Wasser und Salz Typische Bauschäden an Außenwänden aus Mauerwerk

Die Fassade ist ein komplexes Bauteil, das die architektonische Gestalt eines Gebäudes definiert und gleichzeitig die Bausubstanz vor Umwelteinflüssen schützen muss. Ein versierter Gutachter, ob nun Architekt, Ingenieur oder Restaurator im Handwerk, kann schon bei der ersten Begehung eines Gebäudes anhand der typischen Schadensbilder eine Reihe von Schäden erkennen.

Feuchtigkeitsschäden entstehen grundsätzlich durch eindringendes Wasser, das über drei Wege ins Mauerwerk gelangen kann: Von außen über die Mauerwerksoberfläche, von innen in Form von Tauwasser oder durch physikalische und chemische Wirkungsmechanismen im Mauerwerk selbst. Weiterhin gibt es auch noch Wege, die dem Wasser von so genannten „anthropomorphen“ Instandsetzungs- und Nutzungsfehlern oder unterlassenen Reparaturarbeiten eröffnet werden.

 

Schäden an

Natursteinmauerwerk


An Natursteinmauerwerk aus Sandstein lassen sich vier vor allem durch Feuchtigkeit verursachte Schadensarten in aller Regel schon mit dem bloßen Auge erkennen:

• verwitterte Bereiche mit geringen Schäden, also absandende, abmehlende, abpudernde oder verschmutzte Oberflächen bis maximal 5 mm Tiefe. Sie lassen sich je nach Festigkeit der verwendeten Gesteinsart meistens an bis zu 85 Prozent der Oberfläche feststellen
• einzelne, stark geschädigte und bereits abblätternde Bereiche bis etwa 40 mm Tiefe findet man meist an Steinpartien, die einer starken Wassereinwirkung ausgesetzt waren, obwohl sie bündig in der Fassadenfläche liegen. Es handelt sich dabei meist um die unteren Steine der Fenstergewände, die Steine der umlaufenden Gurtgesimse, die Ecksteine der westlichen Außenwand sowie um einen Teil der unteren Sockelsteine, die durch Oberflächen- und Spritzwasser geschädigt werden
• sehr stark geschädigte Bereiche mit einer Zerstörung bis in 150 mm Tiefe an exponierten, zumeist profilierten oder anderweitig gestalteten Steinpartien. Es haben sich schwarze Krusten oder gar Schalen gebildet, die vom Frost abgesprengt wurden. Es handelt sich meist um Gurtgesimse, Fenstersohlbänke und -verdachungen

Ausschließlich an zwei- oder mehrschaligem Mauerwerk tritt das vierte Schadensbild auf:

• weiße Fahnen auf der Mauerwerksoberfläche; es handelt sich dabei um Kalkausblühungen, die sich infolge von Kalkauswaschung aus der inneren Füllschicht und dem Kalkmörtel der Steinfugen des zweischaligen Mauerwerks an der Oberfläche abgelagert haben

Die schwarze Schmutzkruste soll angeblich, wie immer noch häufig behauptet wird, den Naturstein nicht schädigen, sondern ihn sogar vor Verwitterung schützen. Vor solchen Irrtümern sei gewarnt, denn bei der Krusten- oder Schalenbildung hört das Zerstörungswerk darunter niemals auf, sondern setzt sich in Form von Bindemittelumlagerungen immer weiter fort. Es handelt sich bei solchen Krusten zumeist nicht allein um abgelagerten Schmutz, sondern immer auch um Säureangriffe und andere chemische Prozesse: Der Kalkanteil eines weichen Sandsteins mit großem Porenvolumen und reiner Kalk- oder Glaukonitbindung wird zu Gips umgewandelt, der Eisenanteil zu Rost; Kalksteine karbonatisieren mit ihrer ganzen Oberfläche zu Gips. Außerdem gibt es auch noch mikrobiologische Zerfallswirkungen: Es handelt sich dabei um hinter den Schalen oder direkt auf dem Mauerwerk sitzende Mikroben, die durch CO2-Abgabe und die Produktion von Säuren den Stein langfristig zerstören können.

Schäden an

Backsteinmauerwerk


Bei Backsteinwänden können folgende, hauptsächlich durch Feuchtigkeit verursachte Schäden beobachtet werden:

• Verschmutzung durch Schmutzpartikel: Durch kapillare Wasseraufnahme und als Folge der in mineralischen Baustoffen stets vorhandenen Schwindrisse wird bei Regen der in der Luft vorhandene Schmutz – Ruß, Gummiabrieb, Staubpartikel, usw. – vor allem in die Fugen eingeschwemmt. Die staubige, fettige, rußige oder ölige Ablagerung bindet Wasser in der Fuge, das bei Frost auffriert und so den Fugenmörtel, aber auch die anliegenden Steinflanken zerstört
• Verschmutzung durch Kalk- oder Salzauswaschung: Die Backsteine selbst zeigen meist einen Grauschleier infolge von Kalksinter, der aus dem Fugenmörtel ausgewaschen wurde oder aus qualitativ schlechten Backsteinen austreten kann. Dabei werden lösliche, nicht karbonatisierte Kalkanteile als CaOH2 an der Oberfläche zu Kalziumkarbonat umgewandelt, das als weiße Sinterschicht erkennbar ist


Allgemeine Schäden


An allen älteren Mauerwerksflächen ist zudem eine biologische Schädigung der Oberfläche auf den ersten Blick zu erkennen:

• Bereiche in Bodennähe, die durch Oberflächenwasser, Schnee und Streusalz sehr stark angegriffen werden: Hier können die Steine bis in Tiefen von 20 cm und mehr zerstört worden sein
• Oberflächenbewuchs: Häufig lässt sich eine biologische Korrosion feststellen, die aus Bakterien, Algen, Flechten, Moos, Schimmelpilzen, Farnen, Gräsern, Kräutern, Sträuchern und kleinen Bäumen bestehen kann

Insbesondere bei verputztem Mauerwerk lassen sich folgende Feuchtigkeitsschäden beobachten:

• Verfärbung der Oberfläche: Infolge der Durchfeuchtung des Putzes wird auf der äußeren Oberfläche Staub und Schmutz gebunden. Die Putzoberfläche zeigt dann dunkle Verfärbungen. Diese verfärbten Flecken weisen zumeist einen „mäan-drierenden“ Rand auf
• Schimmelpilzbildung: Bei Durchfeuchtung des Innenputzes durch Kondensat oder Tauwasser an der Innenwandoberfläche wird Schmutz gebunden und damit der Nährboden für Schimmelpilze bereitet

Salzschäden

Mit diesen Feuchtigkeitsschäden sind Salzschäden eng verbunden: Wasser ist das Medium, in dem bauschädliche Salze gelöst und transportiert werden können. Insbesondere folgende Schadensbilder sind häufig anzutreffen:

• Anstrichabplatzungen und beginnende Ausblühungen vor allem am Sockel: Die Verdunstung eingedrungener Feuchtigkeit lässt gelöste Salze aus dem Mauerwerk an die Putzoberfläche wandern, die dort zu Salzkristallen trocknen. Durch ihr großes Volumen und durch den dadurch entstehenden Kristallisationsdruck sprengen sie den oberflächennahen Porenraum der mineralischen Baustoffe. Dadurch wird die Oberfläche des verputzten Mauerwerks mürbe: Sie kann keine Anstriche mehr tragen, sandet ab und wird durch Witterungseinflüsse nach und nach abgetragen
• Weiße Krusten auf den Mauersteinen (im Volksmund meist als Salpeter bezeichnet): Bauschädliche Salze bilden Kristalle an der Oberfläche, die als weiße Salze sichtbar werden. Es können aber auch Anteile an leicht löslichen Salzen wie Magnesium, Kalium oder Natrium sein, die durch Zugabe von Magerungsmitteln in den Stein gelangt sind. Sie bilden in ihrer schwefelsauren Variante den weißen Anflug an der Steinoberfläche
• Fehlende horizontale Sperrschicht gegen aufsteigende Feuchtigkeit: Insbesondere an Kellerwänden lässt sich von innen die Existenz einer horizontalen Sperrschicht leicht erkennen. Bis zu einer bestimmten waagerechten Höhenlinie erstreckt sich dort ein dunklerer, feuchter Bereich und oberhalb davon ein hellerer, deutlich trockenerer. Dieses Erscheinungsbild erweist zudem die Wirksamkeit der vorhandenen Sperrschicht (siehe BAUHANDWERK 12/2003, Seite 46 bis 51)
• Fehlende vertikale Sperrschicht: Die vertikale Sperrschicht ist sofort nach Anlegen der Sondagen als eine die Oberfläche bedeckende Schicht auf dem Außenmauerwerk erkennbar. Das Mauerwerk darf keinesfalls ungeschützt sein, sondern muss entweder eine schwarze bituminöse oder eine graue zementhaltige Schutzschicht aufweisen

Hygroskopische Wasserschäden: Salzhaltige Partien im Mauerwerk binden Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft. Solche dunkleren, oft auch schon angegriffenen oder zerstörten Zonen im Außenputz liegen meist unzusammenhängend über die Wandfläche verteilt

• Hausgemachte, so genannte „andropomorphe“ Feuchtigkeitsschäden werden meist durch kaputte Dachrinnen, fehlende Regenrohre, undichte Dächer und Fenster, fehlerhafte Haustechnik usw. verursacht. Sie lösen bauschädliche Salze aus der Wand, aufgrund der zuvor genannten Schadensursachen vor allem an der Traufe. Deshalb finden sich stark angegriffene Flächen oftmals unterhalb des Daches, in Fensterbrüstungen oder an Hausecken
• Wasseraufnahme durch Kondensation: An Wärmebrücken schlägt sich Kondenswasser nieder, das bei längerem Einwirken in den inneren oberflächennahen Zonen des Mauerwerks eben­falls bauschädliche Sal­ze löst und Ausblühungen sowie später mürbe Oberflächen verursacht. Besonders negativ ist die damit einhergehende Schimmelpilzbildung
• Wasseraufnahme durch kapillare Kondensation: Vor Erreichen des Sättigungsdampfdrucks im Mauerwerk kommt es in seinen feinen Kapillaren zur Wasserausscheidung. Dieser Weg der Wasseraufnahme spielt vor allem im Zusammenhang mit der Ausgleichsfeuchte der einzelnen Baustoffe eine große Rolle. Wiederum löst das Wasser bauschädliche Salze, die an die Oberfläche der Kapillaren wandern und dort verdunsten; es bauen sich hier neue Salzkristalle auf. Der infolge des Kristal­li­sations- und Hydratationsdrucks entstehende Sprengdruck zerreißt die vor­handenen Porenräume der Baustoffe und zermürbt die Oberfläche des Mauerwerks

Nicht auf Anhieb zu erkennen und daher wesentlich gefährlicher sind freilich diejenigen Schäden, die nach innen, also in das Mauerwerk hinein wandernde Salze verursachen. Durch beständigen Wasser­nachschub wird der Salzhorizont dabei immer tiefer in den Mauerwerksquerschnitt hineingedrückt. Die bei einer Trockenlegung des Mauerwerks entstehende Kristallisation der Salze kann in solchen Fällen die inneren Steinporen und damit das gesamte Mauerwerksgefüge zerstören (siehe BAUHANDWERK 10/2007, Seite 36 bis 41).

 

Setzungsschäden und

typi­sche Rissverläufe

 

Viele kleinere alte Gebäude haben kaum tragfähige Fundamente aus mit Kalkmörtel gebundenen Steinbrocken oder nebeneinander gelegten Natursteinquadern. Oft stehen die Mauern auch direkt auf dem Erdboden. Bei großen repräsentativen Gebäuden dagegen setzten die Baumeister das Mauerwerk auf geeignete Fundamente, die entweder aus einem waagerechten Holzrost oder aus senkrecht in den Grund geschlagenen Holzstämmen mit darauf verlegten starken Eichenbohlen bestehen. Die Köpfe der eingeschlagenen Holzpfähle schützte man mit einer Packung aus Ton oder Lehm vor dem Austrocknen. Die Fundamente aus Eichen, Tannen- oder Fichtenstämmen blieben in der Regel über Jahrhunderte intakt, wenn sie sich nur stets im nassen Milieu befanden. Als mit dem Beginn des 20. Jahrhunderts mit der Kanalisierung der Städte und Dörfer der Grundwasserspiegel stark abgesenkt wurde, vermulmten diese Holzroste und -pfähle jedoch rasch. Erhebliche Setzungen der Gebäude waren die Folge. Durch Setzungsrisse, beispielsweise am Residenzschloss in Ansbach, zerbarsten hier die Fundamente sowie das komplette Mauerwerk. Fensterstürze und Gesimse brachen in der Mitte durch.

Solche Grundwasserabsenkungen finden auch heute noch verstärkt im Zuge der Altstadtsanierung statt, da in manche Altstadtkerne erst bei dieser Gelegenheit Kanäle sowie Wasser-, Gas-, Elektro- oder Fern­wärmeleitungen eingebaut werden. Diese Leitungen werden zumeist in Sand einge­bettet und bilden somit eine ungewollte Dränage. Auch das Errichten von Tiefgaragen oder gar U-Bahnschächten in den Altstadtbezirken (wie beispielsweise in Köln) bringt eine massive Störung des Grundwassers und durch die unkontrollierte Wasserhaltung eine erhebliche Absenkung des Grundwasserspiegels mit sich, genauso wie das Abreißen von einzelnen Altstadthäusern und der folgende Neubau auf modernen Fundamenten mit Dränagen. Wenn hier keine vorbeugenden Maßnahmen getroffen werden, lassen sich Setzungsrisse nur durch aufwendige Unterfangungsarbeiten vermeiden.

Mauerwerk reißt, wenn sich der Baugrund darunter setzt. Das geschieht insbesondere dann, wenn Teile des Gebäudes auf aufgefülltem und daher aufgelockertem Erdreich stehen. Die daraus resultierenden Risse sind in aller Regel sehr bald nach der Errichtung des Gebäudes entstanden und verbreitern sich im Laufe der ersten Jahre, kommen aber nach einer gewissen Zeit zum Stillstand. Handelt es sich jedoch um weichen lehmigen Baugrund, so wird er durch beständiges Quellen und Schwinden auch die Rissflanken in stetiger Bewegung halten. Meistens sieht man an solchen Häusern die Spuren erfolgloser alter Nachbesserungsversuche.

Besonders problematisch sind Setzungen, die erst nach Ab­schluss einer Sanierung auf­treten. Dies geschieht immer dann, wenn die Instandsetzungsarbeiten und die neue Nutzung eine erhebliche Gewichtszunahme bewirken, ohne dass diese zusätzlichen Kräfte zuvor in die Sanierungsplanung einbezogen worden waren. Diese Gefahr wird häufig auch von erfahrenen Tragwerksplanern unterschätzt. Die nachträglich dann zwingend notwendigen Unterfangungsarbeiten sind immer mit einem hohen Kostenaufwand verbunden.

Form, Tiefe und Rissbreite geben Aufschluss über die erfolgten Bewegungen und Verformungen des Mauerwerks. Setzungsrisse durch nicht mehr tragfähige ­Fundamente oder einen nachgeben­den Baugrund verlaufen häufig schräg von unten nach oben von der Absetzstelle weg oder sie fol­gen der Steinverzahnung im Verband, das heißt sie haben einen treppenförmigen Rissverlauf. Sie gehen durch das gesamte Mauerwerk über alle Stockwerke hinweg von unten nach oben zumeist schräg hindurch. Oft suchen sie sich ihren Weg durch schwächere Mauerwerksbereiche wie eine nahe gelegene Fensterbrüstung, einen Sturz oder Mauernischen. Sie sind ­daher für den Fachmann relativ leicht erkennbar. Für alle anderen Risse gilt: Zumindest zum Zeitpunkt ihres Entstehens verlaufen sie etwa rechtwinkelig zur Zugspannungs- und parallel zur Druckspannungsrichtung (siehe BAUHANDWERK 12/2004, Seite 44 bis 48).

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