Horizontalsperre
Eine Horizontalsperre hindert Bodenfeuchtigkeit daran, im Mauerwerk kapillar aufzusteigen. In Neubauten wird standardmäßig eine Horizontalsperre eingebaut, in älteren Bauwerken ist sie jedoch häufig undicht oder gar nicht vorhanden.
Ausführung bei Neubauten
Als Horizontalsperre kommen meistens Bitumenbahnen oder dicke Folien zum Einsatz. Diese müssen auf einer glatten Unterlage (beispielsweise einer Mörtelschicht) verlegt werden; es ist darauf zu achten, dass sich die Bahnen an den Stößen ausreichend überlappen. Bei unterkellerten Gebäuden werden oft zwei oder drei Horizontalsperren angebracht, die erste auf dem Fundament, die oberste oberhalb des Erdreichs (unterhalb der Kellerdecke), sodass Spritzwasser nur unterhalb dieser Sperre auf die Wand auftreffen kann.
Undichte Horizontalsperre
Eine undichte Horizontalsperre führt zu kapillar aufsteigender Feuchtigkeit im Mauerwerk. Diese wiederum bringt Feuchtigkeitsschäden wie Schimmelpilz-, Schwammbefall und ähnliches mit sich. Des Weiteren nimmt mit zunehmender Feuchte die Wärmeleitfähigkeit zu (die Wärmedämmung wird schlechter). Durch die niedrigere Wandtemperatur kann es im Winter zur Kondensation an der Wand und somit zu einem weiteren Ansteigen der Durchfeuchtung kommen.
Nachträgliche Horizontalsperre
Eine Horizontalsperre kann auch nachträglich eingebracht werden. Hier gibt es je nach Durchfeuchtungsgrad und Baumaterial verschiedene Verfahren.
Mauersägeverfahren
Beim Mauersägeverfahren wird das Mauerwerk in einer Fuge in Abschnitten von etwa einem Meter aufgeschnitten und es werden PE-Fiberglas- oder Edelstahlplatten eingelegt. Anschließend werden die Platten im Schnitt verkeilt und die Schnitte wieder verschlossen. Durch die mechanische Sperre wird die Feuchtigkeit langfristig daran gehindert, im Mauerwerk aufzusteigen. Eventuell ist zusätzlich eine Abdichtung des Bodens notwendig, die an eine in den Sägeschlitz mit eingelegte Folie angeschlossen werden kann, um so eine Art Wanne zu konstruieren, auf der nun der Innenboden aufgebaut werden kann.
Einschlagen von Blechen
Eine mechanische Trennung wird auch dadurch hergestellt, dass nichtrostende Chromstahlplatten (Nirostastahl) in eine Lagerfuge eingetrieben werden. Ohne Öffnung der Mauer wird eine 1,5 Millimeter dicke gewellte Platte eingeschlagen. Hier muss eine durchgehende Mörtelfuge vorhanden sein. Der Baustoff selbst ist bei dieser Methode nicht entscheidend. Setzungen treten kaum auf, weil die Platten ohne vorheriges Öffnen in die Mörtelfuge eingeschlagen werden. Der Mörtel wird auf diese Weise nach oben und unten verdrängt bzw. verdichtet. Die feinen Schläge können sich auf das gesamte Mauerwerk auswirken, sodass unter Umständen am Haus kleine Risse entstehen können. Um den Verdrängungs- und Verdichtungswiderstand zu verringern, werden seit einiger Zeit Chromstahlplatten verwendet, die keil-bzw. pfeilförmig verformt bzw. angespitzt sind. Dadurch wird die Durchdringungsgeschwindigkeit erhöht. Dieses seit mehr als zwanzig Jahren angewendete Verfahren hat sich als eine der sichersten Methoden erwiesen.
Bohrkernverfahren
Bei diesem Verfahren werden Löcher mit einem Durchmesser von acht bis zehn Zentimetern gebohrt und anschließend mit einem dichten Mörtel gefüllt. Die Löcher werden so gesetzt, dass sie sich überlappen, also nach Beendigung der Arbeiten eine durchgehende Sperrschicht vorhanden ist.
Injektionsverfahren mit Druck
Das Injektionsverfahren wird manchmal auch als Verkieselung bezeichnet. Es werden im Abstand von etwa 10 bis 25 Zentimetern zweireihig versetzt Injektionslöcher gebohrt. Diese werden in einem Winkel von etwa 30–50° gesetzt und anschließend mit sogenannten 'Packern' bestückt. Über diese wird mittels Niederdruck (max. 13 bar) eine auf Mauerwerk und Durchfeuchtung abgestimmte Injektionsflüssigkeit in das Mauerwerk eingebracht, die den Kapillareffekt unterbindet. Unter Umständen kann es möglich sein, dass die Injektion nach einigen Jahren wiederholt werden muss. Der Einfülldruck der Injektionsflüssigkeiten in die Bohrungen reicht vom allmählichen Einsickern aus gefüllten und einzeln in die Wand einzusteckenden Spezialbehältern allein durch die Schwerkraft über weitere sogenannte „Niederdruckverfahren“ (von etwa 0,25 bis 1 bar für beispielsweise lösemittelhaltige hydrophobierende Flüssigkeiten) bis hin zu Druckstärken von etwa 13 bar für die Injektion von auf flüssigem Silikon basierenden und lösemittelfreien Wirkstoffen. Letztere sind jedoch hinsichtlich ihrer Einbringung und damit schließlich ihrer Wirksamkeit als Horizontalsperre nicht unumstritten, da speziell in einem alten Mauerwerk nicht ohne weiteres kontrollierbar sein wird, welchen Weg das flüssige und mit hohem Druck eingebrachte Material innerhalb der Wände (speziell über die durchbohrten Fugen) nehmen wird. Anmerkungen: Beim Bohrlochabstand und bei der auszuwählenden Wirkflüssigkeit muss man sich an der Feuchteaufnahme und dem Baustoff orientieren. Abstände von 15 Zentimetern bei einer sehr nassen Wand sind mit Sicherheit zu groß. Ein Problem dieses Verfahrens liegt darin, dass Kapillaren, die mit Wasser gefüllt sind, keine weiteren Stoffe aufsaugen. Es kann zwar noch viel Injektionsflüssigkeit (das Merkblatt der WTA e.V. gibt pro m² etwa 20 Liter an) in eine Wand eingebracht werden, jedoch gelangt nur ein Bruchteil in die schon mit Wasser gefüllten Kapillaren.
Injektionsverfahren ohne Druck
Bei der Sanierung durch kapillar aufsteigende Feuchtigkeit geschädigter Mauern kommen unter anderem so genannte nachträgliche Horizontalsperren im drucklosen Bohrlochinjektionsverfahren zur Anwendung. Diese Verfahrensvariante dient dazu, eine nachträgliche Sperre gegen kapillar aufsteigende Feuchtigkeit in den Mauerwerksquerschnitt einzubringen. Bei dieser Verfahrensart werden in einem Abstand zwischen 10 bis 12,5 Zentimetern Bohrkanäle mit einem Durchmesser von 2,0 bis 2,5 Zentimetern in einem Winkel von 25° schräg in das Mauerwerk von oben nach unten eingebracht. Über diese Bohrkanäle wird dann dem Mauerwerk verfahrensspezifisch ein Injektionsstoff zugeführt. Zielsetzung dieser Maßnahme ist, dass sich der Injektionsstoff über den gesamten Mauerwerksquerschnitt verteilen soll. Durch die Aufnahme des Injektionsstoffs in die vernetzten Baustoffporen mit einem Durchmesser von max. 0,1 Millimetern (so genannte Kapillaren) wird die Eigenschaft der Baustoffporen so verändert, dass sich ihre kapillare Saugfähigkeit reduziert. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Injektionsstoff die Pore dauerhaft verstopft oder aber die Porenwandungseigenschaft der Baustoffporen so verändert (hydrophobiert) wird, dass sie wasserabweisend eingestellt ist und somit kein kapillarer Wassertransport durch die so behandelten Baustoffporen mehr stattfindet. Erhitzte flüssige Paraffine wirken als Injektionsstoff porenverstopfend, Silikonmikroemulsionen wirken hydrophobierend. Hinsichtlich ihrer Ausführung sind drucklose Bohrlochinjektionen in keiner DIN geregelt, da Sie im Neubau keine Anwendung finden. Sie kommen in der Regel unter Verwendung verschiedener Injektionsstoffe in der Sanierung als nachträglich eingebrachte Horizontalsperren gegen kapillar aufsteigende Feuchtigkeit zur Anwendung. Das Einbringen, die Wirkungsweise und Anwendungsgrenzen des Verfahrens bzw. der verschiedenen Injektionsstoffe werden in dem so genannten WTA*-Merkblatt 4-4-04/D „Mauerwerksinjektionen gegen kapillare Feuchtigkeit“ beschrieben. Dieses Merkblatt dient in der Regel (neben den Herstellerangaben) auch als Grundlage für die vertragliche Vereinbarung zwischen Auftraggeber und Auftraggeber. Das Merkblatt weist unter anderem darauf hin, dass nicht jeder Injektionsstoff universell einsetzbar ist, sondern die Injektion der verschiedenen Injektionsstoffe in Abhängigkeit vom Durchfeuchtungsgrad, der Kapillarität des Baustoffes und der Dicke etc. baustoffspezifisch zu planen und anzuwenden ist, um einen Erfolg zu erzielen. Das Merkblatt beschreibt, dass sich die Injektionsstoffhersteller zu einer freiwilligen Prüfung bei WTA-zugelassenen Prüfstellen an verschiedenen Universitäten im deutschsprachigen Raum anmelden können und nach bestandener Wirksamkeitsprüfung ein WTA-Zertifikat zu erhalten. Der Hersteller des Injektionsstoffes kann im Vorfeld der Prüfung selbst bestimmen, ob er seinen Injektionsstoff bei 60 %, 80 % oder > 95 % kapillarer Durchfeuchtung des Baustoffprüfkörpers prüfen lassen möchte. Besteht der Injektionsstoff die Prüfbedingungen, so bekommt er anschließend ein so genanntes WTA-Wirkungsprüfzertifikat mit der Angabe des Durchfeuchtungsgrades des injizierten Baustoffes, für den er die Prüfung bestanden hat. Somit sind für Planer und Anwender die Grenzen der injektionsstoffspezifischen Einsatzgebiete transparent dargestellt. Alle geprüften Injektionsstoffe, differenziert aufgelistet nach Durchfeuchtungsgrad des Prüfkörpers bzw. nach Druck-/ Drucklosem-Verfahren sind auf der Internetseite der WTAaufgelistet. Entscheidend für den Wirkungsgrad einer drucklosen Bohrlochinjektion ist (wie oben aufgeführt) der Durchfeuchtungsgrad des zu injizierenden Baustoffes und daraus resultierend die Menge an Injektionsstoff, die während der Injektionsdauer in den Baustoff eingebracht werden kann. Ist eine Baustofpore z.B. zu >95 % kapillar mit Wasser gefüllt, so besteht kein ausreichendes Restvolumen um Injektionsstoff aufnehmen zu können. Eine Injektion in einen solchen durchfeuchteten Baustoff ist somit ohne vorbereitende Maßnahmen unwirksam. Eine Variante, die bei einem kapillaren Durchfeuchtungsgrad >95 % zu einer erfolgreichen Injektion führt, ist, das Porenvolumen von Wasser zu befreien. Dies kann durch das so genannte Vortrocknen geschehen, das der eigentlichen Injektion vorausgeht. Dabei werden elektrisch betriebene Heizstäbe in die Bohrkanäle eingebracht und das Mauerwerk wird auf eine Temperatur von etwa 110 °C erhitzt. Bei diesem Aufheizprozess verdunstet das in den Baustoffporen vorhandene Wasser im Bereich der späteren Injektionsebene und es steht bei der anschließenden Injektion das gesamte Porenvolumen zur drucklosen Aufnahme des Injektionsstoffes zur Verfügung. Wird dann beispielsweise erhitztes Paraffin mit einer vergleichbaren Viskosität wie Wasser den Baustoffporen zugeführt, so nehmen die Kapillarporen, die zuvor Wasser kapillar aufgenommen haben, in gleichem Maße flüssiges Paraffin auf. Wird das Paraffin dem Baustoff über einen ausreichend langen Zeitraum in flüssiger Form angeboten, so können sich die Kapillarporen vollständig sättigend mit Paraffin füllen. Kühlt das erhitzte flüssige Paraffin in den Baustoffporen ab, erstarrt es und verstopft somit dauerhaft die Kapillarporen des Baustoffes. Somit ist als Folge dieser drucklosen Injektion eine dauerhafte nachträgliche Horizontalsperre (Kapillarsperre) im Mauerwerk eingebracht.
Elektroosmoseverfahren
Das Elektroosmoseverfahren ist keine Horizontalsperre im engeren Sinn, sondern basiert gemäß den Angaben der Anbieter auf dem physikalischen Prinzip der Elektroosmose. Die Wirksamkeit wurde durch wissenschaftliche Studien jedoch nicht bestätigt. Näheres ist unter dem Stichwort Elektrophysikalische Mauertrockenlegung zu finden.
Literatur
- Nachträgliche mechanische Horizontalsperren. In: Merkblätter der Wissenschaftlich-Technischen Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege. Nr.4-7-02/D.
- Mauerwerksinjektion gegen kapillare Feuchtigkeit. In: Merkblätter der Wissenschaftlich-Technischen Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege. Nr. 4-4-96/D
- F. Frössel: Mauerwerkstrockenlegung und Kellersanierung. IRB-Verlag 2001, 2. Auflage 2003
- F. Frössel: Lexikon der Bauwerksabdichtung und Kellersanierung. Baulino Verlag 2005, 1. Auflage 2005
- F. Frössel: Lehrbuch der Kellersanierung und -abdichtung. Expert Verlag 2006, 1. Auflage 2006
- Jürgen Dreyer: Grundlagen der Bauphysik.
- Edmund Bromm: Gesund wohnen in Altbauten. Pro Literatur Verlag 2007