Staatliche Fachschule für Bau, Wirtschaft und Verkehr Gotha
Belegarbeit
Mauerwerksdiagnostik
Fach: Fachschullehrer:
Restaurierung-Stein Herr Dr. Ing. Liebezeit
Objekt:
Schloß Friedrichsthal Friedrichstr. Haus F Abteilung Verkehrswesen 99867 Gotha Gewölbe-Raum 601
vorgelegt von :
-Martick,Daniel - John, Lars - Grüttner,Thomas 3.Semester / Klasse 06D1
Gotha den 13. Dezemeber 2007
Inhaltsverzeichnis
Seite
1. Aufgabenstellung
3
2. Beschreibung der Konstruktion
4-6
2.1 Allgemeine Beschreibung 2.2 Begutachtung (Visuell) 2.2.1 Aussen 2.2.2 Ansichten (Fotos) 2.2.3 Kellerraum
4 5 5 Anhang 5
3. Geräte- und Untersuchungsbeschreibung 3.1 Thermohydrometer 3.2 Infrarot-Thermometer 3.3 Hydromette mit Kugelkopfelektrode 3.4 CM-Verfahren 3.5 qualitative Salzuntersuchung mit Protimeter 3.6 qualitative Salzuntersuchung mit Teststäbchen 3.7 halb-quantitative Salzuntersuchung (Labor) 3.8 Überprüfen auf Kalksinter-Ausblühungen 3.9 Erläuterung Sammelprobe 3.10 Erläuterung Delisquenzfeuchte 3.11 Festlegung Messachsen
6-10 6 6 7 7 8 8 8 9 9 9 10
4. Auswerten der einzelnen Diagnoseverfahren 4.1 Temperatur Messung mittels Thermo- Hydrometer 4.2 Ermittlung der Mauerwerksfeuchte mittels Hydromette 4.3 CM-Verfahren 4.4 Qualitative Salzuntersuchung mittels Protimeter 4.5 Qualitative Salzuntersuchung mit Teststäbchen 4.6 Halb- quantitative Salzuntersuchung 4.7 Kalksinter Prüfung
10-16 10 11 13 13 14 15 16
5. Allgemeine Beurteilung
17
6. Schlussfolgerung der Instandsetzung
18-20
6.1 Instandsetzungsvorschlag I 6.2 Instandsetzungsvorschlag II 6.3 Prinzipskizzen
18 19 20
7. Anhang Bilder
21-22
8. Quellenangabe
23
9. .Selbstständigkeitserklärung
23
Martick, Daniel ; John, Lars ; Grüttner, Thomas
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1. Aufgabenstellung
Untersuchung des Kellerraumes im Schloss Friedrichsthal in Gotha.
Machen sie Aussagen zur derzeitigen Durchfeuchtung des Kellermauerwerks und die angrenzenden Bauteile, sowie aus den Ergebnissen der Bauwerksuntersuchung abgeleitete Sanierungsvorschläge. Die Untersuchungen würden im Kellergeschoss und im Bereich der Wände und Decken erfolgen. Stichprobenartig wird die Feuchteverteilung gemessen und ein Feuchteprofil des Kellers erstellt.
Es wurde ein Vororttermin (08.10.2007) vereinbart um den Zugang und die Begehbarkeit des zu untersuchenden Kellerraumes zu gewährleisten. Der Entnahme vereinzelter Stemmproben wurde zugestimmt. Im Rahmen dieses Vororttermins, konnte man sich einen augenscheinlichen Eindruck des Zustandes machen und mit den benötigten Untersuchungsmethoden beginnen.
Zum besagten Termin waren anwesend:
Martick, Daniel ; John, Lars ; Grüttner, Thomas
S.Fischer, F.Busche, Ch.Kerner, Ch.Senf, R.Herrmann, M.Färber, D.Martick, Th.Grüttner, L.John Dr. Dipl. Ing. Liebezeit
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2. Beschreibung der Konstruktion
2.1Allgemeine Beschreibung
-
Schloß Friedrichsthal wurde in den Jahren 1708 bis 1711 von Herzog Friedrich II. von Sachsen-Gotha-Altenburg gebaut Gebäude wurde als barocke Dreiflügelanlage errichtet.
Lage: -
Schlossanlage liegt östlich, unterhalb der Orangerie, in leichter Hanglage.
Funktion: -
bis 1918 war im Schloss das gothaische Staatsministerium1918 bis 1945 das Landratsamt untergebracht nach Ende des Zweiten Weltkriegs hatte darin zunächst die Kommandantur der Sowjetischen Militär-Administration (SMAD) ihren Sitz ab 1958 die Fachschule für Transportbetriebstechnik(heute Fachschule für Bau, Wirtschaft und Verkehr)
Aufgrund der zahlreichen Umbauten wurde die historische Bausubstanz im Inneren des Schlosses im Laufe der Zeit so stark verändert, dass heute nur noch Reste der barocken Ausstattung (u.a. das Treppenhaus) erhalten sind.
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2.2 Begutachtung(visuell) 2.2.1 Aussen: 1. Dach: Die vorhandene Dachdeckung ist, visuell, in einem guten Zustand. Des weiteren sind keine Feuchtigkeitsspuren an den Wänden im Bereich der Dachentwässerung zu erkennen 2. Wände: An den äußeren Wänden findet man aufsteigende Feuchtigkeit (dunkle Feuchteflecken) und abplatzenden Putz. Foto siehe Anhang 3. Konstruktive Wasserableitungen: Es ist nur ein geringer Dachüberstand vorhanden, die Ausbildung des Spritzwasserbereiches besteht aus verlegten Sandsteinplatten. Dennoch ist ein Abfließen des Wassers nicht vollständig gewährleistet, da das benötigte Gefälle nicht vom Gebäude wegführt.
2.2.2 Ansichten ( siehe Anhang) 2.2.3 Kellerraum Allgemeiner Zustand: Schon beim Betreten stellt man, für einen Kellerraum ungewöhnlich hohe Temperatur fest, dies liegt an der im Keller installierten Heizungsanlage und den damit verbundenen versorgungstechnischen Heizleitungen, welche nicht wärmeschutztechnisch isoliert sind. An der Kaltwasserleitung schlägt sich Kondensat nieder. Dem Kellerraum obliegt keine erkennbare Nutzung. Konstruktion: Die vorhandene Konstruktion ist ein, aus Sandstein gemauertes,Tonnengewölbe. Der Innenraum ist mit einer Farbbeschichtung versehen. Gewölbe /Decke(Innen) Es wird eine starke Durchfeuchtung aller Bauteile sichtbar. Aber es ist sofort erkennbar, das die Beschichtung der Aussenwände (Wand1,2) teilweise nicht mehr vorhanden ist; an den Innenwände die Beschichtung nicht so stark zerstört ist. Die Aussenwänden weisen Feuchtespuren im Sockelbereich bis über eine Höhe von 2 Meter auf. Bei den Innenwänden sind feuchte Stellen nur im Sockelbereich festzustellen. Die eben beschriebenen Fakten lassen sich durch Feuchtigkeitsschäden wie z.B. abblätternde Farbe sowie Putz, aussandende Fugen und dunkle feuchte Bereiche im vorhandenen Natursteinmauerwerk, belegen. -Fotos hierzu im Anhang-
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Fenster/Belüftung Im zu untersuchenden Gebäudeteil befinden sich zwei Kellerfensteröffnungen ohne Verglasung. Diese sind, wahrscheinlich aus heizungstechnischen Gründen, durch Mineralwolle, laienhaft und ganzjahreszeitlich, abgedichtet. Somit ist eine ausreichende Be- und Entlüftung nicht gewährleistet. Foto siehe Anhang
Um die Schadensursachen zu identifizieren, und um die richtigen Sanierungsmassnahmen vorschlagen zu können, sind folgende diagnostische Untersuchungen erforderlich.
3. Geräte- und Untersuchungsbeschreibung 3.1 Thermohydrometer Ist ein elektronisches Messgerät zur Messung der relativen Luftfeuchtigkeit und Ermittlung der Temperatur in Räumen und Außenbereichen, diese Werte werden auf einem Display in digitaler Form angezeigt. Gemessen wird mit Hilfe von Messfühlern in unterschiedlicher Ausführung (Geräteabhängig). -Relative Luftfeuchtigkeit in % -Temperatur wahlweise in Grad- Celcius oder in Kelvin. Dient der feststellung der Temperaturdifferenz zwischen Aussen und Innen, um Rückschlüsse auf eventuell vorhandene Kondensationsvorgänge zuzulassen oder zu widerlegen, welche in einem engen Zusammenhang mit der relativen Luftfeuchte steht. 3.2 Infrarot-Termometer Ist ein elektronisches Messgerät zur Bestimmung von Oberflächentemperaturen an zb. Wänden. Zur Temperaturmessung wird der Meßfühler in geringem Abstand entlang der Oberfläche geführt. Hierbei wird die vom Meßobjekt ausgesandte Strahlung gemessen, umgerechnet und in Grad Celsius angezeigt. Die Temperaturmessung mit Infrarotthermometern erfolgt berührungslos und nahezu verzögerungsfrei. Durch den Meßvorgang wird dem Meßobjekt keine Wärme entzogen, das heißt, das Meßergebnis wird nicht durch Wärmeentzug verfälscht. Die Ermittlung der Oberflächentemperatur an Wänden ist Notwendig um Rückschlüsse auf Kondensationsvorgänge zu bestätigen oder verwerfen zu können, da warme Luft mehr Wasserdampf aufnehmen kann (z.b. < 100% rel. Luftfeuchte)und nahe kalten Oberflächen die Temperatur der Luft sinkt und somit zur Erhöhung der rel. Luftfeuchte >100% rel. Luftfeuchte führen kann, dies hat zur Folge , das Wasser ausfällt (durch Kondensation)und sich auf der Bauteiloberfläche niederschlägt und somit zu einer Durchfeuchtung führen kann.
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3.3 Hydromette mit Kugelkopfelektrode
Die Ermittlung der Kennwerte werden als Zahlenwerte in Digits angezeigt/abgelesen, in Abhängigkeit von der Rohdichte. Dadurch ist eine ungefähre Zuordnung der Mauerwerksfeuchte im Bereich der Ausgleichsfeuchte (Ug )bis Sättigungsfeuchte (US )möglich. Dazu wird die Kugelkopfelektrode, nach einer Festlegung von Messachsen/-punkten auf die Bauteiloberfläche angehalten, und der Wert abgelesen. Das Gerät misst, tendenziell, durch feste Materialien die Feuchteverteilung in Tiefen bis ca. 5-6 cm. Es ist zu beachten das es beim Messen im Bereich metallischer Leitungen oder z b. hinterlüfteter Konstruktionen zu Messfehlern kommt/kommen kann. Versalzungen haben einen geringen Einfluss auf die Messungen, da die Salze die Leitfähigkeit nur unwesentlich beeinflussen. Dies dient der Bestimmung von Umfang und Ursache der Durchfeuchtung und zur Bestimmung evtl. Probeentnahmestellen, Zerstörungsfrei. Überprüfung dieser Werte im Trockenschrankverfahren oder vor Ort mittels CM-Verfahren.
3.4 CM-Verfahren Verfahren ist ein Baustellenverfahren, zerstörungsarm, jedoch nur Orientierend. Von dem zu untersuchenden Baustoff oder Bauteil wird eine Probe [zb. Stemmprobe]entnommen, Pulverförmig zerkleinert, und in Abhängigkeit von der geschätzten Feuchte abgewogen (ca. 3 bis 100 g), und in einer Druckflasche mit Calciumcarbid zur Reaktion gebracht. Das in der Probe enthaltene Wasser reagiert mit dem Calciumcarbid zu Acetylen, was zu einer Druckerhöhung im CM-Gerät führt. Aus dem Druckanstieg wird über Vergleichstabellen der Wassergehalt ermittelt. Die Untersuchungsergebnisse sind genau. Sie weichen jedoch von den im Trockenschrank ermittelten Werten ca. 2 % nach unten ab, da mit dem CM-Gerät nur frei vorliegendes, aber kein chemisch (locker) gebundenes Wasser erfaßt wird. Um genaue Ergebnisse zu erhalten, ist sorgfältiges Arbeiten Voraussetzung. Probenahme: Festlegung der Probeentnahmestelle, Probe Oberflächennahe (ca. 3-4 cm tief) entnehmen [Stemmprobe]
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3.5 Protimeter (Salzdetektor) Ist ein qualitatives Verfahren, zur Überprüfung auf hygroskopische Salze, somit kann eine Salzverteilung in einem Mauerwerk erstellt werden, anhand orientierender Werte. Dieses Verfahren funktioniert über die elektrische Leitfähigkeit von Salzen. Hierfür wird ein Löschblatt/Filterpapier mit destilliertem Wasser befeuchtet und auf die am Gerät befindlichen Messelektroden Gedrückt/Überprüft [1. Messung (als Reverenz)]. Danach wird das feuchte Papier auf die zu Untersuchende Wand gedrückt, nach einer gewissen Zeit (ca.30 sec) wieder entfernt und erneut auf die Elektroden am Gerät gedrückt [2. Messung]. Der Wert der 1. Messung wird von dem Wert der 2. Messung abgezogen; ist der erhaltene Wert grösser als 15 Skaleneinheiten sind grössere Mengen hygroskopischen Salze vorhanden.
Diese Messung erlaubt Rückschlüsse auf die Durchfeuchtungsart, es sind jedoch, falls Salze vorhanden, weitere Untersuchungen notwendig um die Salzart zu bestimmen und evtl. die Menge der vorhandenen Salze über eine halb-quantitative Salzuntersuchung. 3.6 qualitative Salzuntersuchung mit Teststäbchen Diese Teststäbchen funktionieren als Indikator, d.h. diese sind komplexe Verbindungen, die bei Werten unterhalb und oberhalb eines bekannten Umschlagbereiches unterschiedliche Färbung aufweisen, und so anzeigen um welche Art von Salzen es sich handelt. Hierzu wird an der Stelle des höchsten Versalzungsgrades (ermittelt über zb. Protimeter) und oberhalb der Verdunstungszone eine Stemmprobe entnommen und pulverförmig zerkleinert, danach wird diese in destilliertem Wasser gelöst.Der Ph-Wert der Lösung muss überprüft werden, ob die zu verwendenden Teststäbchen für die Lösung geeignet sind. Stimmt der Ph-Wert mit dem auf der Verpackung, der Teststäbchen, stehenden Wertes überein so werden die einzelnen Teststäbchen kurz eingetaucht (ca. 1 sek.), abgeschüttelt; nach 1-2 minuten kann die Verfärbung der Teststäbchen abgelesen werden. Anhand der verwendeten Teststäbchen und deren Verfärbung kann abgelesen werden um welche Salze es sich handelt.
3.7 halb-quantitative Salzuntersuchung
(im Labor)
Probenahme und Wirkungsweise der Teststäbchen ist analog zu qualitativer Salzuntersuchung. Probe (mit 10-100 g) im Trockenschrank bis zur Massekonstanz zu trocknen und Einwiegen, dann die Probe zerkleinert in einen Erlenmeyerkolben mit 100 ml destilliertem Wasser ca. 20 Minuten köcheln (Zeit richtet sich nach der Menge der Probe), Lösung nach dem köcheln Filtrieren und das Filtrat wieder auf 100 ml mit destilliertem Wasser auffüllen und, nach der Ph - Wert- Prüfung mit Teststäbchen analog zur qualitativen Salzuntersuchung vorgehen. Die Verfärbung der Teststäbchen mit Hilfe der Skalen (meist Aufgedruckt auf der jeweiligen Verpackung) vergleichen und Konzentration in mg/l ablesen. Aus Kostengründen kann eine Sammelprobe entnommen werden.
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3.8 Überprüfen auf Kalksinter-Ausblühungen Kalksinter ist eine Kalkablagerung. Er bildet sich durch Abscheiden (Fällung) von in Wasser gelöstem Kalk. Kalksinter bildet krustenförmige Überzüge an Bauwerken- teilen/Mauerwerk Über den Nachweis von Kalkablagerungen kann der Verdacht auf Kalksinter bestätigt oder entkräftet werden. An Stelle mit Verdacht auf Kalksinter (oder sichtbarer Ausblühung)Probe entnehmen und mit 10%iger Salzsäure beträufeln, schäumt es auf der beträufelte Probe auf handelt es sich um Kalksinter Bildung von Kalksinter: Regenwasser nimmt über die Luft Kohlendioxid auf und bildet eine leichte Kohlensäure, durchdringt als Sickerwasser den Erdstoff und sammelt sich auf dichteren Gesteinsschichten oder an Bauwerken und löst dort, bei vorhandensein, Kalk auf. Bei Erwärmung dieses Wassers (nicht erst Verdunstung) entweicht Kohlendioxid, das Gleichgewicht schlägt von gelöstem zu unlöslichem Kalk um, der als Kalksinter ausfällt. Demnach gibt es zwei Möglichkeiten wie es zu einer Kalksinter-Ausblühung an einem Bauteil kommen kann. 1) in Wasser gelöster Kalk aus angrenzendem Erdreich ist durch das Bautteil gelangt und an der Innenseite der Wand kam es zur Ausblühung. 2) Kalk wurde direkt in der Konstruktion der Wand gelöst und schlägt sich an der Innenwand als Kalksinter nieder. 2) wäre für ein Bauwerk gefährlich, da der Kalk als Bindemittel verloren geht und somit dessen Tragfähigkeit stark eingeschränkt würde, dies kann bis zu einem Einsturz der Konstruktion oder des Gewölbes führen.
3.9 Erläuterung des Begriffes - Sammelprobe Hierzu werden Einzelproben an mehreren Stellen entnommen und zu einer Probe zusammengefasst. 3.10 Erläuterung Delisquenzfeuchte Diese beschreibt die relative Luftfeuchte, bei der Salze oberhalb in Lösung gehen und unterhalb auskristallisieren. Allgemein gilt:
oberhalb 70% relativen Luftfeuchte gehen Salze in Lösung unterhalb 70% relativen Luftfeuchte werden diese kristallin gebunden
Ständiges Unter- und Überschreiten führt langfristig zu Sprengwirkung und den damit verbundenen Schäden.
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3.11 Festlegung und Darstellung der Messachsen Um systematische Messungen durchzuführen werden Messachsen mit jeweiligen Messpunkten festgelegt. Auf den Messachsen werden Messpunkte Vertikal, von UK-Fußboden bis 200cm, im Abstand von 20 cm angeordnet.
Wand 1
W and 2
Wand 3
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W and 4
Treppenaufgang
M1 – M11 :
gewählte Messachsen
4. Auswertung der einzelnen Diagnose Verfahren 4.1 Temperatur Messung mittels Thermo- Hydrometer Zum Zeitpunkt der Messung, am 08.10.2007, betrug die Außentemperatur 12,8 °C die Raumtemperatur 19,8 °C, was einen Temperaturunterschied von 7 K bedeutet. Die durchschnittliche Temperatur der Außenwände betrug 18 °C, die der Innenwände 19 °C. Um Rückschlüsse auf Kondensation zu schließen benötigt man eine Temperaturdifferenz von mind.15 K. Somit kann Kondensationsfeuchte weder bestätigt noch ausgeschlossen werden.
Außentemperatur: 12,8 °C
Luftfeuchte außen: 63 %
Raumtemperatur: 19,8 °C
Luftfeuchte innen: 78 %
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Oberflächentemperatur der einzelnen Wände mittels Infarot-thermometer Wand 1: (Außenwand)
Oben Mitte Unten
Wand 2: (Außenwand)
In °C 18 18 17
Oben Mitte Unten
Wand 3: (innenwand)
Oben Mitte Unten
In °C 18 18 17
Wand 4: (innenwand)
In °C 21 19 18
Oben Mitte Unten
In °C 19 18 18
4.2 Ermittlung der Mauerwerksfeuchte mittels Hydromette Messung mit der Hydromette Wand 1 *** = gemessene MW Fugen Tab. 2.1 Messpunkt 1 Messpunkt 2 Höhe in cm Stein Stein 200 152 142 180 148 157 160 157 144 140 147 156 120 150 143 100 150 152 80 140 158 60 156 145 158 40 158 20 156 158 = Probennahme für halb- quantitativ Salzuntersuchung. Messung mit der Hydromette Wand 2 Tab.2.2 Messpunkt 3 Höhe in cm Stein 200 136 180 145 160 140 140 145 120 151 100 140 80 146 60 144 40 140 20 128 Martick, Daniel ; John, Lars ; Grüttner, Thomas
Messpunkt 4 Stein 140 139 142 133 106 140 133 133 143 143 06D1
Messpunkt 5 Stein 122 115 140 141 144 118 129 146 146 147
Messpunkt 6 Stein 139 148 142 153 147 148 140 125 140 143 Seite 11
Messung mit der Hydromette Wand 3 (Innenwand)
Tab. 2.3 Messpunkt 1 Stein 133 134 132 141 140 140 110 134 120 120
Höhe in cm 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20
Messpunkt 2 Stein 140 135 143 143 140 138 136 150 122 145
Messung mit der Hydromette Wand 4 (Innenwand)
Tab. 2.4 Höhe in cm 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20
Messpunkt 9 Stein 115 140 137 150 142 149 143 149 147 148
Messpunkt 10 Stein 129 134 125 130 137 142 137 139 140 130
Messpunkt 11 Stein 135 140 136 140 145 146 155 155 147 150
Schlussfolgerung:
Bei Messwerten über 100 Digits gilt das Mauerwerk als stark durchfeuchtet, unsere ermittelten Werte liegen alle oberhalb 100 Digits. (M4120.106 Digits; M140 158 Digits) Aufgrund der ermittelten Werte ergibt sich, eine gleichmässig starke Durchfeuchtung aller 4 Wände im Gewölbe. Bei der Wand 4 kann es sich nur um aufsteigende Feuchte handeln, da es eine Innenwand ist. Seitlich eindringende Feuchte an den Aussenwänden kann jedoch nicht ausgeschlossen werden.
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4.3 Ermitteln der Mauerwerksfeuchte mittels des Carbit-messurement-Verfahrens (CM-Verfahren) Probenahme an Wand 1 (mittig zwischen M1 und M2 ) Wand 1
Probeentnahme 1
Probeentnahme 2
Probeentnahme 3
Einwaage
5g
5g
5g
Entnahmehöhe
40 cm
120 cm
200 cm
Manometerdruck
0,55 bar
0,4 bar
0,4 bar
H2O-Gehalt
11 %
7,8 %
7,8 %
H2O-Gehalt * 1,5
16,5 %
11,7 %
11,7 %
Schlussfolgerung:
Die Ausgleichsfeuchte (Ug ) von trockenem Mauerwerk liegt bei 0,5 - 3 % . An der Aussenwand (Wand 1) ist unser ermittelter niedrigster Wert 11,7 %, was folglich eine hohe Mauerwerksfeuchte beschreibt.
Die CM-Messung bestätigt die Messungen mit der Hydromette, das eine hohe Durchfeuchtung des Mauerwerks vorhanden ist.
4.4 Qualitative Salzuntersuchung mittels Protimeter
Zw. 1-2 Zw. 1-2 Zw. 1-2
Höhe in cm 40 120 200
Messung 1 Mit destil. H2O 0 0 0
Messung 2 Probe 30 20 17
2u 2m 2o
Zw. 4-5 Zw. 4-5 Zw.4-5
40 120 200
0 0 5
30 25 29
4u 4m 4o
Zw. 10-11 Zw.10-11 Zw.10-11
40 120 200
9 4 10
39 12 19
Martick, Daniel ; John, Lars ; Grüttner, Thomas
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Wand
Messpunkt
1u 1m 1o
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An Wand 1(zwischen M1-M2) betragen die Messwerte1o, 1m, 1u grösser 15 Skaleneinheiten, womit grössere Mengen hygroskopischer Salze vorhanden sind. Die Werte nehmen nach oben hin ab, somit läßt sich auf aufsteigenden Feuchte schliessen. Es besteht jedoch die Möglichkeit das die Konzentration nach oben abnimmt, da durch seitlich eindringende Feuchte (Regen etc.) die Salze im Mauerwerk nach unten gespült werden. An Wand 2 (zwischen M3-M4) betragen die Messwerte 2o, 2m, 2u grösser 15 Skaleneinheiten , womit grössere Mengen hygroskopischer Salze vorhanden sind. Die Werte nehmen nach oben hin ab, somit läßt sich auf aufsteigenden Feuchte schliessen. An Wand 4 (Reverenzwand) bestätigt sich der Verdacht für aufsteigende Feuchte, da 4 u grösser als 15 Skaleneinheiten (grössere Mengen hygr. Salze ) beträgt. An Wand 4 kann man Rückschlüsse auf aufsteigende Feuchte schließen da die Salzkonzentration nach oben abnimmt (4m, 4o < 15 Skaleneinheiten) Seilich Eindringende Feuchte kann jedoch, für Wand 1 und 2 nicht ausgeschlossen werden.
4.5 qualitative Salzuntersuchung (mit Teststäbchen )
Untersuchung an den Stellen des höchsten Versalzungsgrades: (Stellen des höchsten Versalzungsgrades befinden sich unterhalb der Verdunstungszone) Mittels Teststäbchen Wand 1 (Außenwand) Wand 2 (Außenwand) Wand 4 (Innenwand)
PH-Wert 1-9 1-9 1-9
Chlorid Positiv (spuren) Positiv (spuren) Positiv
Nitrat Sulfat Positiv Positiv Positiv
PH-wert Chlorid 1-9 Positiv 1-9 Negativ 1-9 (spuren) Positiv
Nitrat Sulfat Positiv Positiv Positiv (spuren) Positiv Positiv Positiv
(spuren)
Negativ Positiv Negativ
oberhalb der Verdunstungzone Mittels Teststäbchen Wand 1 (Außenwand) Wand 2 (Außenwand) Wand 4 (Innenwand)
Nachgewiesene Nitrate unterhalb wie oberhalb der Verdunstungszone weisen auf Erdkontakt hin und geben Rückschluss auf defekte oder nicht vorhandene vertikal/ horizontal Abdichtungen. Da sich Nitrate und Spuren von Chloriden oberhalb wie unterhalb der Verdunstungszone befinden, lässt sich auf seitlich eindringende Feuchte schliessen. Und anhand Wand 4 als Innenwand (Reverenz ),und den gefundenen Salzen, lässt sich aufsteigende Feuchte als Ursache ebenfalls bestätigen. Martick, Daniel ; John, Lars ; Grüttner, Thomas
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Die gefundenen Sulfate in Wand 1, 2, 4 oberhalb der Verdunstungszone können aus der Verwendung von gipshaltigen Mörteln (z.B. Kalk- Gips Mörtel) für die Konstruktion stammen. Die gefundenen Salze stellen keine Gefahr im Bezug auf den Salzsprengdruck dar, da bedingt durch die ganzjährlich hohe relative Luftfeuchte (>70%) diese Salze ständig in Lösung sind, und bedingt durch ihre Delisquenzfeuchte nicht auskristallisieren können um so zu Salzsprengdruck zu führen. Durch Anbringen von Dichtungen würde sich die relative Luftfeuchte verringern (<70% ), dies führt zum Auskristallisieren von Salzen und so zu Salzsprengdruck.
4.6 Halb- quantitative Salzuntersuchung (Labor) Anhand der Entnahme einer Sammelprobe an Wand 1.
Die Bestimmung des pH- Bereichs ( 6 ) zeigt, dass alle Teststäbchen verwendet werden können.
Sulfate ( pH 4-8 )
nur Spuren
Nitrate ( pH 1-9 )
0,8 M-%
Chloride ( pH 2-12 )
nur Spuren
(<0,5 M-%)
(<0,2 M-%)
Bewertung dieser Ergebnisse nach WTA-Merkblatt 4-5-99: Sulfate und Chloride →belastung gering →Massnahmen im Ausnahmezustand erforderlich.
Nitrate
→belastung hoch ( >0,3 M-%)
→Massnahmen erforderlich.
-Für die Entscheidung über das Erforderniss von Massnahmen sind nicht allein die Ergebnisse der Salzuntersuchung ausschlaggebend.- (Quelle: WTA-Merkblatt 4-5-99)
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4.7 Kalksinter Prüfung mittels Salzsäure
An einer Stelle sichtbarer Ausblühungen. (weiteres Foto siehe Anhang)
W and 2
Überprüfen dieser auf Kalksinter. Überprüfung über den Nachweis von Kalkablagerung ergab, das es sich hierbei um Kalksinter handelt (siehe Beschreibung Kalksinter).
Schlussfolgerung: Zwei Möglichkeiten der Bildung von Kalksinter. Ist ein Nachweis defekter Abdichtung; da sich der Kalksinter oberhalb der Verdunstungszone befindet, kann von seitlich eindringender Feuchtigkeit ausgegangen werden. Hierbei handelt es sich um lösende Korrosion. Wobei nicht ermittelt werden konnte, ob sich hierbei um im Erdreich gelöstem Kalk oder in Konstruktion gelöstem Kalk handelt.
nähere Erläuterung siehe „3.8 Überprüfen auf Kalksinter-Ausblühungen“.
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5 Allgemeine Beurteilung Schon beim Betreten stellt man, für einen Kellerraum ungewöhnlich hohe Temperatur fest, dies liegt an der im Keller installierten Heizungsanlage und den damit verbundenen versorgungstechnischen Heizleitungen, welche nicht wärmeschutztechnisch isoliert sind. An der Kaltwasserleitung schlägt sich Kondensat nieder. Kondensationsfeuchte konnte weder bestätigt noch ausgeschlossen werden, da kein Temperaturunterschied von 15 K vorlag. Um Kondensation gänzlich ausschließen zu können müsste dies bezüglich eine erneute Messung bei einer Temperaturdifferenz, innen zu aussen, von 15 K gegeben sein. Alle Wände des Gewölbes sind gleichmäßig stark Durchfeuchtet, die Innenwände (ohne seitlichen Erdkontakt) durch aufsteigende Feuchte, die Aussenwände werden überwiegend durch aufsteigende Feuchte in Verbindung mit seitlich eindringender Feuchte stark belastet. Durch Erdkontakt, durch fehlende oder zerstörte Abdichtungen am Bauteil sind bauschädliche Salze in das Mauerwerk gelangt. zum Beispiel: Chloride durch Tausalze Von Sulfaten wurden Spuren in Wand 4 gefunden diese wurden–durch Verwendung Gipshaltiger Mörtel oder Gips-Kalk-Mörtel , bei der Konstruktion des Gewölbes eingebracht. Die Außenwände Wand 1 und 2 kann Sulfate aus der Konstruktion enthalten sowie aus in Regen gelöstem Schwefel („Saurer Regen“).Über Erdkontakt gelangt dieses dann in das Mauerwerk. Weiterhin fanden wir Nitrate, welche den Verdacht (über ihre Verteilung im Mauerwerk) der aufsteigenden Feuchte bestätigen. Nitrate treten vorallem in Verbindung mit Fäkalien auf. Diese könnten durch undichte Kanalleitungen oder das nicht Vorhandensein von Rückstauklappen vergangener Zeiten und dem damit verbundenem Fäkaleintrag eingebracht wurden sein. Aufgrund der hohen relativen Luftfeuchtigkeit (78 %) im Gewölbe und bedingt durch die Delisquenzfeuchten der gefundenen Salze, konnten die Salze in Lösung gehen und im Mauerwerk aufsteigen. Die Salzverteilung in Wand 4 deutet auf aufsteigende Feuchte hin. Der Nachweis von Kalksinter, oberhalb der Verdunstungszone, weist auf seitlich eindringende Feuchte hin. Aus den ermittelten Werten ergibt sich, daß der größte Teil der Feuchte auf aufsteigende Feuchte zurückzuführen ist; in Verbindung mit seitlich eindringender Feuchte. Gründe dafür sind fehlende bzw. defekte Vertikal- und Horizontalabdichtungen. Näheres zu den Abdichtungen ist nur über eine Schürfung zu Erfahren.
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6 Schlussfolgerung der Instandsetzung
Dieses am Hang stehende Gebäude ist an der Hangseite einem verstärkten Feuchtigkeitsanfall ausgesetzt, so dass oftmals die üblichen Sperrschichten nicht ausreichen. Hier ist der Einbau einer Sickersohle notwendig, die den größten Teil des Hangwassers schon vor Erreichen des Gebäudes abfängt und ableitet. In der Sickersohle gelangt das Hangwasser durch Kies- Schotterschichten in ein Drainrohr und wird in diesem in Höhe der Fundamentsohle um das Bauwerk geleitet. (Quelle: Friedrich -Tabellenbuch Bautechnik-)
6.1
Sanierungsvorschlag I (untergeordnete Nutzung)
Sanierungsvorschlag für diesen Raum mit untergeordneter Nutzung, zum Beispiel als Abstellraum.
Maßnahmen zur Instandsetzung sind : Das Anbringen einer Vertikalabdichtung nach DIN 18195. Am Anschlussbereich Wand-Fundament ist eine Mörtelhohlkehle auszuführen. Auf eine Trasskalkputz-ausgleichsschicht wird eine Vertikalabdichtung aufgetragen (Trasskalk da die Verwendung von Zementhaltigen Mörteln an diesem Bauwerk zu Ettringitbildung führen kann [siehe Tab. „qualitative Salzuntesuchung mit Teststäbchen“-Sulfate]). Desweiteren ist 20cm unter der Geländeoberkante eine Dichtungsschlämme aufzutragen die bis 30cm über OKG führt. Auf die Dichtungsschlämme kann direkt geputzt werden. Nun kann eine Ringdrainageleitung (DN 100) eingebracht werden die an das Abwassernetz an zuschließen ist (evtl. mit Pumpen und einer Heberanlage zusätzlich ausrüsten). Verfüllt wird dies dann mit einer Schicht aus Kies. Es werden Rasenkantensteine im Abstand von mind.50 cm zum Bauwerk gesetzt. Der entstanden Spritzschutzstreifen(50 cm) wird mit groben Kies aufgefüllt. Davor können dann die alten Sandsteinplatten neu verlegt werden, hier ist ein Gefälle von 2% vom Gebäude weg notwendig. Im Kellerraum wird die alte Farbbeschichtung entfernt und die Fugen (ca.2 cm tief) ausgeräumt; Aufbringen eines Sanierputzes nach WTA. Dieser Opferputz nimmt die vorhandenen Salze, aus dem Mauerwerk auf. (Verwendung von Sanierputz, Begründung siehe 4.6). Die durch Dämmung verschlossenen Fensteröffnugen (siehe Anhang) müssen geöffnet werden. Desweiteren ist der Einbau von Fenstern (mit Zwangsbelüftung) ratsam. Die nicht isolierten Heizleitungen sind zu isolieren, defekte auszutauschen. Regelmäßiges Lüften ist ratsam, um den Abtrocknungsprozess zu beschleunigen/ gewährleisten.
Martick, Daniel ; John, Lars ; Grüttner, Thomas
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6.2
Sanierungsvorschlag II (hoher Standart)
Sanierungsvorschlag für diesen Raum mit höherer Nutzung, zum Beispiel als Archiv. Die Aussenwände werden um das Gebäude freigelegt, Nun wird eine Vertikalabdichtung nach DIN 18195 in Verbindung mit einer Horizontalabdichtung (durch Mauersägeverfahren, da erschütterungsarm) umgesetzt. Hierfür ist das Gebäude entsprechend zu sichern. Nun werden die Aussenwände gesäubert und die vorhandenen Unebenheiten durch Aufbringen eines Trasskalkmörtels ausgeglichen. (Verwendung von Zementhaltigen Mörteln könnten zu Ettringit bildung führen [siehe Tab. „qualitative Salzuntesuchung mit Teststäbchen“-Sulfate] Am Anschlußbereich Wand-Fundament ist eine Mörtelhohlkehle (HKS Dichtmörtel) auszuführen Auf diese Putzausgleichsschicht wird eine Vertikalabdichtung aufgetragen (2 malige Bitumendickbeschichtung und eine Bitumendichtungsbahn mit Gewebeeinlage). Danach wird eine Lehmschürze (fetter Lehm >20% Tongehalt) fest verstampft. Einbringen einer Sickerpackung mit Filterflies und Ringdrainleitung (DN 100) nach DIN 4095 um das ganze Gebäude. Das anfallende Wasser wird in das öffentl. Abwassernetz geleitet (evtl. mit Pumpen und einer Heberanlage zusätzlich ausrüsten, um Höhenunterschiede auszugleichen). 30cm über und 20 cm der Geländeoberkante ist ein Dichtungsschlämme aufzutragen. Auf dieser Dichtungsschlämme kann direkt geputzt werden. Es werden Rasenkantensteine im Abstand von mind.50 cm zum Bauwerk gesetzt. Die Innenraumsanierung ist so auszuführen wie oben ( siehe Sanierungsvorschlag I -Sanierputz nach WTA-) beschrieben. Das Aufstellen eines Luftentfeuchters sowie regelmässiges Lüften würde den Trocknungsprozess beschleunigen.
Die Reversibilität ist bei beiden Varianten gewährleistet, durch die Anbringung der Abdichtungen auf einem Ausgleichsputz, da bei diesem Rückbau ohne weiteres möglich ist. Näheres zu den Vorschlägen siehe folgenden Prinzipskizzen.
Allgemeine Beachtungen: 1. Prüfen der Festigkeit des Steines ob dieser auch nach Abtrocknung genügend tragfähig ist 2. Sichern des Gebäudes ( z.B. abschnittsweises vorgehen, abstützen, vor Gewölbeschub sichern ) 3. Nachweis der Standsicherheit 4. Ausführung gemäß den anerkannten Regeln der Technik
Martick, Daniel ; John, Lars ; Grüttner, Thomas
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6.3 Prinzipskizzen : zu Sanierungsvorschlag I
zu Sanierungsvorschlag II
Martick, Daniel ; John, Lars ; Gr端ttner, Thomas
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7 Anhang:
Ansicht West
Ansicht Nord
mit D채mmung verschlossenes Kellerfenster
Wand 1 Martick, Daniel ; John, Lars ; Gr체ttner, Thomas
Unzureichender Spritzschutzbereich
Wand2 06D1
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Wand 3
Wand 4
umlaufend gesch채digter Sockelbereich hier an Wand 4
Kondensation an der Kaltwasserleitung
Kalksinter Wand 2, teilweise Wand 3 Martick, Daniel ; John, Lars ; Gr체ttner, Thomas
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8 Quellen/Hilfsmittel:
Friedrich -Tabellenbuch BautechnikWTA-Merkblätter Unterrichtsmitschriften Nemetschek -CAD-Zeichenprogramm-
9 Selbständigkeitserklärung Hiermit versichern wir, dass wir die vorliegende Arbeit selbständig und ohne Benutzung anderer als der angegebenen Qellen/Hilfsmittel angefertigt haben. Alle Stellen, die wörtlich oder sinngemäß aus veröffentlichten und nicht veröffentlichen Schriften entnommen sind, sind als solche kenntlich gemacht. Die Arbeit hat in gleicher oder ähnlicher Form noch keiner anderen Institution vorgelegen.
Gotha, 13.12.2007 __________
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John, Lars
Martick, Daniel ; John, Lars ; Grüttner, Thomas
Martick, Daniel
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__________ Grüttner, Thomas
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