunstungsoberfläche vor, siehe Schema Bild 47. Im Bild 50 sieht man die Wirkung besonders deutlich. Hier liegt eine äußere Salzbelastung durch die Meeresluft vor.
Nach dem erfolgreichen Aufbau einer Vertikalabdichtung und eventuell zusätzlich noch einer Horizontalabdichtung wird von außen keine weitere Feuchtigkeit mehr "nachgeliefert". Die sich im Kellermauerwerk befindliche Feuchtigkeit kann jetzt nur noch nach innen entweichen. Im Punkt Trocknungsverfahren wird beschrieben, wie der Abtrocknungsprozess verkürzt werden kann.
Nur bei sehr hoher Feuchtigkeit erfolgt der Trocknungsprozess eines porösen Mauerwerkes über den kapillaren Wassertransport. Liegt die Mauerfeuchtigkeit unter dem kritischen Feuchtegehalt, so erfolgt eine Trocknung nur noch über die Diffusion. Im Beitrag Trocknung von feuchten Bauwerksteilen wird dies ausführlich beschrieben. Wichtig ist, dass im ungestörten Feuchtehaushalt eines porösen Bauteils die Verdunstung jener Mechanismus ist, welcher der Wasseraufnahme entgegenwirkt.
Kapillar brechende und verdunstungsoffene Wandflächen verhindern im Wesentlichen eine zu starke Durchfeuchtung. Die Oberflächenstruktur einer feuchten und salzbelasteten Wand ist entscheidend für die Funktionsfähigkeit der Verdunstungsoberfläche. Für offenporige Konstruktionen ist ein niedriger μ-Wert vorteilhaft, zum Beispiel für Mauerwerk etwa μ = 8, da die Entfeuchtung ungehindert und schnell ablaufen kann. Durch die Salzablagerung wird aber dieser Wert wesentlich erhöht und kann sich in Richtung μ = 100 bewegen. Die Diffusion (Austausch von Wasserdampf- und Luftmolekülen) wird an dieser Grenzschicht sehr stark behindert. Hinzu kommt, dass Mauersalze sehr hygroskopisch sind und Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen. Es kommt in ungünstigen Fall zu einem ständigen Wechsel zwischen der gelösten Phase (salze sind gelöst) und der Auskristallisierung und somit zur langsamen Zerstörung des Mauerwerkes. Wie die einzelnen Schadensmechanismen von Salzen wirken, wird im Beitrag Mauersalze tabellarisch zusammengefasst. Kristallisiert das Salz an der Wandoberfläche aus, so kann es trocken abgebürstet werden. Bei mittlerer oder höherer Salzbelastung ist das ein langwieriger Prozess, wobei ein Teil des Salzes die Oberfläche der Mauer zerstört.
Durch einen offenporigen Putz wird die Salzablagerungszone in den Putz oder an die Putzoberfläche verlagert. Das Ziegelmauerwerk wird so langsam, zum Teil auch sehr langsam entsalzen. Was aber sehr wichtig ist, es wird nicht mehr beziehungsweise nur noch gering geschädigt. Wird zum Beispiel ein Luftkalkputz aufgetragen, so lagern sich die Salze im Kalkputz ab (Bild 48). Es gibt auch Kompressen oder elektrophysikalische Verfahren, die in der Entsalzung Anwendung finden. Auf das letztgenannte Verfahren wird in diesem Beitrag näher eingegangen. Es soll hier noch einmal darauf hingewiesen werden, dass eine 100%ige Entsalzung nur durch den kompletten Austausch des geschädigten Mauerbereiches erfolgt.
Der Feuchtigkeits- und Salztransport in einem Kalkputz (Mörtelgruppe I) ist ungehindert. Die gelösten Salze werden durch das kapillar wandernde Wasser bis an die Verdunstungsoberfläche des Putzes geführt (Bild 47). Hier kristallisieren die Salze abhängig von der angrenzenden relativen Luftfeuchte aus. Mit der Kristallisierung in der oberflächennahen Schicht wird die Diffusionsfähigkeit des Kalkputzes mit einem ursprünglichen µ-Wert von 10 bis 20 auf eine Größenordnung von circa 100 erhöht und die Dampfdiffusion ist eingeschränkt. [37] Zum Vergleich, eine 1,2 mm starke Dachpappe hat etwa den gleichen Diffusionswiderstand. Ein salzbelasteter Kalkputz trägt nicht mehr zur Entfeuchtung des Mauerwerkes bei. Durch die lockere Struktur wird dieser Putz auch sehr schnell zerstört. Je nach Belastung reicht die Standzeit wenige Monate bis höchstens wenige Jahre. Der Vorteil dieser Methode ist in der preisgünstigen Ausführung und die Aufnahme der Mauersalze (Bild 48). Daher wird dieser Putz als Opferputz bezeichnet.
Anmerkung: Im Ergebnis einer Untersuchung konnte kein merklicher Rückgang der Salzkonzentration im Mauerwerk nachgewiesen werden. [37] Als Nachteil sind die schnelle Zerstörung und die begrenzte Frostbeständigkeit zu sehen.
Unabhängig von der Salzbelastung tritt aber auch eine Schichtgrenze zwischen Putz und Mauerwerk auf. Diese behindert den kapillaren Feuchtetransport und wirkt sich so ungünstig auf die Abtrocknung feuchter Mauerwerke aus. KRUS, KÜNZEL, KIEßL [47] vermuten, "dass die Poren des Mauersteins in einer schmalen Schichtgrenze durch Kristallbildung von Salzen aus dem Putz 'verstopfen'." Dabei handelt es sich um eine Widerstandsschicht von 1 mm, der abhängig von der Materialkombination ist. Diese verringert den Flüssigtransportkoeffizient um einen Faktor von 200 bis 2000. Dieser Verschluss der Poren durch Salze an der Baustoffoberfläche beschränkt sich aber nicht nur auf die Putze, sondern auch auf Oberflächen des Mauerwerkes.
Diese Zementputze der Mörtelgruppe III finden vornehmlich als Abdichtung im erdberührenden Mauerabschnitt, als mechanisch beanspruchter Sockelputz oder auf der Kelleraußenwand Anwendung. Diese Putze haben eine hohe kapillare Dichtigkeit, sodass die Feuchtigkeit nur im geringen Umfang durch den Putz, wegen seiner geringen Dampfdurchlässigkeit und Wasseraufnahme, aufgenommen wird. Gerade hier an Grenzschicht zwischen Mauerwerk und Putz erhöht sich der Flüssigtransportkoeffizienten sehr stark. Der Feuchtetransport gegenüber einem Kalkputz ist damit sehr viel geringer.
Die anstehende Feuchtigkeit sucht so neue Verdunstungsflächen, die sich in der Regel nach oben oder auch zur Seite verlagern und sich außerhalb dieser Putzschicht befinden (siehe Schema Bild 49). [37] Aufgrund der schlechten Verdunstung kommt es gleichzeitig zur Feuchteerhöhung im Wandquerschnitt, wie in das Kappengewölbe oder in das untere Außenmauerwerk des Erdgeschosses. Die Mauersalze verbleiben in der Grenzschicht Mauerwerk und Putzschicht bzw. die Konzentration erhöht sich hier sogar durch den ständigen Transport aus dem Wandquerschnitt. Die Zerstörung des Mauerwerkes durch Kristallisationsdruck usw., geht ungemindert weiter.
Weiterhin hat Zementputz eine mehr als doppelt so große Ausdehnungszahl wie die von Ziegeln. Durch die Starre können sich Haarrisse bilden, wo kapillar Wasser angezogen wird und so zusätzlich die Wanddurchfeuchtung begünstigt. Dies führt gerade bei Fassaden im Fachwerkbau zu Feuchteschäden.
Erfolgt ein zweilagiger Putzaufbau, so muss die äußere Schicht nicht fester als die darunter liegende ausgeführt werden, weil sie dann nachgiebiger ist und das Schwinden des festen Unterputzes, sowie die Temperaturspannungen des Untergrundes ausgleichen. [35]
Auf der Insel Djerba wird das Ziegelmauerwerk mit einem einlagigen Zementputz mit Portlandzement verputzt. Im Bild 50 wird ein Beispiel der Schadensbildung durch die sperrende Wirkung des Zementputzes gezeigt. Portlandzement ist zudem auch nicht salzbeständig. Ein Hochofenzement ist wegen seiner gewissen Beständigkeit gegenüber Schadstoffe aus der Luft etwas besser. Sicherlich würde sich ein Trasszement oder Trasskalk besser als Außenputz eignen.
Bei diesem Beispiel der frei stehenden Ziegelwand liegen etwas andere Feuchtetransporte vor. Der Feuchtetransport erfolgt nicht von innen bzw. aus dem Boden, sondern über eine Tauwasserbildung mit der Ablagerung der Salze aus der Meeresluft. Dann kommen zusätzlich die hygroskopischen Eigenschaften der Salze hinzu. Die Ausbreitung der Feuchtigkeit erfolgt über die Diffusion und eventuelle kapillare Leitung der porösen Ziegel. Durch die sperrende Wirkung des Zementputzes kann die Feuchtigkeit nicht wieder entweichen und verteilt sich zwischen Ziegel und Putz. Dieses Schadensbild findet man vor allem dort, wo die ständig erforderliche Putzerneuerung vernachlässigt wird.
Die Wirkungsweise der ein- und zweischichtigen Sanierputze (Bild 51) beruht darauf, dass eine gewisse kapillare Saugfähigkeit im Putzsystem erhalten bleibt, um vorhandene Salze in das Putzsystem zu transportieren aber diese nicht bis an der Oberfläche ablagert. Ein großes Luftporenvolumen schafft Lagerräume für die Salze. Die Struktur des Putzes (Kapillarporensystem) ist so aufgebaut, dass die Feuchtigkeitsabgabe des Mauerwerks nicht behindert wird. Die Verdunstung der Feuchtigkeit erfolgt im Putz selbst und wird nicht kapillar bis an die Oberfläche geleitet, um die Salzablagerung im Inneren des Putzes zu belassen. Damit wird die Gesamtoptik der salz- und feuchtebelasteten Wand langfristig verbessert.
Die Druckfestigkeit dieser Putze liegt bei < 6 N/mm2, das Porenvolumen des Festmörtels über 40 Vol-% und die Wasserdampfdiffusion bei μ < 12. [36] (Im WTA-Merkblatt werden weitere Anforderungen gestellt. [43] Der Putz hat aber auch die Aufgabe das Eindringen von Feuchtigkeit in das Mauerwerk zu verhindern. Die Eigenschaften werden durch die Zusammensetzung des Putzes bestimmt. Die Porosität wird durch Tensidluftporen oder Leichtzuschläge erreicht. Zusätze von hydrophobierend wirkenden Additiven beeinflussen die kapillare Wasserwanderung im Kapillarporensystem. [37] Weiterhin werden die Eigenschaften auch durch mineralische Bindemittel, wie zum Beispiel Mariensteiner Kalk, Portlandzement oder Trasszement, bestimmt.
In einer Untersuchung 1992/1994 im Bereich einer Schlossanlage in Oberschleißheim wurden 18 verschiedene Putze beziehungsweise Putzsystem einbezogen. "Die mit Abstand besten Ergebnisse in Bezug auf den Salzeintrag erreicht man mit zementgebundenen, einschichtigen oder zweischichtigen Sanierputzsysteme nach der aktuellen Fassung des WTA-Merkblattes 2-2-91 seiner Ergänzung 2-6-99/D, welche zur Anpassung an die Materialanforderungen der Europäischen Norm DIN EN 998-1 überarbeitet wurden.
Diese Sanierputzsystemen zeigen auch unter den extremen Verhältnissen des Versuchs nach mehreren Jahren Standzeit keinen Salzdurchtritt. Im Gegenteil, der Salzeintrag erfolgt langsam und im Sinne des Wirkungsprinzips der Sanierputze. ... Die Sanierputze auf der Basis anderer hydraulischer Bindemittel zeigen eine höhere Salzbefrachtungsrate, sodass sich insgesamt mit Sicherheit eine geringere Lebensdauer ergibt." Die Untersuchung lieferte kein einwandfrei zuordnungsfähiges Ergebnis in Bezug auf eine Veränderung der Feuchtegehalte im Mauerwerk. Eine Entfeuchtung des Mauerwerkes mit allen aufgebrachten Putzsystemen (klassische WTA-Sanierputze, reine kalkhydratgebundene Putze und sogenannter Entfeuchtungsputz) wurde nicht erreicht. [37] (Ob zuvor die Feuchtigkeitsursachen beseitigt wurden, kommt in diesem Bericht nicht zu Ausdruck.)
Die Sanierputzsysteme können unter extremen Bedingungen mindestens 10 Jahre und bei mittlerer Salz- und Feuchtebelastung Jahrzehnte optisch schadensfreie Mauerwerke und Fassaden ergeben. [37] Allerdings gibt es auch Problemzonen, wo die Putze bereits nach 1 bis 2 Jahren vollständig mit Salz, vorwiegend aus den Mörtelfugen stammend, übersättigt sind. Auch hier ist eine ordnungsgemäße Verarbeitung wichtig. Dazu zählt auch, dass lose (sandende) mit Salz angereicherte Mörtelfugen (2-3 cm) ausgekratzt und Salze trocken von den Wänden entfernt werden.
Durch die hydrophobe Ausrüstung von Sanierputz-WTA kann die anstehende Feuchtigkeit nur ca. 5 mm kapillar eindringen. Die restlichen 15 mm der 2 cm Putzstärke muss die Feuchtigkeit per Diffusion überwinden. Je länger der Diffusionsweg ist, umso größer wird der Diffusionswiderstand und die Austrocknungsleistung verringert sich. Daher wird die maximale Putzstärke auf 40 mm beschränkt. Bei 23 ºC verdunsten bei den o. g. 15 mm etwa 140 g/m²d Wasser und bei einer Diffusionsstrecke von 35 mm nur noch 60 g/m² Tag. [41]
Die Druckfestigkeit dieser Putze liegt bei < 6 N/mm2, das Porenvolumen des Festmörtels über 40 Vol.-% und die Wasserdampfdiffusion bei μ < 12. [36] Der Putz hat aber auch die Aufgabe das Eindringen von Feuchtigkeit in das Mauerwerk zu verhindern. Die Eigenschaften werden durch die Zusammensetzung des Putzes bestimmt. Die Porosität wird durch Tensidluftporen oder Leichtzuschläge erreicht. Zusätze von hydrophobierend wirkende Additiven beeinflussen die kapillare Wasserwanderung im Kapillarporensystem. [37] Weiterhin werden die Eigenschaften auch durch mineralische Bindemittel, wie zum Beispiel Mariensteiner Kalk, Portlandzement oder Trasszement, bestimmt.
Speziell für feuchtes Mauerwerk entwickelte Putze beinhalten eine optimale Verteilung von verschiedenen großen Poren und eine günstig ausgeprägte Kapillarität. Das flüssige Wasser kann so beliebig weit transportiert und somit fast ungehindert durch die Putzschicht geleitet werden. Besteht der darunter befindliche Wandbaustoff aus gröberen oder unvollkommeneren Kapillaren (beziehungsweise kleineren Werten für w), so wird diese Wand geradezu "trockengesaugt". Verantwortlich ist ein kleiner Flüssigtransportkoeffizienten der Schichtgrenze zweier in hygrischem Kontakt miteinander stehenden Baustoffen mit unterschiedlicher Kapillaraktivität.
An der Schichtgrenze, Putz und Mauerwerk, tritt eine Behinderung der kapillare Feuchtetransport auf. Diese behindert die Abtrocknung feuchter Mauerwerke. KRUS, KÜNZEL, KIEßL vermuten, "dass die Poren des Mauersteins in einer schmalen Schichtgrenze durch Kristallbildung von Salzen aus dem Putz 'verstopfen'." [47] Dabei handelt es sich um eine Widerstandsschicht von 1 mm, der abhängig von der Materialkombination ist. Diese verringert den Flüssigtransportkoeffizienten um einen Faktor von 200 bis 2000.
Es kann aber nur so viel Feuchte kapillar weitertransportiert werden, wie das Mauerwerk auch liefert. Kapillare Transporte finden nur bei hohen Feuchten statt. Die übrige Wandfeuchte kann dann nur noch über Diffusion entweichen. Durch die niedrige Dampfdiffusionswiderstandszahl μ dieses Putzes kann die Entfeuchtung ungehindert und schnell ablaufen. Durch die selbstregulierende Verdunstungszone kommt es zur Verteilung der Salze in den Poren aber auch unter Umständen an der Oberfläche (Salzausblühung). Es wird für lange Zeit keine "Sperrschicht" durch auskristallisierte Mauersalze innerhalb der Putzschicht und zum Mauerwerk aufgebaut. Es kann so über einen langen Zeitraum eine gute Feuchteregulierung erfolgen und zusätzlich kann die Steighöhe der Feuchte verringert werden. Im Außenbereich hat dieser Putz den Nachteil, da sich der ablaufende Regen mit der Feuchtigkeit im Untergrund verbindet. Daher muss er bei einer Anwendung im Außenbereich hydrophobiert werden. [41] Bei zu feuchtem Mauerwerk und einer sehr hohen Salzbelastung versagt auch ein Sanierputz, wie im Bild 17 in Prag (Teil 2).
Folgende positiven Aspekte eines Sanierputzes sollen hier noch einmal zusammengefasst werden:
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