Keramische Beläge im Außenbereich - II. Teil

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Fliesen Wegebau
Beim Schnitt von Passplatten müssen Diamantscheiben ohne Zahnung werwendet werden, damit kein Ausfransen der Schnittkante erfolgt. Foto: öbuv. SV Schloetmann

Bei der Erstellung von Passteilschnitten gibt es einiges zu beachten, denn die üblicherweise im Garten- und Landschaftsbau verwendeten gezahnten Diamantscheiben sind im Regelfall ungeeignet und verursachen ein "ausgefranstes" Schnittbild. Für keramische Beläge gibt es sowohl für das Nassschnittverfahren als auch das Trockenschnittverfahren spezielle glattrandige Diamantscheiben, mit denen ein sauberer Schnitt und eine rechtwinkelige scharfkantige Belagskante möglich ist.

Des Weiteren ergibt sich die Notwendigkeit der Erstellung von Raumfugen zur Kompensation der Ausdehnung des Belags. Bewegungsfugen an Rändern und Anschlüssen sowie über Gebäude- und Bauteiltrennfugen sind vorzusehen. Dabei gilt: Je größer die Abmaßung der Belagsplatte, umso eher bedarf es einer Raumfuge (Bewegungsfuge). Dort muss der Verarbeiter aus sachverständiger Sicht immer vor Verlegung der keramischen Beläge alle notwendigen Informationen vom Hersteller zur notwendige Mindestfugenbreite und Fugenausführung sowie der Gleichmäßigkeit der Belagsstärke wie auch zu möglichen Fugmaterialien und der Verträglichkeit mit der Platte einholen.

Zur Wärmeausdehnung

Anhaltspunkte bei fehlender Herstellerangabe

Die üblicherweise maximal zu erwartende Temperaturdifferenzwert bei zum Beispiel nicht überdachten Terrassenbelägen zwischen Tiefst- und Höchsttemperatur ist mit 80 °C zu bewerten (bei glasüberdachten Belägen kann diese bis 100 °C betragen).

Der Wärmeausdehnungskoeffizient (= Dehnfaktor bei Temperaturänderung) beträgt bei keramischen Belägen etwa 0,006 mm/m je Grad Temperaturunterschied.

Bei einer Strecke von 1 m würde sich bei einem keramischen Belag als maximal zu erwartende Längsausdehnung bei einem maximal zu erwartenden Temperaturdifferenzwert von 80 °C zwischen Tiefst- und Höchsttemperatur ein Wert von 0,48 mm ergeben. Diese Ausdehnung muss in Abhängigkeit der Belagsflächengröße durch Raumfugen (= Bewegungsfugen) kompensiert werden.

Der Wärmeausdehnungskoeffizient (= Dehnfaktor bei Temperaturänderung) ist bei anderen Werkstoffen anteilig weit höher und beträgt zum Beispiel bei Beton und gängigen Natursteinen etwa 0,011 mm/m je Grad Temperaturunterschied.

Zudem kommt es häufig zu Verfärbungen sowie Fugenausblühungen an Plattenbelägen insbesondere unter Über- und Unterdachungen sowie bei empfindlichen Belägen und Flächen geringer Oberflächenneigung. Dieses Erscheinungsbild kann vermieden beziehungsweise verhindert werden. Überdachte Pflaster- und Plattenbeläge sowie Beläge auf unzureichend dränfähigem Baugrund, beispielsweise Aufbauten auf Dachflächen, alten Belägen und Betonplatten sowie verschlämmte alte Tragschichten, und Beläge geringer Aufbauhöhe unterliegen speziellen klimatischen Bedingungen, die bei der Ausführung von Pflaster- und Plattierungsarbeiten zu berücksichtigen sind, wenn Belagsverfärbungen oder Fugenausblühungen verhindert werden sollen.

Alle Beläge im Außenbereich unterliegen bei trockener Witterung und Besonnung einer Verdunstung von Wasser/Feuchtigkeit an der Belagsoberfläche. Dieses Erscheinungsbild tritt sowohl bei gebundenen wie ungebundenen Bauweisen (auch bei allen normierten Bauweisen) auf. Durch kapillaren Anschluss der Belagsoberfläche sowie der Fuge mit der Bettung/Ausgleichsschicht und der Tragschicht wird Feuchtigkeit unter Mitnahme von Mineralien und Salzen aus dem Tragschicht- und Bettungsmaterial über die Fuge und anteilig durch das Belagsmaterial nach oben an die Fugen- und Belagsoberfläche transportiert.

Auch wenn die Temperatur an der Belag-Oberseite höher als an der Unterseite ist, wird Feuchtigkeit durch den Belag hochgesogen. Dort verdunstet die Feuchtigkeit und die Mineralien und Salze kristallisieren an der Belags- und Fugenoberfläche. Bei frei bewitterten Belägen findet durch Niederschläge und Taufall permanent zum einen ein "Abregnen" und seitlicher Abtransport dieser Kristalle in Gefällerichtung statt und zum anderen durch Feuchtigkeitsaufnahme des Belages und der Fuge ein umgekehrter Transport nach unten in die Bettung und Tragschicht. Deshalb kommt es auf solchen Flächen äußerst selten zu bleibenden Kristallisationen der Mineralien und Salze an der Belags- und Fugenoberfläche; der Vorgang wird optisch nicht auffällig.

Unter überdachten Flächen jedoch entfällt der "Regulator" der freien Bewitterung mit der Folge, dass dort ungehindert Mineralien und Salze an der Belags- und Fugenoberfläche kristallisieren können, was wiederum zu optischer Beeinträchtigung führt. Dieses in Fachkreisen als "Carporteffekt" bezeichnete Erscheinungsbild ist umso stärker, je höher die Kapillarität (= der Feinanteil) im Bettungs- und Tragschichtmaterial ist.

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Beläge unterliegen temperaturabhängig bei niedrigen Temperaturen einer Druckspannung (Zusammenziehen des Belages) und bie hohen Temperaturen einer Zugspannung (Ausdehnen des Belages). Zur Kompensation bedarf es notwendiger Raumfugen. Abbildung: Quick-mix Tubag
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Carport-Effekt I: Bei trockener Witterung/Sonneneinstrahlung kapillarer Wassertransport durch Bettung, Fugen und Belag unter Mitnahme von Feinstoffen und Salzen; dabei Ablagerung der Stoffe an der Oberfläche und Verdunstung des Wassers im gesamten Bereich. Abbildung: Ingenieurbüro Werland
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Carport-Effekt II: Bei Niederschlag Wassereintrag in den Oberbau durch Fugen und Belag sowie Oberflächenabfluss unter Abtransport von Feinstoffen und Saltzen nur im freibewitterten Bereich. Abbildung: Ingenieurbüro Werland
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Kapillareigenschaften von Bettungsmaterialien. Abb.: Ingenieurbüro Werland

Einen weiteren Einfluss nimmt die Oberflächenneigung der Belagsoberfläche. Bei Neigungen unter 2,5 Prozent (=Regelmindestneigung üblicher Beläge) potenziert (= erhöht) sich die Wasseraufnahme in die Fuge und den Belag bei und nach Niederschlagsereignissen aufgrund des verlangsamten Wasserabflusses auf der Belagsoberfläche mit der Folge deutlich erhöhter Wasserzufuhr in den Belagsaufbau. Der überwiegende Anteil der üblicherweise zur Verwendung kommenden Baustoffe für die Frostschutzschicht, Tragschicht und Belagsbettung ist nicht in der Lage, die Wassermengen ausreichend zeitnah schadlos in den Baugrund abzuleiten mit der Folge der Durchnässung des gesamten Aufbaues der Fläche.

Jedes Bettungsmaterial speichert Feuchtigkeit. Entscheidend jedoch ist das Maß der Speicherfähigkeit. Baustoffe, die relativ wenig Feuchtigkeit speichern und/oder ein schnelles Durchflussverhalten aufweisen, entfalten eine kapillarbrechende Wirkung. Immer noch herrscht bei vielen Planern und Ausführenden die irrige Meinung vor, mit der Verwendung von Splitt 2/5 mm lasse sich der Carporteffekt vermeiden. Untersuchungen haben jedoch gezeigt, dass nur wenige Materialien in der Lage sind, eine sichere kapillarbrechende Wirkung zu entfalten.

Alle normgerechten Bettungsmaterialien mit Nullanteil (z. B. 0/5 mm Splittmischungen oder 0/8 mm Estrichsande) wie auch eine Vielzahl von Materialien ohne Nullanteil (z. B. Splitte der Körnungen 1/3 mm oder 2/4 mm oder 2/5 mm) und gebundene Bettungsmaterialien (z. B. Mörtel MG I bis III) weisen zu hohe Kapillarität auf, mit der resultierenden Gefahr des Auftretens von Feuchtigkeitsverfleckungen sowie Ablagerungen von Mineralien und Salzen unter überdachten Flächen.

Aber auch das verwendete Pflaster- bzw. Plattenmaterial hat Einfluss auf die Gefahr von Feuchtigkeitsverfleckungen sowie Ablagerungen von Mineralien und Salzen an der Belagsoberfläche und im Stein unter überdachten Flächen. Dabei gilt: Je größer der Anteil an Kapillarporen im Pflaster- bzw. Plattenmaterial, desto größer die Gefahr des Auftretens von Verfleckungen und/oder Ablagerungen; je dünner das Material, desto schneller sind Verfleckungen sichtbar.

In der Vergangenheit haben sich besonders Natursteinmaterialien asiatischer Herkunft aufgrund der zum Teil besonders hohen Kapillarporenanteile, in asiatischen Graniten zum Beispiel weist praktisch der gesamte Porenraum Kapillareigenschaften auf, als kritisch herausgestellt. Zudem enthalten diese Natursteine häufig auch noch lösliche Eisen- oder Mangananteile, die unter Feuchteeinfluss zu Verfärbungen beziehungsweise Oberflächenablagerungen führen.

Eine sichere kapillarbrechende Wirkung ist bei ungebundenen Bauweisen erst dann egeben, wenn die Körnung der Bettung als Kleinstkorn 4 mm nicht unterschreitet und der Schlämmkornanteil unter 5 Prozent liegt bei Bettungseinbaustärken nicht unter 50 mm (bspw. bei Quarzkies 4/8 mm oder Splitten 5/8 mm bis 5/11 mm).

Diese Materialien bedingen dann aber eine Tragschicht mit vergleichbarem Wasserdurchfluss, weil es sonst (bspw. bei Tragschichtmaterialien mit Nullanteil) zu einem Wasseraufstau an der Tragschichtoberfläche kommen kann, der unter Umständen die kapillarbrechende Wirkung der Bettung aufhebt. Folgerichtig muss ein wasserdurchlässiges, auf die Bettung kornabgestimmtes filterstabiles Tragschichtmaterial verwendet werden, zum Beispiel ein Dränschotter 5/45 mm oder zumindest ein WD - Schotter 2/45 mm mit Schlämmkornanteil unter 5 Prozent, das wiederum mittels Vlies oder Geogitter zum Baugrund/Untergrund filterstabil und suffosionshemmend ausgeführt wird.

Damit die Fuge sich filterstabil zum Bettungsmaterial verhält, muss im Regelfall eine zweistufige Verfugung erfolgen. Beispiel: bei einer Kiesbettung 4/8 mm wird der untere Teil der Fuge mit einem Basalt-Splitt 2/5 mm eingefegt und der obere Teil der Fuge mit einem Basalt-Splittbrechsand 1/3 mm versehen/eingeschlämmt.

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Wasseraufnahme in Prozent. Abbildung: Quick-mix Tubag

Versuch zur Überprüfung des Kapillarverhaltens von Materialien

  • Man füllt in einen Glaszylinder, beispielsweise ein Einmachglas, etwa 2 cm von dem zu überprüfenden Material. Sodann füllt man vorsichtig Wasser ein, bis das Material vollständig wassergesättigt ist. Nun markiert man außen am Glas die Füllhöhe mit einem waagerechten Strich mit einem wasserfesten Filzstift. Anschließend füllt man das Gefäß bis zur angedachten Materialeinbaustärke mit dem zu überprüfenden trockenen Material auf und verdichtet es vorsichtig. Ist das Material ausreichend kapillarbrechend, wird das Wasser nur wenig oder gar nicht über den Markierungsstrich nach oben ziehen und keinesfalls bis zur Materialoberkante gelangen. Liegt keine kapillarbrechende Eigenschaft vor, zieht die Feuchtigkeit weit über den Strich nach oben u. bis zur Materialoberkante.
  • Bei gebundener Bauweise ist eine sichere kapillarbrechende Wirkung dann gegeben, wenn der Aufbau dränfähig ausgeführt wird. Entscheidend ist dabei die Verwendung von Dränbeton (bzw. bei geringer Flächenbelastung außerhalb von Verkehrsflächen ein Dränschotter 5/45 mm oder zumindest ein WD - Schotter 2/45 mm mit Schlämmkornanteil unter 5 Prozent) als Tragschicht und kapillarbrechendem Dränbettungsestrichmörtel als Bettung. Die Fugenfüllung kann hingegen sowohl dränfähig als auch undurchlässig ausgeführt werden. Es empfiehlt sich, den Dränbeton als Fertigbeton von Transportbetonanbietern zu beziehen, denn das Mischen vor Ort bedarf diverser aufeinander abgestimmter Zuschlagstoffe und der exakten Einhaltung eines Wasserzementwertes von 35 bis 37 Prozent und hat sich in der Praxis als zu umständlich und zu fehlerquellenbehaftet herausgestellt. Diverse Hersteller bieten kapillarbrechende Dränbettungsestrichmörtel als gesackte vorkonfektionierte Ware an. Das gebundene Fugenmaterial sollte vom gleichen Hersteller wie die Bettung bezogen werden, um Unverträglichkeiten der Stoffe auszuschließen.
  • Beide zuvor dargestellten kapillarbrechenden Bauweisen (gebundene Bauweise/ungebundene Bauweise) haben sich in der Vergangenheit bewährt und als nicht mängelbehaftet herausgestellt. Sie sind unter anderem in der ZTV - Wegebau unter Ziffer 0.2.25 (Anforderungen an den Oberbau bei überdachten oder teilüberdachten Flächen zur Verminderung aufsteigender Feuchtigkeit) und unter Ziffer 2.3.1 Tabelle 2 (Lieferkörnungen der ungebundenen Bettung 4/8 mm oder 4/11 mm oder 5/11 mm insbesondere bei überdachten oder teilüberdachten Flächen) sowie unter Ziffer 3.3.2 Tabelle 13 - Bettungstyp 2 erwähnt.

Das tatsächliche Kapillarverhalten der zu verwendenden Materialien sollte grundsätzlich immer noch durch einen einfachen eigenen Versuch wie folgt überprüft werden:

Sofern ein undurchlässiger beziehungsweise nicht ausreichend dränfähiger Baugrund vorliegt oder nur eine geringe Aufbauhöhe möglich ist, bedarf der Flächenaufbau zusätzlich des Einbaues einer unteren Entwässerungsebene direkt auf dem Baugrund, die zum Beispiel durch einen Anschluss an die Dachentwässerung beziehungsweise seitliches Entwässern in eine Rigole entwässert. Üblicherweise werden solche unteren Entwässerungsebenen durch geeignete hochdruckfeste Geogitter mit hoher Leistungsfähigkeit bei geringer Bauhöhe erstellt. In der Vergangenheit bewährt und als nicht mängelbehaftet herausgestellt hat sich zum Beispiel das Geogitter TNT 450 des Herstellers TENAX mit einer Bauhöhe von circa 6 mm und einer Wassertransportlänge bis maximal 25 m unter Lasteinfluss. Auch andere Anbieter (beispielweise Gutjahr oder Sopro) stellen mittlerweile ähnliche Geogitter her; die jeweilige Eignung ist zu prüfen.

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    Typisches Schadbild des Carport-Effektes auf einer teilüberdachten Terrassenfläche im überdachten, nicht frei bewitterten Bereich. Foto: Ingenieurbüro Werland
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    Das Detailfoto zeigt das Ausmaß der entstandenen "Ausblühungen" aufgrund nicht kapillarbrechendem Oberbau. Foto: Ingenieurbüro Werland

    Die vorgeschlagenen Bauweisen entsprechen dem neuesten Stand der Technik basierend auf der ZTV - Wegebau des FLL sowie dem Merkblatt für versickerungsfähige Verkehrsflächen und den Regelwerken der RStO (Richtlinien für die Standardisierung des Oberbaues) für Dränbetonbauweisen und der (neuen) DIN 18318-2019, weichen jedoch noch von der (alten) DIN 18318 - 2012/ZTV - P für Verkehrsflächen ab. Weisen Sie den Bauherren schriftlich auf den Umstand hin, zum Beispiel durch Erläuterung im Leistungsverzeichnis, dass es sich um eine situationsbedingte Sonderbauweise handelt oder durch Querverweis auf die ZTV - Wegebau, um ihrer Hinweispflicht gegenüber den Bauherren nachzukommen und den Nachweis der abweichenden Vereinbarung zur ATV (vgl. DIN 18318, Abschnitt 0.3, "Einzelangaben in Abweichungen von den ATV sind schriftlich zu treffen") zu dokumentieren.

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    Betontankstelle mit Scheibenmischer der neuesten Generation, ... Foto: Ingenieurbüro Werland
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    ... , die auch kapillarbrechenden Dränbeton und Dränbettungsmörtel ab 0,15 m³ fertigen und verzögern kann. Foto: Ingenieurbüro Werland
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    Saugverhalten. Foto: Ingenieurbüro Werland
    Fliesen Wegebau
    Saugverhalten (Detail). Foto: Ingenieurbüro Werland

    Langzeiterfahrung mit keramischen Belägen im Außenbereich

    Mittlerweile liegen auch für eine Vielzahl erstellter Flächen keramischer Beläge Erfahrungen über den üblichen Gewährleistungszeitraum von fünf Jahren vor, so dass aus sachverständiger Sicht der Zeitpunkt reif für eine erste Bestandsaufnahme ist. Nicht repräsentative Befragungen des vor/zum Ablauf der Gewährleistungszeit darüber, welche Erfahrungen mit dem Belag gemacht wurden und ob sie sich wieder für den Belag entscheiden würden, ergaben zu den unterschiedlichen Belägen folgendes:

    a) Bei keramischen Belägen bewertet die Bauherrschaft folgende Punkte positiv:

    • Der Belag weist keine optisch signifikanten Alterungserscheinungen auf und wird als "licht- und farbecht" empfunden.
    • Die hohe "Resistenz" und geringe Schmutzaufnahme des Belages zum Beispiel gegenüber ausgelaufenen Flüssigkeiten (bspw. Wein) und Stoffen (z. B. Fett beim Grillen) wird gelobt.
    • In den Fällen, wo sowohl im Innen- als auch im Außenbereich der gleiche keramische Belag verlegt wurde, wird die "nahtlose" Optik als besonders reizvoll empfunden.
    • Bei keramischen Belägen beanstandet die Bauherrschaft folgende Punkte:
    • Der Belag "heizt" sich unter Sonneneinstrahlung sehr schnell auf und entwickelt eine Oberflächentemperatur, bei der eine Barfußbegehung nicht mehr möglich ist. Insbesondere im Sommer wird dieses als deutliche Nutzungseinschränkung empfunden.
    • Der Belag wird trotz herstellerseitig angegebener ausreichender Rutschsicherheit als zu glatt und "rutschig" empfunden. Das tritt sowohl unter Feuchtigkeitseinfluss auf als auch bei längerer Trockenheit durch "Staubablagerung" an der Oberfläche. Dieses Erscheinungsbild wird als deutliche Unfallgefahr empfunden; fast alle Bauherren berichteten darüber, deshalb mindestens einmal oder mehrfach ausgerutscht und hingefallen zu sein.
    • Bei nichtgebundener Verlegung des keramischen Belages wird das Bewegen der Platten und Verschieben des Belages bis hin zum "Kippeln" und "Verkanten" beanstandet. Die Ebenheit und höhengerechten Übergänge von Platte zu Platte liegen nicht mehr vor.
    • Beanstandet wird die Empfindlichkeit des Belages in Hinblick auf heruntergefallene schwere beziehungsweise harte Gegenstände (wie volle Mineralwasser- oder Weinflasche) oder seitliches Belasten der Kante zum Beispiel durch das Verschieben von Tischen oder Grillstationen mit Stahlfüßen, die zur Rissbildung des Belages beziehungsweise Absplitterung geführt haben.
    • Beklagt wird die sehr reinigungsintensive Pflege. Um den Belag nutzen zu können, bedarf es häufig des notwendigen "Abziehens" des Belages nach Regenereignissen oder Taufall. Ansonsten braucht es sehr lange, bis das Wasser verdunstet ist und es verbleibt bei Abtrocknung eine Schmutzkante an dem Plattenrand.
    • Sofern der Belag als Pool- oder Wasserbeckeneinfassung dient, wird die zu hohe Glätte unter Feuchtigkeit bemängelt sowie das Abzeichnen von "Kalk- beziehungsweise Chlorrändern" der Wassertropfen nach Abtrocknung.

    Sinnvoller Weise sollten die vorgestellten Aspekte im Rahmen eines Kundenberatungsgespräches (Hinweispflichten) erwähnt werden, um späteren Beanstandungen vorzubeugen.

    Dipl.-Ing. Piet Werland
    Autor

    Beratender Ingenieur – Sachverständiger – Landschaftsarchitekt, Ingenieurbüro Werland

    Ingenieurbüro Werland

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