Historisches Kellermauerwerk
Analyse und nachträgliche Abdichtung

Zusammenfassung

Bei einem Bestandsgebäude wiesen die Kellerwände aus Ziegelmauerwerk und bereichs­weise die Erdgeschosswände Feuchteschäden auf. Im Rahmen einer Begutachtung wurde der Bauzustand insoweit erfasst, dass die erforderlichen weiteren Untersuchungsmaßnahmen festgelegt werden konnten und der Sanierungsaufwand grob überschlägig abgeschätzt werden konnte. Die Begutachtung stellte somit den ersten Schritt in einer mehrstufigen Vorgehensweise dar.

Sachverhalt

In einem etwa 100 Jahre alten Gebäude waren Räume im Erdgeschoss saniert worden. In diesem Zusammenhang war unter anderem der Innenputz überarbeitet und ein neuer Farbanstrich auf die Wände aufgebracht worden. Einige Zeit nach der Sanierung wurden Feuchteschäden in den überarbeiteten Be­reichen festgestellt. Die Wände im Kellergeschoss des Gebäudes waren sichtbar feucht und geschädigt. Sie wurden zuvor nicht in die Sanierung mit einbezogen.

Im Rahmen einer Begutachtung sollte über­prüft werden, inwieweit die Schadensbilder im Erdgeschoss durch die im Kellergeschoss vorhandene Feuchtigkeit verursacht worden waren. Darüber hinaus sollte der Aufwand zur nachträglichen Abdichtung des Kellergeschos­ses grob überschlägig abgeschätzt werden.

In diesem Beitrag ist weniger die Schadensanalyse von Interesse; die möglichen Wege des Feuchtetransports in einer Kellerwand sind grundsätzlich bekannt (Bild 1). Der Schwerpunkt wird hier vielmehr auf die oft vernachlässigte Erfassung und Analyse des Zustands im Hinblick auf die Sanierung sowie auf eine mögliche Vorgehensweise bei der Sanierung gelegt.

Feststellungen

Das Kellergeschoss des Gebäudes war vollständig in das Erdreich eingebunden. Angren­zend an das Gebäude befanden sich eine Durchfahrt sowie PKW-Stellplätze. Das Gelände war in diesen Bereichen vollständig versiegelt. Darüber hinaus grenzte ein nicht unterkellerter Anbau an das Gebäude an.

Im Erdgeschoss wurden im Sockelbereich, insbesondere an den Außenwänden, partiell Ablösungen des Farbanstrichs sowie Aus­blühungen (Bilder 2, 3) festgestellt. Die Schadensbilder reichten dort bis zu einer Höhe von etwa 40 cm. Bei einigen Innenwänden waren in geringerem Umfang gleich­artige Schadensbilder vorhanden. Anhand zerstörungsfreier, dielektrischer Feuchtemessungen wurde qualitativ der Feuchtegehalt der Baustoffe in unterschiedlichen Höhen ermittelt. Dabei ergaben sich überwiegend in den sichtbar geschädigten Bereichen erhöhte Werte. Die Messwerte korrespondierten insofern weitgehend mit den sichtbaren Schadens­bildern.

Die Außen- und Innenwände bestanden aus Ziegelmauerwerk. Die Decke war als Gewölbe ausgebildet. Bereichsweise waren die Wand- und Gewölbeoberflächen mit einem alten Putz bzw. Spritzbewurf versehen (Bild 4). Dieser löste sich an mehreren Stellen vom Untergrund. Insbesondere dort wurden jeweils Ausblühungen auf der Wandoberfläche festgestellt (Bild 5). Unter anderem mittels eines dielektrischen Mikrowellen-Messverfahrens wurde der Feuchtegehalt der Kellerwände an mehreren geeigneten – das heißt, weitgehend ebenen – Stellen in jeweils unterschiedlichen Höhen qualitativ gemessen. Dabei ergab sich, dass die Außenwände über die gesamte Höhe in – hinsichtlich des Querschnitts – tieferen Bereichen ebenso wie in oberflächennahen Bereichen durchfeuchtet waren. Die Innenwände wiesen oberhalb des Sockelbereichs insbesondere oberflächennah erhöhte Feuchtewerte auf. Es wurde weder bei den Außenwänden, noch bei den Innenwänden eine Horizontalsperre im Mauerwerk vorgefunden.

Außen war das Gebäude im Sockelbereich bis zu einer Höhe von knapp 40 cm mit einem zementhaltigen Putz versehen (Bild 6). Da­rüber befand sich ein abweichendes Putzsystem. Zur Begutachtung der erdberührten Seite der Kellerwand wurde eine kleine Schürfe angelegt (Bild 7). Bei dieser untersuchten Stelle war die Kellerwand außenseitig nicht abgedichtet; das Ziegelmauerwerk hatte unmittelbaren Kontakt zum Erdreich (Bild 8).

Bewertung

Die Schadensbilder im Sockelbereich der Erdgeschosswände sind im Wesentlichen durch einen kapillaren Feuchte- und Salztransport im Mauerwerk verursacht. Aus dem Kellergeschoss sowie gegebenenfalls auch über den außenseitigen Sockelbereich im Erdgeschoss dringt Feuchtigkeit in das Mauerwerk ein.

Diese Feuchtigkeit wird dann im Erdgeschoss an die Raumluft abgegeben, wobei es zur Kristallisation der zuvor gelösten Salze an der Wandoberfläche kommt.

Der Schadensfall deutet darauf hin, dass vor der Sanierung im Erdgeschoss keine ausreichende Analyse des Bestands vorgenommen wurde. Aufgrund der über die gesamte Höhe sichtbar feuchten und geschädigten Kellerwände hätte einfach erkannt werden können, dass mit kapillar aufsteigender Feuchtigkeit, verbunden mit einem Transport von Salzen, bis in das Erdgeschoss zu rechnen war.

Die vor Ort durchgeführten Untersuchun­gen stellen noch keine Bestandsanalyse dar, wie sie zur Entwicklung eines Sanierungskonzeptes erforderlich ist. Sie sind jedoch ausreichend, um prinzipielle Maßnahmen zur nachträglichen Abdichtung des Kellergeschosses angeben zu können und den zu erwartenden Aufwand grob überschlägig abschätzen zu können.

Aufgrund der getroffenen Feststellungen und insbesondere der qualitativen Feuchtemessungen steht bereits fest, dass das Mauer­werk auf unterschiedliche Arten durch Feuchtigkeit belastet ist. In diesem Zusammenhang ist relevant, dass das angewandte Mikrowellen-Messverfahren als dielektrisches Verfahren zwar von der Dichte des Baustoffs ab­hängig ist, jedoch Messwerte weitgehend unabhängig von vorhandenen Salzen liefert. Durch die Kombination von Messungen für den oberflächennahen Bereich und Messun­gen in größeren Bauteiltiefen ergibt sich ein qualitatives Bild der Feuchteverteilung über den Wandquerschnitt. Daraus kann abgeleitet werden, inwieweit

– kapillar aufsteigende Feuchtigkeit,

– von außen eindringende Feuchtigkeit,

– hygroskopische Feuchtigkeit durch Salze

oder

– Kondensation durch Unterschreitung der Taupunkttemperatur vorliegen (Bild 9). Für das untersuchte Gebäude kann aufgrund der Randbedingungen bei der Ortsbesichtigung eine Kondensation an der Wandoberfläche ausgeschlossen werden.

Zur Beseitigung der Ursache der Feuchteschäden im Sockelbereich des Erdgeschosses ist es erforderlich, den kapillaren Wassertransport im Mauerwerk dauerhaft zu unterbinden. Dazu müssen letztlich Maßnahmen getroffen werden, die das Eindringen von Feuchtigkeit in das Mauerwerk verhindern.


Instandsetzung

Zur Analyse des Bauzustands sowie zur Planung und Ausführung nachträglicher Ab­dichtungen stehen technische Regeln im Wesentlichen in Form von Merkblättern der Wissenschaftlich-Technischen Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V. (WTA) [2], [3], [4] zur Verfügung. Diese bieten eine Anleitung zur Vorgehensweise, um ein auf den konkreten Einzelfall abgestimmtes Sanierungsverfahren festlegen zu können.

Infolge der Feuchtigkeit im Mauerwerk kann – z. B. insbesondere bei vorhandenem Kalkmörtel – auch die Tragfähigkeit der Wände beeinträchtigt sein. Der Grad der Salzbelastung hat Auswirkungen auf den Feuchtegehalt im Mauerwerk und ist z. B. entscheidend hinsichtlich der Materialwahl für ein Putz- oder Anstrichsystem. Der Durchfeuchtungsgrad (DFG) stellt einen entscheidenden Kennwert bei der Wahl von Injektionsverfahren dar. Hierfür sind die vorgenommenen qualitativen Feuchtemessungen nicht ausreichend. Insofern muss eine sorgfältige Bauzustands­analyse unter anderem Folgendes umfassen:

– Bestands- und Schadensdokumentation

– Erfassung der hydrologischen Beanspruchung

– Quantitative Feuchteanalyse (Durchfeuchtungsgrad)

– Quantitative Analyse bauschädigender Salze (Sulfate, Chloride, Nitrate)

Bei dem untersuchten Gebäude bindet das Kellergeschoss vollständig in das Erdreich ein. Um das Eindringen von Feuchtigkeit in das Mauerwerk zu unterbinden, sind demnach die nachträgliche Abdichtung der erdberührten Wände inklusive Überarbeitung des Sockelbereichs oberhalb des Geländes und die nachträgliche Herstellung einer Horizontalsperre erforderlich (vgl. Bild 1). Dazu stehen – abhängig von den Ergebnissen der Bauzustandsanalyse – unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. Besonders zu berücksichtigen ist bei diesem Gebäude, dass die Außenseite einer Kellerwand infolge des angrenzenden Anbaus nicht zugänglich gemacht werden kann.

Eine nachträgliche Horizontalsperre kann mittels mechanischer oder chemischer Verfahren hergestellt werden. Die mechanischen Verfahren (Rammverfahren, Maueraustausch­verfahren, Mauersägeverfahren) erfordern einen vergleichsweise hohen Aufwand, weshalb heutzutage die chemischen Verfahren (Injektionsverfahren) dominieren [6]. Die Sperrwirkung kann bei Injektionsverfahren auf unterschiedliche Arten erzielt werden. Abhängig vom Injektionsstoff werden die Kapillaren verstopft, verengt und/oder hydrophobiert, so dass ein kapillarer Wassertransport nicht mehr möglich ist. Zur Herstellung der Injektion müssen ein- oder zweireihig geneigte Bohrungen so angeordnet werden, dass durch die Injektion letztlich eine durchgehende, horizontale Wirkzone erreicht wird. Die Bohrlochwinkel und -abstände sind den Gegebenheiten des Mauerwerks anzupassen. Abhängig von der Bauzustandser­fassung können drucklose oder Druckinjektionen mit unterschiedlichen Injektionsstoffen (z. B. PUR-Injektionsharze, Acryl­atgele, Alkalisilikate) zur Anwendung kommen [4].

Bei der nachträglichen Abdichtung der erdberührten Wände ist eine Außenabdichtung anzustreben [3]. Diese kann nach der Freilegung der Kellerwände und der Schaffung eines geeigneten Untergrundes, z. B. mit den in der DIN 18195-2 [7] aufgeführten Stoffen hergestellt werden. Bei dem untersuchten Gebäude ist eine Kellerwand aufgrund des Anbaus nicht von außen zugäng­lich. Dort bietet sich eine Schleierinjektion mit einem Injektionsgel an. Dabei kommen z. B. Acrylatgele zum Einsatz, die über Injektionspacker in den an die Kellerwand angrenzenden Baugrund eingebracht werden. Zur Erzielung eines durchgehenden, abdichtenden Gelschleiers wird im Regelfall ein versetztes Raster der Bohrungen gewählt (Bild 10). Der Materialverbrauch kann vorab anhand des Hohlraumgehaltes des Bodens abgeschätzt werden. Es ist zu beachten, dass Injektionen in den Baugrund genehmigungs- bzw. anzeigepflichtig sind.

Eine nachträglichen Abdichtung erfordert im Regelfall begleitende Maßnahmen. Da die im Mauerwerk vorhandene Feuchtigkeit langsam an die Raumluft abgegeben wird, erfolgt eine Kristallisation der zuvor im Wasser gelösten Salze an der Oberfläche der Wand. Das heißt, dass sich – sofern keine weiteren Maßnahmen vorgenommen werden – nach Herstellung einer funktionsfähigen Abdichtung das visuell wahrnehmbare Schadensbild in Form von Ausblühungen an der Wandoberfläche sogar noch verstärken kann. Hierauf sollte der Bauherr vorab hingewiesen werden.

Wenn die abgedichteten Wände optischen Ansprüchen genügen sollen, empfiehlt sich die Aufbringung eines Sanierputzsystems gemäß [5]. Sanierputze sind durch eine hohe Porosität sowie durch eine hohe Wasserdampfdiffusionsdurchlässigkeit gekennzeichnet. Diese Eigenschaften führen dazu, dass die Kristallisation der Salze nicht mehr an der Wandoberfläche, sondern im Sanierputzsystem erfolgt. Die Oberfläche des Sanierputzes bleibt dabei salzfrei und somit optisch ansprechend. Allerdings darf die Verdunstung nicht behindert werden, z. B. durch ungeeignete Anstriche. Aufgrund der Kristallisation der Salze im Sanierputzsystem bildet dieses einen „Opferputz“. Bei fachgerechter Herstellung ist jedoch mit einer Lebensdauer des Putzes von etwa 10 bis 15 Jahren zu rechnen [6].

Abschließend ist noch darauf hinzuweisen, dass die Regelungen der Energieeinsparverordnung [8] zu beachten sind, soweit sich beheizte Räume im Kellergeschoss befinden. Darin werden z. B. bei Erneuerung oder Aufbringung einer außenseitigen Abdichtung auf einer erdberührten Wand Anforderungen an den Höchstwert des Wärmedurchgangskoeffizienten gestellt.

Literatur

[1] Goris, A. (Hrsg.): „Schneider Bautabellen für Ingenieure“, 17. Auflage, Werner Verlag, 2006

[2] Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V. (WTA): Merkblatt 4-5-99/D „Beurteilung von Mauerwerk – Mauerwerksdiagnostik“, Stand 1999

[3] Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V. (WTA): Merkblatt 4-6-05/D „Nachträgliches Abdichten erdberührter Bauteile“, Stand 2005

[4] Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V. (WTA): Merkblatt 4-4-04/D „Mauerwerksinjektion gegen kapillare Feuchtigkeit“, Stand 2004

[5] Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e.V. (WTA): Merkblatt 2-9-04/D „Sanierputzsysteme“, Stand 2005

[6] Bonk, M. (Hrsg.): „Lufsky Bauwerksabdichtung“, 7. Auflage, Vieweg + Teubner, 2010

[7] DIN 18195-2: „Bauwerksabdichtungen – Stoffe“, 04/2009

[8] Verordnung über energiesparenden Wärmeschutz und energiesparende Anlagentechnik bei Gebäuden (Energieeinsparverordnung – EnEV), 29.04.2009

[9] WEBAC Chemie GmbH, 22885 Barsbüttel bei Hamburg, www.webac.de

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