Verarbeitungsfreundliche Sanierputze mit Blähglas

Ausblühungen bei Bauwerken

Sanierputze werden zur Sanierung von feuchten Wänden verwendet. Durch die Feuchtigkeit entstehen Ausblühungen und Salzkristallisation, die wiederum bauliche Schäden verursachen. Betroffen sind sowohl Bestands- als auch Neubauten. Ursache für die Ausblühungen können beispielsweise bauliche Mängel sein oder nicht isolierte Kellerwände. Die Sanierung solcher Gebäude erfordert zunächst die ordnungsgemäße Abdichtung der Leckage und die Entfernung der Salze in den Wänden, ohne dabei weitere Schäden zu verursachen. Eine Möglichkeit ist die Verwendung von Sanierputz.

Das Problem von Ausblühungen kann viele Ursachen und Formen haben. Ausblühungen treten auf Putz, Pflaster, Zementblöcken, Backsteinen etc. auf. Die typischsten Ausblühungen werden durch die Karbonisierung von Kalk (Ca(OH)₂) oder Salzen (Chloride, Sulfate oder Nitrate) ausgebildet. Diese Materialien können entweder Bestandteil der Formulierung sein, während der Abbindereaktion entstehen oder in Kombination mit einer Undichtigkeit über die Umwelt aufgenommen werden. Zusätzlich zu den optischen Problemen auf einer verputzten Oberfläche, wie die genannten Ausblühungen oder hygroskopische Flecken, verursacht die fortlaufende Kristallisation von Salz Farbablösungen, Absandungen und die allmähliche Zerstörung des Putzes durch die erhöhte Beanspruchung des Baustoffgefüges bei Frost.

Sanierung von Salzausblühungen

Im Falle der durch die Karbonisierung von Kalk verursachten Ausblühungen kann das Problem durch Hinzufügen von Puzzolanen oder durch die Verwendung von Aluminatzementen gelöst werden, damit das Calciumhydroxid direkt gebunden wird bzw. sich gar nicht erst bildet.

Ausblühungen aufgrund von Salzablagerungen in Kombination mit einer Leckage erfordern eine andere Herangehensweise. Eine einfache Isolierung mit einem wasserdichten Sperrputz im feuchten Bereich und die Erneuerung des Oberputzes sind nicht geeignet, das Problem zu lösen, da das Wasser aufgrund der Kapillarwirkung nur noch weiter aufsteigt und der Schaden auf der nächsten Ebene auftritt. Die Sanierung von Wänden, die durch Salz kontaminiert sind, muss deshalb in 2 Schritten erfolgen:

• Unterbindung des Wasserzuflusses (Abdichtung, Horizontalsperre, etc.
• Austrocknung der Wand und Kristallisation des Salzes, ohne dabei die neue Putzschicht zu schädigen.

Anforderungen und Formulierung von Sanierputzen

Die Anforderungen an Mörtelsysteme, die diese Austrocknung und Kristallisation unterstützen, sind im „WTA Merkblatt 2-9-04/D“ beschrieben, welches zusätzlich zur EN 998 „Festlegungen für Mörtel im Mauerwerksbau – Teil 1: Putzmörtel“ gilt. Die spezielle Zusammensetzung des Mörtels ermöglicht die Verdunstung des Wassers innerhalb des Putzes. Das Salz kristallisiert im Porensystem des Sanierputzes, ohne dabei die Bindemittelmatrix und somit die Putzschicht zu zerstören. Um diese speziellen Eigenschaften zu erzielen, müssen Sanierputze folgende Anforderungen erfüllen:

• Luftgehalt:  > 25 Vol.%
• Trockendichte:  < 1.400 kg/m³
• Kapillare Wasserabsorption (24 Std.):  > 0.3 kg/m²
• Wasseraufnahme:  < 5 mm
• Wasserdampfkoeffizient (m-Wert): < 12
• Porosität: > 40 Vol.%
• Salzresistenz: bestanden

Ein stabiles Porenvolumen und hohes Salzeinlagerungsvermögen mit Poraver^®

Eine Herausforderung der Formulierung liegt darin, ein hohes Porenvolumen und eine ausgeglichene Hydrophobie zu erreichen. Die Poren müssen während des Anmischens und Aufziehens stabil bleiben und zudem relativ groß sein, um den Kapillareffekt zu stoppen sowie über hinreichend Platz zu verfügen, damit das Salz kristallisieren kann. Für gewöhnlich werden die Poren im Putz durch die Verwendung von Luftporenbildnern eingebracht. Der Nachteil von Luftporenbildnern liegt in deren Abhängigkeit zu Anmischzeit und -geschwindigkeit sowie in deren Interaktion mit hydrophoben Stoffen, besonders bei einem sehr hohen Luftgehalt. Durch das Hinzufügen von Poraver^® wird die Mörteldichte reduziert und eine gezielte Porengeometrie eingebracht, wodurch der Luftgehalt im Sanierputz kontrolliert und stabilisiert wird.

Im Rahmen einer Untersuchung wollten wir herausfinden, ob Poraver^® Blähglas in der Lage ist, Salzkristalle einzulagern. In diesem Fall würde der Leichtzuschlag den Putz nicht nur durch die geringe Dichte stabilisieren, sondern auch als zellularer Platzhalter für dauerhafte und stabile Poren im System sorgen, welche die vom Luftporenbildner gebildeten Poren unterstützen. Die Proben wurden mit Salz entsprechend dem „WTA Merkblatt 2-9-04/D“ für Sanierputzsysteme (Abb. 2) vorbereitet und infiltriert. Aus den Prismenoberflächen mit Ausblühungen wurden anschließend ca. 0,5 cm kleine Proben herausgeschnitten. Diese Proben wurden mittels Luftdruck von Staub befreit, mit Gold bedampft und anschließend mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) analysiert.

Analyse

Die REM-Aufnahmen wurden von verschiedenen Bereichen angefertigt und deren chemische Zusammensetzung an diesen Punkten durch energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX-Verfahren) bestimmt. Die Aufnahmen des REM zeigen deutlich Partikel innerhalb der Poraver^®-Poren. Die EDX-Diagramme zeigen neben den durch Poraver^® (Al, Si, Mg, O, Na) gebildeten Spitzen zusätzlich einen hohen Anteil Chlor sowie einen erhöhten Wert für Natrium. In einem anderen Bereich ist Schwefel aus Na₂SO₄ nachweisbar. Somit konnten Kristalle beider für die Infiltration verwendeten Salze (NaCl and Na₂SO₄) innerhalb des Poraver^®-Granulats nachgewiesen werden. Vergleichsuntersuchungen an Luftporen in Putz ohne Poraver^® in der Matrix zeigten ähnliche Ergebnisse.

Zusammenfassung

Salze können nicht nur in den Luftporen eines Sanierputzes kristallisieren, sondern auch in den Poren eines Leichtzuschlags, sofern der Porendurchmesser groß genug und das Porensystem zur Oberfläche hin offen ist. Poraver^® Blähglas stabilisiert durch Reduzierung der Dichte die Luftporen im Sanierputz und wirkt gleichzeitig als zellularer Platzhalter, in dem Salze ohne Schädigung des Putzes kristallisieren können. Der Hauptvorteil der stabilen Poraver^®-Poren liegt in deren Unempfindlichkeit gegenüber Anmischzeit und Verarbeitung und ermöglicht so einfach anzuwendende, verarbeitungsfreundliche Sanierputze, die sehr gute Endergebnisse liefern.

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