Martin Meier, Karl-Heinz Holzinger
Lömpel Bautenschutz Arnstein
Die denkmalgeschützte Postgalerie Karlsruhe besteht größtenteils aus einem Mischmauerwerk aus Ziegel und Sandstein. Letzterer bildet auch überwiegend die Umfassungswände des Kellergeschosses. Dem Aus- und Umbau zu einem Einkaufs- und Erlebniszentrum ging ein umfangreiches Sanierungsprojekt voraus.
Postgalerie Karlsruhe - Ansicht vom Stephansplatz, wo eine Tiefgarage entstand
Die Anfang des 20. Jahrhunderts erbaute Postgalerie erstreckt sich mit den Ausmaßen von 100 x 100m in der Innenstadt von Karlsruhe. Im Zuge der Umbau und Neunutzungsmaßnahmen wurde unter dem benachbarten Stephansplatz eine Tiefgarage errichtet, um die dringend notwendigen zusätzlichen Stellplätze in der Karlsruher Innenstadt zu schaffen.
Schadensbild : Putzabplatzungen und Ausblühungen
Vor allem im Kellergeschoss der Postgalerie fielen den fachkundigen Bautenschützern die Einwirkungen von Feuchtigkeit sofort auf: Der Transport von bauschädlichen Salzen aus dem Mauerwerk in den Putzgrund, was zu Putzabplatzungen und Ausblühungen geführt hatte, wurde durch stark saugende Ziegel- und Sandsteinaußenmauern noch begünstigt.
Die oben genannten Schäden waren am deutlichsten erkennbar unterhalb einer ursprünglichen Horizontalsperre. Wo sie Fehlstellen aufwies, zeigten sich diese Schäden durch Kapillardruck auch in höheren Regionen der Kellerwände.
Schadensanalyse mit Salzklassifizierung und Feuchtebestimmung
Da der Altputz mit Salzen kontaminiert war, wurde eine Probe aus dem Mauermörtel entnommen, um die Herkunft der Salze klassifizieren zu können. Dabei ergab sich eine mittlere Chlorid- und Nitratbelastung (0,17 bzw. 0,15 Masseprozent) sowie eine Sulfatbelastung mit 0,17 M%, welche als gering einzustufen war.
Der Feuchtegehalt des Mauerwerks lag bei 7,5 M%, war also als erhöht zu veranschlagen. Da die Nitratbelastung vor allem auf einen Transportweg vom Untergrund in das Mauerwerk schließen ließ, konnte man davon ausgehen, dass, falls vorhanden, die Außenabdichtung ihre Funktion nicht mehr erfüllte.
Das Sanierungskonzept musste bei der vorrangigen Beseitigung der von außen in das Bauwerk getragenen Feuchtigkeit unbeheizte Lagerräume und beheizte Laden- bzw. Aufenthaltsräume berücksichtigen.
Maßnahmen gegen aufsteigende Feuchtigkeit
Die aufsteigende Feuchtigkeit aus der Gründung wurde größtenteils durch die schon bestehende Horizontalsperre abgehalten.
Um ein Funktionieren dieser Sperre auf lange Sicht zu gewährleisten, wurde eine Nut in Höhe der Sperrbahn in das Mauerwerk gestemmt. Die überstehende Sperrbahn wurde abgestemmt.
Das ausgestemmte Material erwies sich als teerhaltig (Abb. 2) und musste somit als Sondermüll entsorgt werden. Die Nut wurde anschließend mit Sperrputz satt ausgedrückt. Dadurch konnte ein Überwandern der Feuchtigkeit in den besonders gefährdeten Außenbereichen der Wände verhindert werden. Auch die offensichtlich Feuchte geschädigten Innenwände wurden mit diesem Verfahren bearbeitet. In den Teilbereichen, in denen augenscheinlich von einer Schädigung der bestehenden Horizontalsperrbahnen ausgegangen werden musste, lag es nahe, die darüber liegenden Mauerwerksscheiben mit einem Injektionsverfahren zu behandeln. Auch vom Auftraggeber wurde eine nachträgliche waagerechte Sperre per Injektion in Betracht gezogen. Für den Verarbeiter war in diesem Zusammenhang wichtig, dass entweder keine Außenabdichtung bestand oder nicht mehr wirksam war: Die zwischen Horizontalabdichtung und Oberkante Außengelände eindringende Feuchtigkeit aus dem Erdreich durfte nicht mehr in die Erdgeschosswände aufsteigen. Die Sperrebene musste im Außengeländeniveau oder kurz darüber liegen, um sämtliches, aus dem Erdreich anfallendes Wasser in die Kelleraußenwände ein- bzw. abzusperren.
Das Mehrstufeninjektionsverfahren
Aus den oben genannten objektspezifischen Gründen entschied man sich für das System der Mehrstufen-Injektion.
Dies trägt der Dicke, Durchfeuchtungsgrad sowie innerer Beschaffenheit des Mauerwerks besonders Rechnung.
Wie bei einem herkömmlichen Bohrloch-Injektionssystem wurde das Mauerwerk in Höhe der zu errichtenden Sperrebene im Abstand von 10—12 cm in einem Winkel von 15—30 Grad schräg nach unten angebohrt. Die Tiefe der Bohrlöcher sollte rund 80% der Mauerwerkstiefe betragen.
1. Stufe: Zementsuspension einbringen
Als erste Stufe wurde eine Zementsuspension unter Druck (4—7 bar) mit Hilfe einer Injektionspumpe eingebracht. Diese fließfähige, sulfatwiderstandsfähige Suspension ist für normales Mauerwerk und Natursteine geeignet. Sie dient dazu, Risse im Mauerwerk sowie in Hohlräumen zu verfüllen und zu schließen. Dadurch kann inhomogenes Mauerwerk bis zu einem gewissen Grad homogenisiert werden. Außerdem besitzt die lnjektionssuspension bereits alkalische Eigenschaften, was zur Aktivierung der hydrophobierenden Wirkung der 2. Stufe beiträgt.
Die Bohrlöcher wurden, solange die Zementsuspension noch nicht ausgehärtet war, mit einer Lanze durchstoßen, um die nachfolgenden Mittel, ohne erneute Bohrungen ansetzen zu müssen, einbringen zu können.
Bei den Bohrungen, die durch nachfallende Gesteins- oder Mörtelreste nicht mit der Lanze durchstoßen werden konnten, wurde mit einem dünneren Bohrer, nach Erhärtung der eingepressten Zementsuspension, nachgebohrt.
2. Stufe: Einbringen von SMK
Nach Aushärtung der eingebrachten Zementsuspension wird die eigentliche Wirkstoffkomponente eingebracht. Hier war es eine Silicon-Mikroemulsion. Diese zeigte den Vorteil, dass (im Gegensatz zu Produkten, die auf Verkieselung des Baustoffes abzielen), kein CO2 zur Reaktion gebraucht wurde und keine bauschädlichen Salze bei der Reaktion entstanden. Mittels eines Einbringprotokolles wurde die Materialmenge festgehalten. Somit konnte von einer gleichmäßigen und vor allem geschlossenen, hydrophobierenden Schicht ausgegangen werden. Das ist für den Erfolg einer solchen chemischen Injektion ausschlaggebend. Der Materialverbrauch lag bei ca. 30 l pro m2 Mauerwerk, entsprechend den Anforderungen des Materialherstellers.
3. Stufe: Bohrlochflüssigkeit injiziert
Da wie erwähnt ein erhöhter Durchfeuchtungsgrad des Mauerwerks vorlag, wurde zur Sicherheit auch die 3. Stufe des Systems ausgeführt. Nach Einbringen der Silikon-Mikroemulsion wurde eine auf das System abgestimmte Bohrlochflüssigkeit injiziert.
Diese alkalisch wirkende Komponente diente als Aktivator für die 2. Stufe.
Vor allem bei hohen Durchfeuchtungsgraden ist ein solches Nachinjizieren erforderlich, um die bestmögliche hydrophobe Sperrschicht zu erhalten. Die in das Außenmauerwerk einbindenden Innenwände mussten vertikal gegen in das Mauerwerk eindringende Feuchte abgesperrt werden. Dies erfolgte nach dem oben erläuterten System.
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Besser kein konventionelles Injektionsverfahren |
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Augenscheinlich bot sich ein Injektionsverfahren als wirtschaftlichste und praktikabelste Lösung an, da es sich bei den Sockel-Außenwänden in der Postgalerie um ein teilweise inhomogenes, sehr dickes Mauerwerk handelte.
Aber: Eine herkömmliche Injektion, mit der eine Kapillarporenverengung sowie eine hydrophobierende Wirkung im Sperrbereich erzielt wird, wäre in diesem Falle nicht von dauerhaftem Erfolg gekrönt worden. Denn: Bei Wandstärken von bis zu einem Meter ist auch von größeren Hohlraumanhäufungen auszugehen, welche die Materialeinbringmenge und somit den Wirkungsgrad der Sperre verfälschen. Daher entschied man sich für ein Silicon-Microemulsions-Konzentrat. |
Untergrundvorbereitung an Sandsteinmauerwerk, wobei die teerhal-
tige Abdichtung erkennbar ist, ca. 50 cm über Oberkante Bodenplatte.
Vertikalabdichtung für einbindende Innenwände und Negativsperre für den Keller
Die Absperrung wurde von Oberkante Bodenplatte bis zur nachträglichen Horizontalsperre errichtet, da dieser Bereich durch eindringende Feuchtigkeit (fehlende Außenabdichtung) belastet ist. Um auch die eindringende Feuchtigkeit aus den Kellerräumen fernzuhalten, musste aus wirtschaftlichen Gründen mit einer innenliegenden Abdichtung (Negativdichtung) gearbeitet werden. Eine solche hält die Feuchtigkeit zwar nicht vom Baukörper selbst fern, (d.h. die Außenwände bleiben feucht), jedoch wird diese Feuchte nicht in die Nutzräume übertragen.
Um die Innenabdichtung anbringen zu können, musste an den Außenwänden des Kellergeschosses der Altputz vollflächig entfernt werden.
Mürbe Mörtelfugen wurden mindestens zwei Zentimeter tief ausgekratzt, um keine Schwachstellen im Untergrund zu belassen, welche ein Schwachpunkt in der anschließenden Abdichtung dargestellt hätten. Mörtelfugen und Wandputz bestanden in der Regel aus Kalkmörtel, und zwar größtenteils aus Luftkalken und Kalken mit geringerem Anteil an hydraulischen Verbindungen (Hydraulfaktoren wie: Kieselsäure, Tonerde, Eisenoxid; hydraulisch bedeutet "wasserbindend" und "wasserfest"). Nach Entfernen des Putzes wurde das gesamte so behandelte Mauerwerk mechanisch von Staub und losen Teilen gereinigt. Da das Mauerwerk stark zerklüftet war, wurde - um eine ebene Abdichtungsfläche zu erreichen — ein Grundputz aufgetragen. Auf dieser Grundputzlage wurde nun eine verdünnt mineralische Dichtungsschlämme als Grundierschlämme aufgebracht. Nach der Grundierschlämme wurde im Spachtelverfahren die mineralische Dichtungsschlämme als Sperrschicht aufgezogen.
Der Materialverbrauch lag bei etwa 6 kg Dichtungsschlämme pro m2, womit ein sicherer Schutz gegen eindringende Feuchtigkeit gegeben ist.
Zwischenwände, an denen die vorhandenen Schäden nicht auf Feuchtigkeit und Salzkristallisation zurückzuführen sind sondern auf mechanische Ursachen, wurden nach eingehender Vorbehandlung (Abb. 3) der Wandflächen mit einem Mineralleichtputz hergestellt. Hier wählte das verarbeitende Fachunternehmen einen Vollmineral-Leichtputz, der aus mehrjährigen Erfahrung in der Verarbeitung von Mineralleichtputzen für den Altbaubereich bestens bekannt ist.
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Wasserfest: Hydraulfaktoren |
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Hydraulische Kalke sind nicht wasserlöslich und somit für Bereiche geeignet, die dem Wasser stark ausgesetzt sind wie Fassaden, Fundamente, Sockel und ähnliche.
Bei der Instandsetzung von Bruchstein- bzw. Sandsteinmauerwerk ist deshalb zu beachten, dass der früher verwendete Mauermörtel meist sehr wenig Hydraulfaktoren aufweist und somit auf Dauer wasserlöslich ist. |
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Innendämmung und Kondenswasser |
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Eine innen liegende Wärmedämmung stellt bauphysikalisch mit Sicherheit keine optimale Lösung in Anbetracht der Gefahr der Kondenswasserbildung auf der Bauteiloberfläche dar.
Da jedoch, wie eingangs bereits erwähnt, ein Freischachten zu aufwändig gewesen wäre, bot sich dies als einzig praktizierbare Möglichkeit. Um einer Kondenswasserbildung an der Oberfläche entgegenzuwirken, wäre die Aufbringung eines Wärmedämmputzes eine alternative Lösung gewesen. Bei Einhaltung der bauseits vorgegebenen Dämmwerte, die aus der III. WSVO resultieren, hätte hier jedoch eine Putzstärkte von über 9 cm aufgebracht werden müssen, was ja bauphysikalisch und bautechnisch ungeeignet gewesen wäre. |
Wärmedämmung mit alukaschierten Platten
In den beheizten Kellerräumen wurde auf die innen liegende Abdichtung nach einem vollflächigen Vorspritzwurf nochmals ein Sperrputz mit ca. 10 mm Stärke aufgezogen. Auf diesen Sperrputz sollte nun eine Wärmedämmung gemäß III. Wärme-Schutz-Verordnung aufgebracht werden. Man entschied sich daher für Wärmedämmplatten mit einer diffusionsdichten Alukaschierung, die gleichzeitig als Putzträger für den anschließenden Oberputz diente. Die 6 cm dicken Dämmplatten wurden auf die Sperrputzabdichtung geklebt, da eine mechanische Befestigung die Abdichtungsebene durchdrungen hätte und diese in Teilbereichen somit unwirksam geworden wäre.
Fugenverlegung und -verschließung
Besonderes Augenmerk wurde auf die Fugen zwischen den Platten sowie zwischen den Bauteilbegrenzungen gelegt. Diese mussten pressgestoßen verlegt werden. Anschlussfugen wurden mit Fugenbändern komplett verschlossen. Um eine diffusionsdichte Außenhaut herstellen zu können, wurden die Plattenstöße nochmals mit Stoßbändern überarbeitet. Diese wurden mit einem speziellen, zum System passenden Folienkleber aufgebracht und an die Platten angepresst, um Luftblasen etc. auszuschließen.
Um der Kondenswasserbildung Rechnung zu tragen, die auch bei richtiger und häufiger Lüftung nicht auszuschließen ist, und damit einhergehender Gefahr von Schimmelpilzbildung vorzubeugen, wurde als letzte Schicht auf die Wärmedämmplatten ein zum System passender Spezialputz aufgebracht.
Dieser Kunstharzputz ist wie die Alukaschierung auf den Wärmedämmplatten relativ diffusionsdicht und mit Harz versetzt, auf dem keine Schimmelpilzbildung erfolgen kann.
Mühevolle Untergrundvorbereitung an den inneren
Zwischenwänden aus Ziegelmauerwerk
Pufferschicht für unbeheizte Lagerräume mittels Sanierputz
Bei den unbeheizten Lagerräumen waren vor allem diejenigen kritisch zu betrachten, die in direktem Kontakt mit den beheizten Kellerräumen standen. Da hier keine Wärmedämmung aufgebracht wurde, konnte eine Kondenswasserbildung an den Zwischenwänden grundsätzlich nicht ausgeschlossen werden. Herkömmliche Putzsysteme hätten wohl bereits nach kurzer Zeit Schädigungen durch diese Raumfeuchte erfahren. Man entschloss sich daher, in diesen Räumen nach der Negativsperre und einem netzartigen Spritzbewurf Sanierputz aufzubringen. Dieser sollte nun nicht seiner ursprünglichen Funktion dienen, (Salzwanderung aus Mauerwerk speichern und somit höhere Langlebigkeit gewährleisten), sondern als regulierende Pufferschicht zum Kondensationsausgleich dienen. Ist doch der offenporige Sanierputz in der Lage, anfallende Kondensfeuchtigkeit bis zu einem gewissen Maße zu speichern und diese langsam an die ungesättigte Raumluft abzugeben. Voraussetzung hierfür ist selbstverständlich eine regelmäßige, richtige Entlüftung der Kellerräume. Zumal der Auftraggeber nur Sanierputzstärken von 2 cm vorgab. Mit dieser eingeschränkten Speicherfähigkeit sind diese Räume für höherwertige Lagerzwecke (Archiv, Papierlager etc.) von feuchtsensiblen Gegenständen auszuschließen
Bautafel
| Auftraggeber: | Deutsche Post AG, Karlsruhe |
| Ausführende Fachunternehmen: |
Planung: Chapman-Taylor-Brune, Düsseldorf; GU: ARGE Bilfinger + Berger Dywidag, Hochtief, Züblin; Verarbeiter: Lömpel Bautenschutz GmbH & Co KG |
| Eingesetzte Sanierungsmittel: | Horizontalspere mit SMK, Bohrlochflüssigkeit, Injektionsmörtel; Kellerwandverputz mit HS-Vorspritzmörtel, Sperrputz, Sanierputz SP3; Innenwandpverputz mit Mineralleichtputz - von Colfimit Rajasil, Marktredwitz |
