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Nachträgliche Injektionsverfahren in Mauerwerken gegen kapillare Feuchtigkeit

Zusammenfassung

Nachträgliche Injektionen von feuchten Mauerwerken mit dem Ziel oberhalb der Injektionszone die Ausgleichsfeuchte des Baustoffes/ Wandbildners zu erreichen werden seit Jahrzehnten erfolgreich angewandt.

Der Erfolg dieser Maßnahmen gegen kapillare Feuchtigkeit ist neben der sachgerechten  Planung  und  Verfahrenstechnik,  mit dem Ziel der optimalen
Tränkung   des Wandquerschnittes, abhängig von der fachgerechten Ausführung.

Der vorliegende praxisorientierte Beitrag hat die Qualitätssicherung – vor Ort, an der Baustelle als Ziel.

Anwendungsbereich

Die Regelwerke der Instandsetzung, die Merkblätter der WTA (Wissenschaftlich-Technische Arbeitsgemeinschaft für Bauwerkserhaltung und Denkmalpflege e. V). [1] beschreiben in den Merkblättern "Mauerwerksinjektionen gegen kapillare Feuchtigkeit" [2] und "Nachträgliches Abdichten erdberührter Bauteile" [3] die Einsatzmöglichkeiten nachträgliche Injektion von Mauerwerken mit dem Ziel der kapillaren Feuchtetransport im Wandquerschnitt zu unterbinden und oberhalb der Injektionszone die umgebungsbedingte Ausgleichsfeuchte des Baustoffes nach entsprechendem Trocknungszeitraum zu erreichen.

Die Anwendungsbereiche nachträgliche Mauerwerksinjektionen sind oberhalb Terrain (Spritzwasserschutz) [2]
Kelleraußen- /innenwände oberhalb des höchsten Bemessungswasserstandes (Stau- /Grundwasserebene) [2] und im Bereich des Dichtungsendes mineralischer Innenabdichtungen (größer/gleich 50 cm über OK-HGW) [3]

 

Voruntersuchungen

Bauseitige Untersuchungen der Feuchte- und Schadenbilder, objektbezogene Randbedingungen und Diagnostik im Labor mit Bewertung der Untersuchungsergebnisse sind Grundstein des Instandsetzungskonzepts.

Die Bauteilkenndaten/Konstruktion des Wandbildners/Baustoff Regelquerschnitt/ Verband/Geometrie/Homogenität/Klüftigkeit/Mehrschaligkeit/Rissbildungen im Mauwerksquerschnitt und an der Oberfläche/Festigkeit und Standsicherheit [4] gilt es neben dem Durchfeuchtungsgrad zu untersuchen [5].

Diese Diagnostikergebnisse sind nicht nur Parameter der Qualitätskontrolle, sondern dienen der Auswahl des Injektionsverfahrens und der Ausführungstechnik vor Ort.

 

Verfahrenstechnik

 

Drucklos, unter Verwendung von Vorratsbehältern (Schwerkraftprinzip) unter stetigem Impuls oder im niederem Druckbereich auf das Bauteil abgestimmt, werden Injektionsstoffe über Bohrkanäle in das Mauerwerk eingebracht.
Vorbereitende Maßnahmen wie Verdämmung der Mauerwerksoberfläche (ggfs. Neuverfugung), Vortrocknung/Aufheizung und/oder Verfüllung von Rissen größer
0,2 mm wie auch Hohlraumverfüllung im Querschnitt dienen der Tränkung des Mauerwerkes und beugen unkontrolliertem Abfluss vor.
Durch sättigende Tränkung und homogene Verteilung im Mauerwerk erfolgt nach Art und Wirkung des Injektionsstoffes nach Trocknung/Erhärtung dieser kapillarverstopfend, -verengend, -hydrophobierend oder verengend und hydrophobierend. Kapillarverstopfende , mit hydrophobierendem Wirkprinzip eingebrachte Injektionsstoffe führen darüber hinaus oftmals zu verfestigender Eigenschaft im Bauteilquerschnitt.
Neben diesen objektbezogenen Parametern sichert neben der Wirksamkeit des Injektionsstoffes die fachliche qualifizierte Ausführung mit geeigneter Technik den Erfolg der Maßnahme.

 

Grundsätze der Injektionsstoffverarbeitung

 

Die Injektion von Mauerwerk erfolgt über Bohrkanäle.
Die Bohrungen sind erschütterungsfrei mit geeigneter Technik auszuführen. Druckluftunterstützte Bohreinrichtungen weisen erfahrungsgemäß schnellere Tränkung bei niedrigem Bohrerverschleiß und erhöhter Arbeitsleistung auf. Die Bohrkanäle sind generell mit ölfreier Druckluft auszublasen. Der Bohrlochdurchmesser ist entsprechend der Verfahrenstechnik zu wählen.
Die Bohrungen erfolgen annähernd waagerecht im widerstandsfähigem Fugnetz des Mauerwerkes oder vornehmlich im Stein für das Druckverfahren. Generell geneigt gebohrt wird für das Bohrlochtränkverfahren. Das Kreuzen mindestens einer Lagerfuge bei geringem oder mehreren bei größeren Mauerwerksdicken ist empfehlenswert.

Tabelle 1: Bohrlochneigung und -tiefe am Beispiel normal- und reichsformatiger Ziegelmauerwerk (Wanddicke abzüglich 5 cm)

 

Mauerwerksdicke

Bohrloch-

neigung

Bohrloch-

tiefe

Anzahl der gekreuzten

Lagerfugen

24 cm20°20 cm1
40°24 cm2
36,5 cm15°32 cm1
25°34 cm2
49 cm35°38 cm3
45°45 cm4
20°47 cm2
27,5 °50 cm3
35 °55 cm4
42,5 °60 cm4

 

Die Tiefe der Bohrung ist abhängig von der Verfahrenstechnik.
Der Anstellwinkel der Bohrung ist so zu wählen, dass mindestens 5 cm des Mauerwerksquerschnittes beim drucklosen Verfahren verbleiben, erfahrungsgemäß ca. 10 cm beim Druckverfahren. Empfehlenswerter  Achsabstand der Bohrungen, horizontal angeordnet, beträgt ca. 10 cm mittig Bohrloch gemessen.
Wird eine zweite Bohrlochkette (z. B. bei höheren DFG ggfs. verfahrensbedingt oder bei größeren Mauerwerksdicken angeordnet) beträgt der Achsabstand der Bohrlochketten untereinander max. 8 cm, der Bohrlochabstand max. 20 – 25 cm.
Bei zweireihigen Bohrlochketten ist die untere Bohrlochreihe zuerst zu befüllen.

 

Injektion 2


Abbildung 1: Systemskizze Bohrlochinjektion [6]

 

Durch Vorratsgefäße wird bei druckloser Injektion (Bohrlochtränkverfahren) sichergestellt, dass im Rahmen der Verarbeitungszeit die Tränkung des Mauerwerkes mit Injektionsstoff konstant vorgenommen wird.

Verfahren im niederen Druckbereich ermöglichen durch Einpressung des Injektionsstoffes und Druckvorhaltung Porenräume zu füllen, die kapillar nicht zugänglich sind. Die Anwendung dieser Verfahrenstechnik muss bei erhöhten kapillaren Durchfeuchtungsgrad mehrstufig durchgeführt werden, um Kapillarwasser zu verdrängen und den Mauerwerksquerschnitt mit Wirkstoff zu tränken.
Kontrolle des Injektionsstoffverbrauches und schnellere Tränkung des Querschnittes sind weitere Vorteile dieser Verfahrenstechnik.

 

Injektionstechnik

 

Abbildung 2: Druckinjektion [6]

 

Voraussetzung für einen Druckaufbau und Verdrängung von Porenwasser im Bauteilquerschnitt ist Riss- und Hohlraumverfüllung mit geeigneter, schwindkompensierter und baustoffverträglicher Zementsuspension.
Die Vorabverpressung mit diesem verpressfähigen Mörtel erfolgt nach Anfeuchtung des Bohrkanals unter niedrigem Druck.
Geeignete Maschinentechnik sind Membran- und Schneckenpressen. Die Wirkstoffverpressung erfolgt ebenfalls über geeignete Maschinentechnik durch mehrfach nutzbare oder Einweginjektoren, Einfüllstutzen mit integriertem Rückschlagventil.
Gefahrloses Abtrennen von Packer und Pumpentechnik für den Ausführenden, wie auch unkontrolliertem Wirkstoffabfluss wird so vorgebeugt.
Mehrkomponentige Injektionsstoffe werden über zwangsgesteuerte Kolbenpumpentechnik gefördert, eingebracht über geeignete Packersysteme.
Kunststoffpackern werden mittels Einschlaghilfen in das Mauerwerk eingetrieben, Stahlinjektoren werden verschraubt.
Die Tränk- und Druckinjektionszeit wird so lange vorgehalten bis sichtbar eine gleichmäßige Wirkzone erreicht ist. Erfahrungsgemäß ist dieses über mehrmaliger Injektionsabläufe zu erreichen. Nach Beendigung der Injektionsarbeiten erfolgt der Bohrkanalverschluss mit o.g. baustoffverträglicher Zementsuspension. Kunststoffpacker können im Mauerwerk verbleiben, Stahlpacker werden demontiert, die Verpropfung der Fehlstellen erfolgt mit geeignetem, sulfatbeständigem Dichtungsmörtel.

Die nachträgliche Injektion von Mauerwerken gegen kapillare Feuchte ist nur eine Teilleistung im Rahmen der Instandsetzung von feuchte- und salzgeschädigten Bauteilen.
Die nachträgliche Querschnittsabdichtung, eingebracht im Injektionsverfahren mit geeigneter Verfahrenstechnik und geeignetem Injektionsstoff legt den Grundstein für folgende, zwingend erforderliche Abdichtungs- und Instandsetzungsmaßnahmen.

 

 

Literatur

[1] WTA Puplications, Edelbergstr. 6, D-80686 München 5
Tel.: 49(0) 8957869727, Fax 49 (0) 8957869729
e-mail: wta@wta.de
[2] WTA Merkblatt 4-4-96/D Entwurf E 4-4-03/D „Mauerwerksinjektion....“
[3] WTA Merkblatt 4-6-98/D Entwurf E 4-6-03/D „Nachträgliches Abdichten.....“
[4] WTA Merkblatt 4-5-99/D „Mauerwerksdiagnostik“
[5] WTA Merkblatt 4-11-02/D „Messung der Feuchte von mineralischen Baustoffen“
[6] H.-A. Kabrede, R. Spirgatis
Abdichten erdberührter Bauteile
Frauenhofer IRB Verlag, 2003


Rainer Spirgatis,
Fachbereichsleiter Bautenschutz

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