Verarbeitungsfreundliche Sanierputze mit Blähglas

5. Mai 2017
European Coatings Show 2017


3. Mai 2017
Zweiter Poraver® Workshop 2017 „Anwendung & Formulierung“ in Anaheim, Kalifornien
12. Mai 2017
FEUCHTE UND SALZBELASTETE WÄNDE EFFEKTIV SANIEREN

Verarbeitungsfreundliche Sanierputze mit Blähglas


Sanierputze werden zur Sanierung von feuchten Wänden verwendet, die in Kellern besonders häufig vorzufinden sind. Durch die Feuchtigkeit entstehen Ausblühungen und Salzkristallisation, die wiederum bauliche Schäden verursachen. Betroffen sind sowohl Bestandsbauten als auch Neubauten. Der Grund für die Ausblühungen können beispielsweise bauliche Mängel sein oder nicht isolierte Kellerwände. Auch eine unmittelbare Nähe zur Küste mit hoher Salzkonzentration in der Umgebung kann Probleme mit Putzausblühungen verursachen. 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. Falls kein permanenter Putz aufgebracht werden soll oder kann, können Entsalzungskompressen mit Poraver® zum Einsatz kommen.

 

Ausblühungen bei Bauwerken

Das Problem von Ausblühungen ist ein bekanntes Phänomen und kann viele Gründe 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 (siehe Abbildung 1a oben).
 

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 (Abbildung 2) erfordern eine andere Herangehensweise. Eine einfache Isolierung mit einem wasserdichten Sperrputz (Abbildung 3) 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 (Abbildung 4):
  1. Unterbindung des Wasserzuflusses (Abdichtung, Horizontalsperre, etc.)
  2. 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. Das Salz und das Wasser sollten nur wenige Millimeter tief in den Putz eindringen können. An diesem Punkt verdunstet das Wasser und das Salz kristallisiert in den Poren des Putzes, ohne die Bindemittelmatrix zu schädigen. 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 (Abbildung 5) vorbereitet und infiltriert. Aus den Prismenoberflächen mit Ausblühungen wurden anschließend ca. 0,5 cm kleine Proben herausgeschnitten (Abbildung 6). Diese Proben wurden mittels Luftdruck von Staub befreit und mit Gold bedampft.

 

Analyse

Die REM-Aufnahmen (Rasterelektronenmikroskop) wurden von verschiedenen Bereichen angefertigt und die chemische Zusammensetzung an diesen Punkten durch energiedispersive Röntgenspektroskopie (EDX-Verfahren) bestimmt. Wie für Sanierputze üblich und erwartet, wurden Salzkristalle in den Luftporen gefunden. Beispiele für Natriumchloridkristalle sind in den Abbildungen 7 und 8 dargestellt. Die EDX-Messung zeigt für diese Kristalle hohe Spitzen an Natrium und Chlor (Abbildung 9).
In den folgenden Untersuchungen wurden zusätzliche REM-Bilder von Bereichen mit Poraver®-Körnern aufgenommen. Diese Bilder zeigen Partikel innerhalb der Poraver®-Poren (Abbildungen 10 und 11). Da die Proben mittels Luftdruck vor der Bedampfung mit Gold gereinigt wurden können diese Partikel nicht durch die Probenvorbereitung und das Schneiden begründet werden. Für diesen Bereich wurden ebenfalls EDX-Messungen durchgeführt. Die EDX-Diagramme zeigen zu den durch Poraver® (Al, Si, Mg, O, Na) gebildeten Spitzen zusätzlich eine starke Spitze für Chlor sowie einen erhöhten Wert für Natrium (Abbildung 12). In einem anderen Bereich ist Schwefel aus Na2SO4 nachweisbar (Abbildung 13 und 14). Dadurch konnten Kristalle beider für die Infiltration verwendeten Salze (NaCl and Na2SO4) innerhalb des Poraver®-Granulats nachgewiesen werden.

 

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® stabilisiert durch Reduzierung der Dichte die Luftporen im Sanierputz und wirkt gleichzeitig als zellularer Platzhalter, in dem Salze ebenfalls 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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