Innenputzschäden durch thermische Einflüsse

Die Aufgabenstellung war zunächst unspektakulär: 7500 m² Innenputz mit 14 WE pro Gebäude, auszuführen in einer Wohnanlage mit mehreren Bauabschnitten. Die Außenwände des Baukörpers, sowie der Großteil der Innenwände wurden in Stahlbetonbauweise erstellt; der restliche Teil der Innenwände aus Kalksandstein. Auf Wunsch des Auftragnehmers der Putzarbeiten besuchte unser zuständiger Fachberater, gemeinsam mit der Bauberatung die Baustelle um die Putzauswahl vor Ort zu besprechen.

Eigentlich eine Baustelle wie jede andere auch, doch beim ersten Baustellenbesuch waren die ersten Anzeichen für den im Nachgang beschriebenen Schadensfall bereits erkennbar. Am Gebäude wurde ein Wärmedämmverbundsystem angebracht, diese Arbeiten waren beim Baustellenbesuch im vollen Gange. Ziel der Bauleitung war es, die Fassadendämmung noch vor Wintereinbruch fertigzustellen um den Baukörper bzw. die Innenputzarbeiten vor der Kälte des nahenden Winters zu schützen. Aufgrund des schnellen Baufortschritts und des straffen Bauzeitenplanes hatte der Auftragnehmer begründete Zweifel, dass der vom Planer ausgeschriebene Gips-Innenputz auf dem noch sehr jungen und feuchten Beton die richtige Wahl ist.

Zur Feststellung des Feuchtegehalts wurden vor Ort mehrere Betonproben aus einer Tiefe bis 3 cm entnommen, um in unserm Labor die Restfeuchtigkeit mittels Darrtrocknung zu bestimmen. Wie durch den Auftragnehmer bereits richtig vermutet lag die Betonrestfeuchte zwischen 4 und 5 M.-%. Ein Gipsputzauftrag ohne zusätzliche Maßnahmen schied somit aufgrund der deutlich über 3 M.-% liegenden Betonrestfeuchte und der damit verbunden Gefahr einer Putzablösung aus. Ein Abwarten, bis der Beton auf eine Restfeuchte unter 3 M.-% austrocknen würde, kam aufgrund des starken Termindruckes nicht in Frage. Zusätzlich wurde die Austrocknungssituation der Betonaußenwände durch das bereits vollständig aufgebrachte WDVS erschwert.

Der Einsatz eines mechanischen Putzträgers schied aus Kostengründen aus, somit schwand die Anzahl der Lösungsmöglichkeiten. Da sich aber der Kalkhaftfeinputz SCHWENK KHF-it ganz besonders, für genau diesen Anwendungsfall auf feuchten Beton eignet, da dieser unabhängig von der Betonrestfeuchte ohne zusätzliche Haftbrücke eingesetzt werden kann, entschloss sich der Auftraggeber für den Einsatz dieses Produktes.

Die Innenputzarbeiten fanden überwiegend im Monat Februar des folgenden Jahres statt und wurden Mitte März abgeschlossen. Während der Putzarbeiten wurde das Gebäude nur sporadisch beheizt. Die Bauteiltemperatur der Außenwand betrug ca. 6°C, die Lufttemperatur im Baukörper lag zwischen 9 und 11 °C. Während die Innenputzarbeiten noch im Gange waren wurde aufgrund des bereits mehrfach erwähnten hohen Termindruckes bereits mit dem Einbau des Calciumsulfat-Fließestrichs begonnen.

Während der Estricheinbauphase wurden die fertiggestellten Innenputzflächen bei einem Baustellenbesuch von unseren Mitarbeitern in Augenschein genommen. Es war sofort sichtbar, dass im Baukörper eine zu hohe Feuchtigkeit vorherrschte. Eine Luftfeuchtemessung war nicht notwendig, da bereits optisch deutlich sichtbare Anzeichen vorhanden waren, die auf einen zu hohen Feuchtegehalt hinwiesen. Die Fensterscheiben, Teile der Betondecke und nahezu die gesamten Innenputzflächen waren mit Kondenswasser beaufschlagt. Ein kontrolliertes Beheizen des Baukörpers kombiniert mit einer ausreichenden Lüftung, zur Abführung der entstandenen Baufeuchte, fand nicht statt. Daraufhin erfolgte ein Hinweis an den Auftragnehmer unverzüglich für die notwendige Temperierung und Lüftung zu sorgen, um mögliche Putzschäden zu vermeiden.

Der Innenputz stand für einen Zeitraum von über 4 Wochen sozusagen im "eigenen Saft" und hatte durch die ungünstigen klimatischen Bedingungen, tiefe Temperaturen und ungenügende Lüftung keine Möglichkeit auszutrocknen und zu schwinden. Die Austrocknungssituation wurde zusätzlich durch den Einbau des Estrichs verschlechtert. Pro m³ Calciumsulfat-Fließestrich werden ca. 280 Liter Wasser zusätzlich in den Baukörper eingebracht. Von dieser Wassermenge verbleiben ca. 30 Liter chemisch gebunden im Estrich. Die restlichen 250 Liter Wasser trocknen während der Trocknungsphase wieder aus dem Estrich aus. Nach Abschluss der Estricheinbauarbeiten wiesen die Putzflächen zwar starkes Oberflächenkondensat auf aber noch keinerlei Beschädigungen auf.

Mitte April begann das Aufheizen des Estrichs. Der immer noch sehr feuchte Innenputz der zwischenzeitlich durch das freiwerdende Wasser aus dem Estrich wieder zusätzlich befeuchtet wurde, stand zu diesem Zeitraum zwischen 6 und 10 Wochen. Bei normalen und guten Trocknungsbedingungen wäre zu diesem Zeitpunkt ein Innenputz bereits gut ausgetrocknet gewesen und hätte sein natürliches Schwinden demzufolge auch bereits weitgehend abgeschlossen. An einem Freitag, in unserem Fall sogar ein Freitag der 13te, wurde die Fußbodenheizung in Betrieb genommen was zur Folge hatte, dass es im bis dato unbeheiztem Baukörper, über das Wochenende zu einem drastischen Temperaturanstieg kam. Der Auftragnehmer fand am Montag im Baukörper eine Lufttemperatur von ca. 35°C, bei einer Bauteiltemperatur der Wände von ca. 30°C, vor. Die gemessene Luftfeuchtigkeit lag bei über 90 %.

Neben den sehr hohen Temperaturen und Luftfeuchtigkeitswerten fand der Auftragnehmer auch die ersten Risse im Innenputz vor. In den darauf folgenden Tagen wurde das gesamte Ausmaß des Schadens sichtbar. Große Teile des Innenputzes wiesen diagonal verlaufende ungerichtete, y-förmige Risse, bedingt durch Schwindspannungen, auf. Dabei wurden Rissbreiten von 0,05 bis 0,25 mm gemessen. Zusätzlich wurden über größere Flächen hinweg erhebliche Hohlstellenbildungen lokalisiert.

Um die hier aufgetretenen Schadensmechanismen zu verstehen ist es notwendig ein paar bauphysikalische bzw. stoffliche Grundlagen mit in die Betrachtungsweise einzubeziehen. Hydraulische Bindemittel wie z.B. Kalk und Zement sind wesentliche Bestandteile des Innenputzes der in oben beschriebenem Objekt eingesetzt wurde. Diese Bindemittel erhärten durch die Beigabe von Wasser. Der Erhärtungsprozess verursacht aber auch eine Volumenabnahme, das sogenannte chemische Schwinden. Untersuchungen der MPA Stuttgart haben ebenfalls gezeigt, dass z.B. auch feuchtes Mauerwerk einen ungünstigen Einfluss auf die Festigkeitsentwicklung von Putzen mit hydraulischen Bindemitteln hat. Aufgrund des umfangreichen Feuchtigkeitsangebotes (zusätzliche Baufeuchte durch Estricheinbau, feuchter Untergrund, unzureichende Lüftung) erreicht der Putz seine maximale Festigkeit.

Erst nach der Festigkeitsentwicklung setzt die Trocknung mit der damit verbundenen Schwindung ein. Bei guten Umgebungsbedingungen und normaler Trocknung verlaufen der Abbinde- und Schwindprozess parallel. Die dabei auftretenden Spannungen werden über Kriechvorgänge auch Relaxation genannt schadlos abgebaut. Findet das Schwinden erst weit nach der Festigkeitsentwicklung statt besteht eine sehr große Gefahr der Schwindrissbildung. Der gesamte Schwindprozess und dessen Verlaufsdauer sind dabei stark abhängig von Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit. und Baukörperbelüftung. Weitgehend unbekannt ist die Tatsache, dass ein Großteil des Putzschwindens erst in der Endphase der Putztrocknung, bei ca. 90 % des Trocknungsgrades einsetzt (siehe nachfolgende Grafik). Wird der gerade eben beschriebene Trocknungsvorgang durch zu lange anhaltende Feuchtigkeit, niedrige Temperaturen, mangelnde Lüftung und schockartiges Aufheizen gestört, kann es wie in unserem Fall geschehen, zu ernsthaften Schädigungen der Putzflächen kommen.

Bei dem beschriebenen Schadensfall mussten die hohlliegenden Putzflächen abgenommen und beigeputz werden. Zur Sanierung der Putzrisse musste ein füllender rissüberbrückender Anstrich aufgebracht werden. Die gesamten Sanierungskosten beliefen sich auf ca. 50.000 €. Bis heute dauert der daraus entstandene Rechtsstreit an.

Im kurz darauffolgenden neuen Bauabschnitt konnte durch eine kontrollierte Beheizung des Baukörpers und einer gut organisierten Stoß- und Querlüftung, während und nach den Putzarbeiten, ein Schaden am Innenputz vermieden werden. Der Baukörper wurde mittels Heizgeräten während und nach den Putzarbeiten gleichmäßig beheizt. Für das täglich mehrmals richtig durchgeführte Lüften wurde gezielt ein Mitarbeiter des Auftragnehmers eingeteilt.

Weil die Problematik der klimatischen Einflüsse, der immer kürzeren Bauzeiten und des hohen Termindruckes und der daraus resultierenden Schäden stetig zunimmt, widmen sich auch die technischen Merkblätter und Regelwerke immer ausgiebiger dieser Thematik.

Zu Papier gebracht ist dies auch im 2013 erschienenen Merkblatt "Verputzen Wärmedämmen, Spachteln, Beschichten bei hohen und niedrigen Temperaturen", herausgegeben vom Bundesverband Ausbau und Fassade, der Österreichischen Arbeitsgemeinschaft Putz und Schweizerischem Maler- und Gipser Unternehmerverband. Auch in der 2014 erschienenen "Leitlinien für das Verputzen von Mauerwerk und Beton", herausgegeben vom Industrieverband WerkMörtel e.V., wird im Kapitel "Berücksichtigung der Witterungseinflüsse" zu diesen Themen Stellung bezogen.

Zusätzlich finden sich Hinweise in den beiden Teilen der Europäischen Ausführungsnorm DIN EN 13914 Teil 1 und 2 "Planung und Zubereitung von Innen- und Außenputzen".

Wichtige Praxistipps zur Schadensvermeidung:

• Ähnliche klimatisch bedingte Schadensbilder können sich auch bei Gips- und Gipskalkputzen einstellen. Bei Innenputzen auf Gipsbasis kann es durch langanhaltende Feuchtigkeit und tiefe Temperaturen zur Bildung einer sogenannten Sinterhaut auf der Putzoberfläche kommen. Durch die Sinterhaut ist die weitere Trocknung und Festigkeitsentwicklung stark behindert. Gipsputze lassen sich dann noch nach mehreren Tagen mit dem Daumen eindrücken. Eine rechtzeitig erkannte Sinterhautbildung muss umgehend durch abschleifen oder durch das Absäuern z.B. mittels Zitronensäure entfernt werden. Nach Entfernen der Sinterhaut und gleichzeitiger Schaffung von guten Trocknungsbedingungen (Heizen und Lüften) kann der Gipsputz wieder ungehindert erhärten und austrocknen.
• Beim Einsatz von Bauheizungen ist darauf zu achten, dass keine Gasheizgeräte im Baukörper eingesetzt werden. (Die Ausnahme bilden Gasheizgeräte mit Abgasführung nach draußen). Bei der Verbrennung von einem kg Propangas entstehen 1,63 kg Wasser und 3 kg CO2. Die bei der Verbrennung entstehenden Wassermengen erschweren zusätzlich den Austrocknungsprozess des Innenputzes Hierbei taucht häufiger die Frage auf, wie aus einem kg Propangas so viel Wasser entstehen kann?
  Die Reaktionsgleichung macht dies sichtbar:
  
  C3H8 + 5 O2 3 CO2 + 4 H2O
  
  Propan + Sauerstoff reagiert zu Kohlendioxid + Wasser
  Propangas besteht neben Kohlenstoff aus einer großen Zahl von Wasserstoffatomen (H8). Diese verbinden sich bei der Verbrennung mit dem Sauerstoff aus der Luft der in ausreichender Menge vorhanden ist und bilden das dabei entstehende Wasser. 
• Der Auftragnehmer ist bis zum Zeitpunkt der Abnahme für die Nachsorge und den Schutz seines Putzgewerkes verantwortlich. Bis zum Zeitpunkt der Abnahme fallen zusätzliche Maßnahmen wie Heizen oder Lüften in seinen Verantwortungsbereich; außer es wurden andere Regelungen vertraglich vereinbart. Erst mit der Abnahme geht die Gefahr auf den Auftraggeber über. Zusätzliche Maßnahmen sollten bei Winterbaustellen bereits in der Angebotserstellung berücksichtigt werden.