Thermisch-konvektive Vortrocknung

Die thermische und konvektive Vortrocknung von Mauerwerk mit sehr hohen Durchfeuchtungsgraden gehört zur Vorbereitung der richtigen Anwendung von Injektionsmittelabdichtungen. Der Beitrag zeigt die Anwendung dieser Technik.

Zur nachträglichen Abdichtung von Mauerwerk gegen kapillar aufsteigende Feuchtigkeit werden häufig

Injektionsverfahren eingesetzt, bei denen porenverschließende und/oder hydrophobierende Mittel beziehungsweise Kombinationsprodukte in die Abdich­tungsebene des Mauerwerks eingebracht werden. Die Mittel und Verfahren für die Injektionsmittelabdichtung sind vielfältig und sollen hier im Einzelnen nicht besprochen werden. Obwohl es unter Fachleuten keinen Zweifel an der Wirksamkeit bei der Anwendung von Injektionsverfahren gibt, sind in den vergangenen Jahren Beispiele veröffentlicht worden, die über eine unzureichende Wirksamkeit berichteten. Hauptursache dafür dürfte eine mangelhafte Planung der Abdichtungsarbeiten sein daraus folgend dann die ungenügende Verteilung der Injektionsmittel in der Abdichtungsebene. Um die Anwendbarkeit von Injektionsverfahren bei höheren Durchfeuchtungsgraden zu erweitern ist es notwendig, einen Teil des Wassers aus der Injektionsebene zu entfernen. Oft wird versucht, mit Kondensationstrocknern den Feuchtegehalt im Mauerwerk zu verringern. Messungen Mitte der 1990er Jahre ergaben jedoch, dass dieses sehr problematisch ist, da die „Kondensattrocknung“ nur bis zu einer Tiefe von etwa 20 cm Tiefe funktionsfähig und zudem mit sehr hohen Kosten verbunden ist.

Thermische und konvektive Trocknung von Mauerwerk

Für die thermische und konvektive Trocknung von Mauerwerk gibt es zahlreiche Anwendungsfälle wie zum Beispiel Mischmauerwerk und Ziegelmauerwerk, dessen Statik ein Aufschneiden mit anschließender Einbringung neuer Horizontalabdichtungen nicht mehr gestattet. Hier kann eine Abdichtung gegen aufsteigende Feuchtigkeit mit vertretbarem Aufwand nur mit Injektionsverfahren durchgeführt werden. Ist eine Vortrocknung notwendig, sollte im Injektionsbereich auf  Temperaturen um 100 °C erwärmte Luft durch das Porengefüge des Mauerwerks gedrückt werden. Zu diesen Zweck wurde ein spezieller Heizpacker entwickelt, der sich ebenfalls in die Bohrlöcher einsetzen lässt, die für eine Injektion ohnehin in das Mauerwerk gebohrt werden müssen.

Heizpacker für zügige Trocknung

Diese Heizpacker werden in jedes zweite Bohrloch eingebracht und der Druck zunächst soweit erhöht, dass eine Luftströmung durch das Mauerwerk in die beiden benachbarten Bohrlöcher einsetzt. Hierbei kann oft beobachtet werden, dass Wasser in flüssiger Form an den Wandungen der freien Bohrlöcher austritt. Nach dem Einschalten der Heizung wird die durch das Mauerwerk hindurchströmende Luft erwärmt, das Wasser verdampft oder verdunstet und wird mit der Luftströmung über die freien Bohrlöcher nach außen abgeführt.

Auf diese Weise lässt sich das Mauerwerk in verhältnismäßig kurzer Zeit trocknen, ohne dass dabei zu starke lokale Überhitzungen auftreten. Die Trocknungs­geschwindigkeit ist dabei abhängig von der Heizleistung, die über die angelegte Spannung variiert und dem jeweiligen Mauerwerk angepasst werden kann. Unter normalen Bedingungen hat sich eine Heizleistung von 0,2 kW pro Packer bewährt, mit der etwa 6 l Wasser pro Tag aus dem Mauerwerk entfernt werden können. Doch auch bei hohem Luftdurchsatz erwärmt sich das Mauer­werk bei der Vortrocknung auf   Tempera­turen zwischen 40 und 100 °C, die vor der Durchführung der Injektion auf einen Wert zwischen 20 und 30 °C abgesenkt werden muss. Die Abkühlphase sollte dennoch möglichst kurz sein, um das erneute Eindringen von Wasser in die getrocknete Wand zu verhindern.

Wissenschaftliche Überprüfung des Verfahrens

Das zuvor beschriebene Verfahren wurde Anfang der 1990er Jahre entwickelt und nunmehr seit über 15 Jahre mit Erfolg angewandt. Die Überprüfung der Leistungsfähigkeit der thermisch-konvektiven Trocknung wurde von der Bergischen Universität im Lehr- und Forschungsgebiet Bauphysik, Baukonstruktion und Holzbau von Prof. Brüninghoff im Rahmen einer Diplomarbeit von Dipl.-Ing. Ralf Lindner im Jahre 2001 bearbeitet. Die Überprüfung fand an einer Modellmauer mit Sensoren statt. Ralf Lindner kommt in seiner Arbeit zu folgenden Ergebnissen: „Zusammenfassend kann man sagen, dass das Prinzip der thermisch-konvektiven Trocknung sehr gut geeignet ist, um Mauerwerk zu entfeuchten. In Abhängigkeit von der Temperatur, dem Luftumsatz und der Trocknungsdauer kann eine vollständige Wasserfreiheit erzielt werden.“

Weitere Vorzüge des Verfahrens ergeben sich aus der frei wählbaren Lage der Injektionsebene. Bedingt durch die Vortrocknung ist die Injektion unabhängig vom Feuchtigkeitsgehalt des Mauerwerks und kann somit entlang der Ideallinie, das heißt möglichst nah am Fundament erfolgen. Mineralische Innenabdichtungen zwischen Horizontalsperre und Fundament können dadurch eingespart beziehungsweise minimiert werden.

Neue Generation der Vortrocknung

Der neue Mauerwerkstrockner Remmers Therm setzt im Bereich der thermisch-konvektiven Trocknung von Mauerwerk Zeitmaßstäbe. Seine Heizkraft reicht aus, um eine 50 cm dicke Wand innerhalb von nur 5 Stunden von einem Durchfeuchtungsgrad von 90 Prozent auf unter 50 Prozent abzusenken. Dank seiner Modul-System-Konstruktion vereinfacht er darüber hinaus die Mauerwerkvortrocknung um ein Vielfaches.

Im Rahmen des EU-Forschungsvorhabens „Erosion and Humidity“ im Programm „Culture 2000“ sowie des TEAM-FH-Forschungsprojektes „Feuchtetomografie als moderner Nachweis der Ausbreitung von Injektionsmitteln im Mauerwerk“ wurden von der Hochschule Wismar am Versuchsobjekt Thormann-Speicher im Alten Hafen der Hansestadt eine Reihe von Untersuchungen zur Bewertung der Wirksamkeit von Injektionsmitteln gegen kapillar aufsteigende Feuchtig­keit an Bauwerken durchgeführt. Hierbei wurden auch tomografische Messungen durchgeführt. Die Ergeb­nisse der elektrischen Untersuchungen zeigen ebenfalls die eindeutige Tendenz der Reduzierung des Durchfeuchtungsgrades von Mauerwerk oberhalb der Injektionsebene innerhalb von 24 Monaten Beobachtungszeit nach der Behandlung und stimmen somit mit Ergebnissen der gravimetrischen Untersuchungen überein.

Fazit

Die Ergebnisse zeigen, dass bei entsprechender Vortrocknung sichere Abdichtungen gegen aufsteigende Feuchtigkeit mit Injektionsverfahren auch dann durchgeführt werden können, wenn der Durchfeuchtungsgrad weit über dem von Fachleuten empfohlenen Wert von 80 Prozent liegt. Es ist zu erwarten, dass fast jedes Mauerwerk abhängig von der Struktur und der Dauer der Trocknung durch das Verfahren den jeweiligen Aufgaben angepasst werden kann. Bei einer Abtrocknung des Mauerwerks über kapillaren Transport des Wassers in oberflächennahe Bereiche mit nachfolgender Verdunstung in die Außenluft werden bauschädliche Salze an der Oberfläche angereichert, die zu Putz- oder Steinschäden führen können. Grundsätzlich kristallisieren in Wasser gelöste Salze nur dort aus, wo das Wasser verdunstet. Wird wie bei der beschriebenen thermisch-konvektiven Trocknung das Wasser im Inneren des Mauerwerkes verdunstet, so verbleiben auch die Salze dort und können an der Oberfläche keine Schäden verursachen.

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