Vorsicht mit Drainmörtel

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In Fachkreisen wird zwischen Drainmörtel und Monokornbeton als Bettungsmaterial unterschieden. Der Begriff Monokornbeton ist jedoch nicht ganz korrekt. Außer dem Begriff Monokornbeton gibt es die Bezeichnungen Einkornbeton und Grobkornbeton. Der Beton dieser drei genannten Benennungen enthält keine Feinteile von 0,063 bis 2,0 mm. Im Gegensatz dazu enthalten Drainmörtel, die von den verschiedenen Herstellern angeboten werden, immer Feinteile.

Die Hersteller benötigen die Feinteile, damit sich das Material im Silo oder im Sack nicht entmischt. In der Weiterverarbeitung werden die Feinteile im Drainmörtel nicht benötigen. Sie sind ein unkontrollierbares Risiko. Durch die Feinteile kann der Drainmörtel unterschiedlich verdichtet werden. Wenn ein Stein auf der richtigen Höhe ist, dann schlägt kein Versetzter mehr auf den Stein, nur damit der Mörtel besser verdichtet wird. Durch die Feinteile im Drainmörtel bekommt dieser eine unterschiedliche Festigkeit und auch ein unterschiedliches Drainverhalten bzw. kapillares Saugverhalten.

Die Drainfähigkeit ist in der Regel in der gebundenen Bauweise weniger entscheidend, weil nur wenig Feuchtigkeit in die Bettung und die Tragschicht gelangt, wenn nur feine Haarrisse vorhanden sind. Die kapillare Saugfähigkeit ist jedoch kritisch, weil diese zu Feuchtigkeitsverfleckungen führen kann.

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Beton Baustoffe
Druckfestigkeiten von einem eingebauten Drainmörtel, gemessen nach der Prüfnorm für Mörtel Grafik: Erich Lanicca
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Druckfestigkeiten von Monokornbeton aus Splitt 2 bis 8 mm in MPa. Grafik: Erich Lanicca

Die Drainmörtel mit Feinteilen sind für die Hersteller ideal, weil sie mit diesen Drainmörteln hervorragende Laborwerte bekommen. Im Labor, im plastischen Zustand, erreichen die Drainmörtel Druckfestigkeiten von 35 bis 50 N/mm² und teilweise noch mehr. In der Praxis, in der die Drainmörtel im erdfeuchten Zustand eingebaut werden, gibt es Streuwerte von 4 bis 35 bzw. 54 N/mm². Wobei die beiden oberen Werte in der Praxis Ausnahmewerte sind.

Bei Monokornbeton sind die Druckfestigkeitswerte im Labor geringer als beim Drainmörtel. In der Praxis haben die Monokornbetons jedoch nicht so große Streuwerte. Dies kommt daher, dass bei Monokornbeton nicht unterschiedlich verdichtet werden kann. Bei Monokornbeton liegt immer Stein auf Stein, ohne dass Feinteile dazwischen sind, die noch nachverdichtet werden können. Dies kann verglichen werden mit einem Gefäß voller Kugeln. Die Kugeln können auch nicht nachverdichtet werden, solange sie durch das Gefäß gehalten sind.

So sieht das Korngerüst von Monokorn bzw. von Drainbeton aus.

Die Druckfestigkeit von Monokornbeton ist von der Prüfart und dem Zement abhängig. Je feiner der Zement ist, das heißt, je höher seine Festigkeitsklasse ist, desto höher ist die Druckfestigkeit von Monokornbeton. Ein Zement der Festigkeitsklasse 32,5 bewirkt eine geringere Festigkeit. Im Gegensatz zu einem Zement mit der Festigkeitsklasse 52,5, der wesentlich höhere Festigkeiten erzielt. Je nach Situation sind Spezialzemente erforderlich. Damit keine Ausblühungen entstehen hat die Industrie extra Zemente für Monokornbeton mit Trass entwickelt. Diese Zemente haben in der Regel Festigkeitsklassen von 42,5 oder 52,5.

Weil Monokornbeton keine Feuchtigkeit speichert ist es wichtig, dass er schnell verarbeitet wird. Das rasche Austrocknen ist durch die vielen Hohlräume des Monokornbetons bedingt. Da dadurch auch keine Feuchtigkeit gespeichert wird, kommt der Zement schnell in die Abbinde- und Erhärtungsphase. Dies hat den Vorteil, dass die Flächen schnell belastbar sind. Für eine schnelle Belastung benötigt es zudem einen frühhochfesten Fugenmörtel.

Wird die Druckfestigkeit von Monokornbeton nach der Prüfnorm für Mörtel an Würfeln von 40 x 40 x 40 mm gemessen, dann sind diese in der Regel geringer als bei Würfeln nach der Betonprüfnorm mit den Abmessungen 20 x 20 x 20 cm. Bei der Prüfung nach EN 12390-3, Prüfung von Festbeton, sind die Werte in etwa doppelt so hoch.

Aus diesem Grund muss immer festgelegt werden, nach welcher Norm die Druckfestigkeitsprüfungen bei Monokornbeton durchgeführt wird.

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Monokornbeton 5/8 mm. Foto: Erich Lanicca
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Monokornbeton 2/5 mm. Foto: Erich Lanicca
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Drainmörtel eines Herstellers. Foto: Erich Lanicca

Die Frage stellt sich: Wie hoch muss die Druckfestigkeit einer Bettung sein? Hier einige Beispiele:

Unter einem Reifen eines Lkw ist ein statischer Auflagedruck von ca. 1 N/mm² Ein Herr mit 100 kg Körpergewicht hat unter seinen Schuhen eine Auflast von 0,04 N/mm². Die 50 kg leichte Dame mit Stöckelschuhen hat durch die geringe Auflage der vorderen Schuhflächen und den Stöckeln eine Auflast von 0,31 N/mm² und ein Elefant hat unter den vier Füßen eine Auflast von 0,24 N/mm².

In der gebundenen Bauweise wird die Auflast in einem Winkel von ca. 45° abgetragen. Somit sind unter den Platten, je nach Plattendicke, bei einer Lkw-Belastung mit 10 t Achslast folgende Auflasten:

Somit wird deutlich, dass der Bettungsmörtel keine sehr hohen Druckfestigkeiten benötigt, wie dies von den Drainmörtelherstellern immer suggeriert wird. Auch dann nicht, wenn für die dynamische Belastung ein Faktor von 2 oder 4 eingesetzt wird. Kommt dazu, dass in der Bettung eine dreiaxiale Druckspannung besteht. Diese ist bei dünnen Schichten viermal höher als die Würfeldruckfestigkeit. Wenn ein Monokornbeton eine Zylinder- oder Würfeldruckfestigkeit an einem entnommenen Bohrkern von 5 N/mm² erreicht, dann hat der Monokornbeton im eingebauten Zustand in der Bettung eine Druckfestigkeit von 20 N/mm². Dies ist mehr als genügend. Bei Sitzplätzen und Zugangswegen reicht in der Praxis eine Würfeldruckfestigkeit von 1 N/ mm² aus. Solche Druckfestigkeiten werden, wenn der Monokornbeton richtig hergestellt wird, immer erreicht. Kritisch kann es werden, wenn der Monokornbeton von einem Werk geliefert wird, weil bei einem Werksmörtel die Transportzeit dazu kommt. Zudem ist es je nach den auszuführenden Arbeiten schwierig, 0,5 m² Beton in kurzer Zeit zu verarbeiten. Viele Verarbeiter bestellen, deshalb Monokornbeton mit Abbindeverzögerer. Das verstärkt jedoch die kritische Situation, denn ein Abbindeverzögerer kann nur wirken, wenn Feuchtigkeit vorhanden ist. Diese wird, wie bereist dargestellt, vom Monokornbeton nicht gespeichert und somit wird ein Abbindeverzögerer zu einem Beschleuniger.

Vorsicht: Werksmörtel werden oft zu trocken angeliefert. Bei einem Monokornbeton müssen die Steine glänzen als wären sie mit Zementleim lackiert worden. Ein glänzender Monokornbeton benötigt einen W/Z-Faktor von ca. 0,43 bis 0,45.

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Kapillares Saugverhalten

Das kapillare Saugverhalten ist vor allem bei dünnen und kapillarsaugenden Steinen ein wichtiger Faktor. Bei dünnen und/oder kapillarsaugenden Steinen ist es wichtig, dass möglichst wenig Feuchtigkeit unter den Steinen ist. Dies ist in der Regel jedoch nur durch Monokornbeton der Fall. Anbei das kapillare Saugverhalten von verschiedenen Drainmörteln und Monokornbetons.

Wird bei der Ausschreibung oder einem Regelwerk die kapillare Saugfähigkeit festgelegt, dann mischen die Drainmörtelhersteller Hydrophobierungsmittel bei, damit sie den geforderten Wert erreichen, anstatt die Feinteile wegzulassen. Hydrophobierungsmittel können, wenn sie dauernd durchfeuchtet sind, ausflocken.

Wann das Ausflocken der weißen pulvrigen Masse, die mit einem Besen weggewischt werden kann, aufhört, ist nicht bekannt. Das Positive an der negativen Angelegenheit ist lediglich, dass die weiße Substanz einfach entfernt werden kann.

Wie das kapillare Saugverhalten eines Mörtels oder eines Betons ist, kann leicht selber feststellt werden, indem ein Probestück in ein 10 mm tiefes Wasserbad gesetzt wird. Bei einem Drainmörtel dauert es in der Regel keine zehn Minuten bis die Feuchtigkeit 50 und mehr mm hochgesogen wird.

Für Verarbeiter ist es sinnvoll, wenn sie den Monokornbeton auf der Baustelle selber mischen. Dazu wird einen Zwangs- oder Freifallmischer benötigt, bzw. für größere Baumaßnahmen ist ein Radlader mit einer Mischschaufel vorteilhaft. Ein fertig gemischter Monokornbeton muss um die Steine mit Zementleim umhüllt sein. Der Zementleim muss glänzen wie Lackfarbe, dann ist der Monokornbeton in Ordnung. Sieht der Monokornbeton stumpf und matt aus, dann fehlt ein wenig Wasser. Fließt beim Ausleeren Zementwasser aus dem Mischer, dann wurde zu viel Wasser zugegeben. Monokornbeton kann auf der Baustelle im Volumenverhältnis von 1 : 4 bis 1 : 5 gemischt werden. Je feiner die Körnung des Splitts oder Rundkorns desto mehr Zement ist erforderlich. Bei einer Körnung 5/8 mm ist ein Mischungsverhältnis von 1 : 5 absolut ausreichend. Der Was-ser/Zementfaktor liegt etwa bei 0,43 bis 0,45. Wichtig ist, dass der Lackglanz des Zementleims um die Körner vorhanden ist. Dies ist ein klares Indiz, dass die Wasserzugabe in Ordnung ist.

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Wie das kapillare Saugverhalten eines Mörtels oder eines Betons ist, kann leicht selber feststellt werden, indem ein Probestück in ein 10 mm tiefes Wasserbad gesetzt wird. Foto: Erich Lanicca
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Hydrophobierungsmittel. Foto: Erich Lanicca
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Die abgebildete Arbeit wurde exakt nach den Angaben des Vertreters eines Herstellers gebaut, mit der gesamten Produktepalette, einschließlich der Drainmatte. Foto: Erich Lanicca

Nachdem die Feuchtigkeitsflecken aufgetreten sind, hat der Hersteller Proben des Bettungsmörtels entnommen und auf Grund der Ergebnisse eines Glühversuches dem Unternehmer mitgeteilt, dass er den Drainmörtel mit zu viel Wasser angemischt hat. Von einem Experten durchgeführte Prüfungen haben ergeben, dass die Wassermenge zum Anmischen des Mörtels sicher eine Rolle spielt. Die Versuche haben jedoch eindeutig ergeben, dass die Verdichtung des Drainmörtels eine wesentlich größere Rolle spielt. Wenn der Drainmörtel mit der exakt vorgegebenen Wassermenge gemischt, jedoch stark verdichtet wird, dann ist der Drainmörtel praktisch komplett dicht und verdient nicht einmal mehr den Begriff Drainmörtel. Die Wasserdurchlässigkeit liegt über 1 x 10-7 m/s. Die kapillare Saugfähigkeit des Mörtels liegt bei 20 G-%.

Man möchte meinen, dass sich der Hersteller nach diesen Ergebnissen kulant gezeigt hat. Nein, es musste ein Prozess angestrebt werden, damit die Versicherung des Herstellers bezahlt. Leider hatte der Unternehmer das Pech gehabt, dass das Gericht einen Baustoffprüfer als Sachverständigen nominierte, der zwar Baustoffe gemäß den Normen prüfen kann, von der Praxis jedoch keine Ahnung hatte. Als dann die Prozesskosten höher geworden wären als die Schadenssumme, hat der Unternehmer aufgegeben. Aus Kulanzgründen hat der Produzent 10 Prozent der Schadensumme in Form von Produkten angeboten. Das nützt dem Unternehmer jedoch wenig, da er nicht mehr mit diesen Produkten arbeiten wird.

Auf Grundlage dieses und ähnlicher Ereignisse empfehle ich allen Verarbeitern, selber Monokornbeton auf der Baustelle anzumischen. Ein Betonmischer, Splitt oder Rundkorn und ein guter Zement sind wesentlich günstiger, als die Fertigprodukte und deren Schadensregulierung, wenn die Verarbeitung mit einem Drainmörtel nicht funktioniert.

In der neuen ZTV Wegebau sind zwei Typen von gebundenem Bettungsmaterial aufgeführt. Typ 1 ist ein Bettungsmaterial mit Feinanteilen 0,063 bis 2,0 mm, das im Labor hervorragende Werte zeigt. Bettungsmaterial Typ 2 ist ohne Feinteile 0,063 bis 2,0 mm, erzielt in der Laborsituation nicht so hohe Druckfestigkeiten hat sich in der Praxis jedoch bestens bewährt, wenn es richtig hergestellt und verarbeitet wird. In der Schweiz wird Monokornbeton und Drainbeton ohne Feinteile, auf Grund der Ergebnisse aus der Forschung des Verbands Schweizerischer Pflasterermeister (VSP) seit über 20 Jahren mit Erfolg angewendet und auch die österreichischen Pflasterer wenden seit über 15 Jahren den Monokornbeton mit Erfolg an. Die österreichische Pflastererinnung und der VSP haben guten Kontakt und gegenseitigen Erfahrungsaustausch, weil in diesen Ländern der Pflastererberuf noch erlernt wird und ein eigenständiger Beruf ist. In der Schweiz wird der Pflastererberuf sogar bei den historischen Kunsthandwerksberufen geführt.

Für die GaLaBauer wäre es dringend erforderlich, dass in den Ausbildungszentren die Auszubildenden das Verlegen und Verfugen mit zementösem Fugenmörtel richtig lernen, einschließlich der dazugehörenden schonenden Reinigung ohne Abspritzen mit Wasser, damit der Fugenmörtel oberflächlich nicht qualitativ gemindert wird. Dadurch könnten viele Unannehmlichkeiten in der Praxis beseitigt werden.

Autor

ö.b.u.v. Sachverständiger

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