Inhaltsverzeichnis

Vorwort . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . III

Autoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XIX

Beitr�ge fr�herer Jahrg�nge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . XXI

A Baustoffe · Bauprodukte

I Eigenschaften von Mauersteinen, Mauermçrtel, Mauerwerk und Putzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3Wolfgang Brameshuber, Aachen

1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

2 Eigenschaftskennwerte von Mauersteinen . . 32.1 Festigkeitseigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1.1 L�ngsdruckfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.1.2 Zugfestigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32.2 Verformungseigenschaften . . . . . . . . . . . . . . 52.2.1 Elastizit�tsmodul senkrecht zur Lagerfuge

unter Druckbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . . 52.2.2 Elastizit�tsmodul in Steinl�ngsrichtung

unter Zugbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2.3 Spannungs-Dehnungs-Linie . . . . . . . . . . . . . . 62.2.4 Querdehnungsmodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 Dehnung aus Schwinden und Quellen,

thermische Ausdehnungskoeffizienten . . . . . 7

3 Eigenschaftswerte von Mauermçrteln . . . . . . 73.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2 Festigkeitseigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2.1 Zugfestigkeit bZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2.2 Scherfestigkeit bS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.3 Verformungseigenschaften . . . . . . . . . . . . . . 73.3.1 E-Modul (L�ngsdehnungsmodul) E . . . . . . . 73.3.2 Querdehnungsmodul Eq . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.3.3 Feuchtedehnung (Schwinden es) . . . . . . . . . . 83.3.4 Kriechen (Kriechzahl j) . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4 Verbundeigenschaften zwischen Stein undMçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

4.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94.2 Haftscherfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94.3 Haftzugfestigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

5 Eigenschaftswerte von Mauerwerk . . . . . . . 135.1 Druckfestigkeit senkrecht zu den

Lagerfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135.2 Druckfestigkeit parallel zu den Lagerfugen 205.3 Zugfestigkeit und -tragf�higkeit . . . . . . . . . 205.4 Biegezugfestigkeit und -tragf�higkeit . . . . . 205.5 Verformungseigenschaften . . . . . . . . . . . . . 245.5.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

5.5.2 Druckbeanspruchung senkrecht zuden Lagerfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

5.5.2.1 Druck-E-Modul ED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245.5.2.2 Querdehnungszahl mD und Dehnung

bei Hçchstspannung eu,D . . . . . . . . . . . . . . . 265.5.2.3 Vçlligkeitsgrad a0 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265.5.3 Druckbeanspruchung parallel zu den

Lagerfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265.5.3.1 Druck-E-Modul ED,p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265.5.3.2 Dehnung bei Hçchstspannung eu,D,p . . . . . . 265.5.4 Zug-E-Modul EZ

(Zugbeanspruchung parallel zu denLagerfugen) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

5.5.5 Feuchtedehnung ef,(Schwinden es, irreversibles Quellen eq),Kriechen (Kriechzahl j), W�rmedehnungs-koeffizient aT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

6 Feuchtigkeitstechnische Kennwertevon Mauersteinen, Mauermçrtel undMauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

6.1 Kapillare Wasseraufnahme . . . . . . . . . . . . . 286.2 Wasserdampfdurchl�ssigkeit . . . . . . . . . . . . 29

7 Natursteine, Natursteinmauerwerk . . . . . . . 29

8 Eigenschaftswerte von Putzen (Außenputz) 298.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298.2 Festigkeitseigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . 318.2.1 Druckfestigkeit bD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318.2.1 Zugfestigkeit bZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318.3 Verformungseigenschaften . . . . . . . . . . . . . 318.3.1 Zug-E-Modul EZ, dynamischer

E-Modul dyn E . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318.3.2 Zugbruchdehnung eZ,u . . . . . . . . . . . . . . . . . 318.3.3 Zugrelaxation y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318.3.4 Schwinden es, Quellen eq . . . . . . . . . . . . . . . 318.4 Eigenschaftszusammenh�nge . . . . . . . . . . . 31

9 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

VII

II Neuentwicklungen beim Mauerwerksbau mit allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassung (abZ) . . . . . 35Wolfram J�ger, Dresden und Roland Hirsch, Berlin

Vorbemerkungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

1 Mauerwerk mit Normal- oder Leichtmçrtel 36

2 Mauerwerk mit D�nnbettmçrtel . . . . . . . . . 36

3 Mauerwerk mit Mittelbettmçrtel . . . . . . . . 49

4 Vorgefertigte Wandtafeln . . . . . . . . . . . . . . 49

5 Geschosshohe Wandtafeln . . . . . . . . . . . . . 49

6 Schalungsstein-Bauarten . . . . . . . . . . . . . . . 49

7 Trockenmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

8 Mauerwerk mit PU-Kleber . . . . . . . . . . . . . 49

9 Bewehrtes Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

10 Erg�nzungsbauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

11 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

12 Bildnachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

III Instandsetzung verwitterter Natursteinoberfl�chen an historischen Bauwerken . . . . . . . . . . . . . . . . 63Heiner Siedel, Dresden

1 Einf�hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

2 Strategien zur Erhaltung historischerOriginaloberfl�chen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

2.1 Denkmalpflegerische Strategien undBegriffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64

2.2 Praktische Vorgehensweise . . . . . . . . . . . . . 66

3 Natursteinverwitterung und Verwitterungs-bilder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

3.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683.2 Physikalische Verwitterung . . . . . . . . . . . . 693.2.1 Thermische Beanspruchung . . . . . . . . . . . . 693.2.2 Frost-Tau-Wechsel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 713.2.3 Feuchtewechsel und hydrische / hygrische

Dehnung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 733.2.4 Salzsprengung und hygroskopische Salze . 743.3 Chemische Verwitterung . . . . . . . . . . . . . . . 763.3.1 Lçsung und Umwandlung von Karbonaten 773.3.2 Oxidationsverwitterung . . . . . . . . . . . . . . . . 783.3.3 Mineralumwandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 783.4 Biologische Verwitterung . . . . . . . . . . . . . . 793.5 Verwitterungsbilder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

4 NaturwissenschaftlicheVor- und Begleituntersuchungen . . . . . . . . 81

4.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 814.2 Dokumentation der Sch�den /Kartierung . . 824.3 Untersuchungen zur Salzbelastung . . . . . . . 834.4 Messung der Wasseraufnahme mit

dem Karsten-Pr�frçhrchen . . . . . . . . . . . . . 844.5 Messung des Bohrwiderstandes . . . . . . . . . 854.6 Messung der Ringbiegezugfestigkeit . . . . . 864.7 Weitere Messungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

5 Steinreinigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

5.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 875.2 Reinigungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . 885.2.1 Mechanische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . 885.2.2 Chemische Verfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . 905.2.3 Laserstrahlreinigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 905.3 Bewertung der Reinigungsergebnisse . . . . 91

6 Entsalzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 926.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 926.2 Kompressenentsalzungen . . . . . . . . . . . . . . 926.3 Entsalzung im Wasserbad . . . . . . . . . . . . . . 946.4 Elektrokinetische Verfahren . . . . . . . . . . . . 946.5 Weitere Methoden und Erfolgskontrolle . . 95

7 Steinfestigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 957.2 Vorzustand und Ziel der Festigung,

Voruntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 967.3 Wirkstoffsysteme und Applikation . . . . . . . 977.4 Bewertungskriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

8 Steinerg�nzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 988.1 Steinerg�nzung in Naturstein . . . . . . . . . . . 988.2 Steinerg�nzung mit Steinerg�nzungs-

mçrteln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99

9 Hydrophobierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1009.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1009.2 Ziel der Hydrophobierung,

Wirkstoffsysteme und Applikation . . . . . . 1009.3 Bewertungskriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1019.4 Dauerhaftigkeit und Risiken . . . . . . . . . . . 101

10 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

11 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

VIII Inhaltsverzeichnis

IV Mineralische Mçrtel und Putze zur Sanierung historischer Mauerwerksbauten . . . . . . . . . . . . . . . . . 107Petra Egloffstein, Mainz

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107

2 Mçrtel und Putze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1072.1 Historischer �berblick �ber die Binde-

mittelentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1072.2 Geologischer �berblick der Rohstoffe

f�r die Bindemittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082.3 Bindemittel heute . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082.3.1 Gips . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082.3.2 Kalk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1082.4 Zement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1102.5 Gesteinskçrnungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

3 Untersuchungen historischer Mauerwerks-bauten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

3.1 Gesteinsmaterial . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1123.2 Mçrteluntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . 1133.3 Salzuntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1153.4 Feuchtetechnische Untersuchungen . . . . . 115

4 Mçrtel und Putze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1164.1 Mçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1164.1.1 Mauer- und Fugenmçrtel . . . . . . . . . . . . . . 1164.1.2 Injektionsmçrtel, Verpressmçrtel und

Verf�llmçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1174.2 Putze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

5 Applikation von Mçrtel und Putzen . . . . . 1185.1 Vorbehandlung des Untergrundes . . . . . . . 1185.2 Manuelle Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . 118

5.3 Maschinelle Verarbeitung . . . . . . . . . . . . . 1195.3.1 Nassspritz- und Kartuschenverfahren . . . . 1195.3.2 Trockenspritzverfahren . . . . . . . . . . . . . . . 1205.4 Nachbehandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

6 Auswahl geeigneter Reparaturmaterialienanhand von beispielhaften Objekten . . . . . 123

6.1 Gipsgebundene Mçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . 1236.2 Kalkgebundene Mçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . 1236.2.1 Mçrtel mit Luftkalken als Bindemittel . . . 1236.2.1.1 Sumpfkalk- und Luftkalkputz . . . . . . . . . . 1236.2.1.2 Dolomitkalkputz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1246.2.2 Mçrtel mit nat�rlichen hydraulischen

Kalken als Bindemittel . . . . . . . . . . . . . . . 1256.2.2.1 Fugenmçrtel und Schl�mme . . . . . . . . . . . 1256.2.2.2 Kartuschenmçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1256.2.2.3 Trocken gespritzte Mçrtel . . . . . . . . . . . . . 1276.2.3 Mçrtel mit hydraulischen Kalken

als Bindemittel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1286.2.3.1 Mauerkronenmçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1286.2.3.2 Putzmçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1296.3 Zementgebundene Mçrtel . . . . . . . . . . . . . 1306.3.1 Sanierputze und Feuchteregulierungs-

putze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1306.3.2 Injektions- und Verpressmçrtel . . . . . . . . . 131

7 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131

8 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

B Konstruktion · Bauausf�hrung · Bauwerkserhaltung

I Mauerwerksbr�cken – Untersuchen und Ert�chtigen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137Wilhelm Wilmers, Wetzlar mit Beitr�gen von Ingo Schultz, Wetzlar zur Statik ausgef�hrter Beispiele

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137

2 Vorgehen bei der Br�ckenpr�fung . . . . . . 1382.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1382.1.1 Visuelle Bemusterung . . . . . . . . . . . . . . . . 1382.1.2 Bohrprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1382.1.3 Bohrlochspiegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1392.1.4 Verf�llen der Bohrlçcher . . . . . . . . . . . . . . 1402.2 Untersuchung am Bohrkern . . . . . . . . . . . . 1402.3 Zerstçrungsfreie Pr�fverfahren . . . . . . . . . 1402.4 Untersuchung von Druckfestigkeit und

Elastizit�tsmodul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1402.4.1 Untersuchungsmethode . . . . . . . . . . . . . . . 1402.4.2 Untersuchungsergebnisse . . . . . . . . . . . . . . 141

3 Mauerwerk und seine Ert�chtigung . . . . . 1423.1 Grunds�tzliches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1423.2 Reinigen des Mauerwerks . . . . . . . . . . . . . 1423.3 Steinersatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1423.4 Steinfestiger und Hydrophobierung . . . . . 1423.4.1 Steinfestiger . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1423.4.1.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

3.4.1.2 Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1423.4.2 Hydrophobierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1433.5 Fugenmçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1433.5.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1433.5.2 Ausf�hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1433.5.3 Spritzmçrtel zur Fugenf�llung . . . . . . . . . 1443.6 F�llung des Mauerwerks durch

Injektionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1443.6.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1443.6.2 Ausf�hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1443.6.3 Injektionssuspension . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

4 Vorhandene Konstruktion der Br�cken . . 1454.1 Gr�ndung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1454.1.1 Konstruktionsprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . 1454.1.2 Typische Sch�den Untersp�lung /

Aussp�lung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.1.3 Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.1.3.1 Gr�ndung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.1.3.2 Fundamentmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . 1464.1.4 Ert�chtigung der Gr�ndung . . . . . . . . . . . . 146

Inhaltsverzeichnis IX

4.1.4.1 Erhçhung der Tragf�higkeit der Gr�ndung 1464.1.4.2 Kolksicherung durch Umspundung . . . . . 1474.1.4.3 Kolksicherung durch Betonkragen/Beton-

sch�rze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1474.1.4.4 Kolkschutz durch Sohlsicherung . . . . . . . 1474.1.4.5 Stabilisierung des Fundamentmauerwerks

bei einer Sohlsicherung . . . . . . . . . . . . . . . 1484.2 Aufgehendes Mauerwerk in Widerlagern

und Pfeilern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1484.2.1 Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1484.2.2 Typische Sch�den . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1484.2.3 Untersuchungsmethoden . . . . . . . . . . . . . . 1494.3 Stirnring und Stirnmauer . . . . . . . . . . . . . . 1494.3.1 Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1494.3.2 Typische Sch�den . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504.3.3 Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504.3.4 Sicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504.4 Gewçlbe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504.4.1 Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1504.4.2 Bogenunterseite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.4.2.1 Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.4.2.2 Sicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.4.3 Bogenoberseite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.4.3.1 Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.4.3.2 Typische Sch�den . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1514.4.3.3 Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.4.3.4 Schadensbehebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.5 Fl�gelmauern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.5.1 Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.5.2 Typische Sch�den . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.5.3 Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.5.4 Sicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.6 Br�stungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.6.1 Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.6.2 Typische Sch�den . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1524.6.3 Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1534.6.4 Sicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1534.7 Gel�nder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1534.7.1 Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1534.7.2 Typische Sch�den . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1534.7.3 Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.7.4 Schadensbehebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.8 Br�ckenauff�llung und Abdichtung . . . . . 1544.8.1 Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.8.2 Schadensbilder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.8.3 Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.8.4 Schadensbehebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1544.9 Abdichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1554.9.1 Br�cke mit aufgelegter auskragender

Betonplatte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1554.9.2 Br�cke mit Br�stungen . . . . . . . . . . . . . . . 1564.9.3 Fahrbahnaufbau auf der Abdichtung . . . . 1564.10 Verst�rkungsgewçlbe . . . . . . . . . . . . . . . . 1564.11 Fahrbahn und Gehweg . . . . . . . . . . . . . . . 1564.11.1 Konstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564.11.2 Typische Sch�den . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1564.11.3 Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.11.4 Schadensbehebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.12 Erdkçrper im Anschluss an die Br�cke . . 157

4.12.1 Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.12.2 Untersuchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.12.3 Schadensbehebung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1574.13 Pflanzenwuchs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

5 Ausgef�hrte Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . 1575.1 Elbbachbr�cke Niederhadamar –

St. Wendelinsbr�cke . . . . . . . . . . . . . . . . . 1575.1.1 �berblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1575.1.2 Geometrie und Ansicht . . . . . . . . . . . . . . . 1585.1.3 Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1585.1.4 Gr�ndung und Fundamente . . . . . . . . . . . . 1585.1.5 Zustand vor der Ert�chtigung . . . . . . . . . . 1595.1.5.1 Widerlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1595.1.5.2 Pfeiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1595.1.5.3 Stirnringe und Bogen . . . . . . . . . . . . . . . . 1605.1.5.4 Stirnmauern und Br�stung . . . . . . . . . . . . 1605.1.5.5 Br�ckenauff�llung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1615.1.6 Ert�chtigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1615.1.6.1 Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1615.1.6.2 Tragsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1615.1.6.3 Kolksicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1625.1.6.4 Abdichtung und Fahrbahn . . . . . . . . . . . . . 1625.1.6.5 Beobachtungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1625.1.7 Zustand M�rz 2012 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1635.1.8 Folgerungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1635.2 Lahnbr�cke Runkel . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1635.2.1 �berblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1635.2.2 Geometrie und Ansicht . . . . . . . . . . . . . . . 1645.2.3 Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1665.2.4 Gr�ndung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1665.2.5 Zustand vor der Ert�chtigung . . . . . . . . . . 1675.2.5.1 Widerlager und Pfeiler . . . . . . . . . . . . . . . 1675.2.5.2 Stirnmauern und Br�stungen . . . . . . . . . . 1675.2.5.3 Bçgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1675.2.5.4 Auff�llung und Fahrbahnaufbau . . . . . . . . 1675.2.6 Laboruntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . . 1675.2.7 Ert�chtigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1685.2.8 Zustand der Br�cke im M�rz 2012 . . . . . 1695.2.9 Statik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1705.3 Lahnbr�cke Weilburg . . . . . . . . . . . . . . . . 1715.3.1 �berblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1715.3.2 Geometrie und Ansicht . . . . . . . . . . . . . . . 1715.3.3 Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1715.3.4 Gr�ndung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1735.3.5 Zustand vor der Ert�chtigung . . . . . . . . . . 1735.3.5.1 Baustoffkennwerte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1735.3.5.2 Gr�ndung, Widerlager und Pfeiler . . . . . . 1735.3.5.3 Stirnmauern und Br�stungen . . . . . . . . . . 1745.3.5.4 Bçgen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1745.3.5.5 Fahrbahnaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1755.3.6 Ert�chtigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1755.3.7 Zustand im April 2012 . . . . . . . . . . . . . . . 1755.3.8 Statik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1755.4 Die Dillbr�cke Aßlar – Klein-Alten-

st�dten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1765.4.1 Einf�hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1765.4.2 Untersuchung vor der Ert�chtigung . . . . . 1765.4.2.1 Beschreibung der Ansicht . . . . . . . . . . . . . 176

X Inhaltsverzeichnis

5.4.2.2 Innerer Aufbau und Zustand . . . . . . . . . . . 1775.4.3 Ausgef�hrte Arbeiten zur Ert�chtigung . . 1785.4.4 Zustand am 25.3. 2012 . . . . . . . . . . . . . . . . 1815.4.5 Statik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1815.5 Lahnbr�cke Dutenhofen . . . . . . . . . . . . . . . 1815.5.1 �berblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1815.5.2 Geometrie und Ansicht . . . . . . . . . . . . . . . 1825.5.3 Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1835.5.4 Gr�ndung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1835.5.5 Zustand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1835.5.5.1 Widerlager . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1835.5.5.2 Pfeiler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1835.5.5.3 Stirnringe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

5.5.5.4 Bogenunterseite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1845.5.5.5 Stirnmauern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1845.5.5.6 Br�ckenauff�llung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1845.5.5.7 Br�ckenoberfl�che und Fahrbahn . . . . . . . 1845.5.6 Ert�chtigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1845.5.7 Statik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1855.6 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1875.6.1 Behandlung von Mauerwerk . . . . . . . . . . . 1875.6.2 Br�ckenauff�llung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1885.6.3 Abdichtung und Fahrbahn . . . . . . . . . . . . . 1885.6.4 Kolkschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

6 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188

II Instandsetzung von gerissenem Mauerwerk mit Spiralankern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191Thomas Jahn, Leipzig und Heinz Meichsner, Altenbach

1 Einf�hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

2 Spiralanker als System und ihre Ein-satzgebiete . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

3 Eigenschaften von Mauerwerksrissen undAuswirkungen auf die Instandsetzung . . . 192

4 Funktionsweise der Spiralanker unddie Bedeutung des Verbundes zwischenMauerwerk und Spiralankern . . . . . . . . . . 194

4.1 Wirkprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1944.2 Verbund zwischen Spiralanker und

Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1954.3 Pr�fkçrper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

5 Schlitze im Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . 1985.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1985.2 Abmessungen der Schlitze . . . . . . . . . . . . . 1985.2.1 Vertikale Schlitze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1985.2.2 Horizontale Schlitze . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199

6 Bemessung der Spiralanker . . . . . . . . . . . . 1996.1 Ausgangsgrçßen und Ablauf . . . . . . . . . . . 1996.2 Schematisierte Bemessungslastf�lle . . . . . 2006.3 Bemessungsansatz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

6.4 Eingangsgrçßen f�r die Berechnung undBerechnungsergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . 202

6.5 Formeln zur Berechnung derEinleitungsl�nge les,der Stahlspannung sSpir,R,der rechnerischen Rissbreite wk undder Mauerwerksdehnung eM . . . . . . . . . . . 203

6.6 Zahlenbeispiel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2036.7 Hinweise zur Absch�tzung der Dehn-

l�nge L des Mauerwerks . . . . . . . . . . . . . . 206

7 Materialeigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . 2077.1 Spiralanker . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2077.2 Ankermçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2087.3 Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208

8 Konstruieren mit Spiralankern . . . . . . . . . 2098.1 Mindestwanddicke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2098.2 Verlegerichtung der Spiralanker

in Richtung der Zugkraft . . . . . . . . . . . . . . 2108.3 Spiralanker in einspringenden Ecken . . . . 2108.4 Einzel- oder Gruppenrisse . . . . . . . . . . . . . 2118.5 Ist eine Mindestbewehrung erforderlich? . 212

9 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

III Untersuchungen zur Erhçhung der Schubfestigkeit und der Erdbebensicherheitvon Lehmmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213Jçrg Braun, Dresden

1 Einf�hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

2 Die Zitadelle in Bam und das Erdbebenvom 26. Dezember 2003 . . . . . . . . . . . . . . 213

3 Erhçhung der Schubfestigkeit von Lehm-mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

3.1 Einf�hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2153.2 Bruch- und Materialmodelle f�r

Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215

3.3 Faserarmierte Lehmsteine . . . . . . . . . . . . . 2193.3.1 Ermittlung geeigneter Naturfaserarten

f�r die Armierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2193.3.1.1 Herstellung faserarmierter Lehm-

pr�fkçrper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2203.3.1.2 Versuchsdurchf�hrung und Ergebnis-

auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2203.3.1.3 Bestimmung der Eigenschaften der Natur-

fasern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226

Inhaltsverzeichnis XI

3.3.2 Anwendung faserarmierter Lehmsteinebei der Sanierung der historischenZitadelle in Bam . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

3.4 Verbesserung der Scher- und Haftzug-festigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231

3.4.1 Erhçhung der Scherfestigkeit . . . . . . . . . . 2313.4.1.1 Scherversuche mit variierten Lehmstein-

oberfl�chen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2323.4.1.2 Scherversuche mit variierten Mçrtel-

zusammensetzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . 2353.4.2 Erhçhung der Haftzugfestigkeit . . . . . . . . 2363.4.2.1 Versuchsdurchf�hrung und Ergebnis-

auswertung Zugversuche mit variiertenLehmsteinoberfl�chen . . . . . . . . . . . . . . . . 236

3.4.2.2 Versuchsdurchf�hrung und Ergebnis-auswertung Zugversuche mit variiertenMçrtelzusammensetzungen . . . . . . . . . . . . 237

3.4.3 Optimierung der Scher- und Haftzug-festigkeit auf Grundlage der Versuchs-ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

3.5 Bestimmung der Druckfestigkeit . . . . . . . 2403.5.1 Versuchsdurchf�hrung . . . . . . . . . . . . . . . . 240

3.5.2 Ergebnisauswertung Druckfestigkeit . . . . 2403.6 �bertragung der Versuchsergebnisse

auf das Schubbruchmodell vonMann/M�ller . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242

4 Untersuchungen zur Erdbebensicherheitvon Lehmmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . 243

4.1 Einf�hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2434.2 Erdbebenanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2444.3 Zyklische Schubversuche an W�nden

aus Lehmmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . 2444.3.1 Versuchsdurchf�hrung . . . . . . . . . . . . . . . . 2444.3.2 Versuchsergebnisse Wand 1 –

„traditionelles“ Lehmmauerwerk . . . . . . . 2464.3.3 Versuchsergebnisse Wand 2 –

„optimiertes“ Lehmmauerwerk . . . . . . . . . 2474.3.4 Auswertung der Versuchsergebnisse . . . . 2484.4 Statische Berechnung . . . . . . . . . . . . . . . . 251

5 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255

6 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

C Bemessung

I Analyse des Tragverhaltens von bauphysikalisch optimierten Anschlussdetailseinschaliger Wandkonstruktionen – Entwicklung eines passivhaustauglichenmonolithischen Ziegelsystems f�r �sterreich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261Wolfram J�ger und Stephan Reichel, Dresden; Renate Hammer, Krems

1 Motivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261

2 Konstruktive Erl�uterungen . . . . . . . . . . . 2622.1 Verwendete Materialien . . . . . . . . . . . . . . 2622.2 System und Geometrie . . . . . . . . . . . . . . . 262

3 Anschlussdetails . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2633.1 Deckenanschluss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2633.1.1 Stand der Technik und Optimierung . . . . 2633.1.2 Normative Festlegungen . . . . . . . . . . . . . . 2643.1.3 Nachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2653.2 Wand�berstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2663.2.1 Stand der Technik und Optimierung . . . . 2663.2.2 Normative Festlegungen . . . . . . . . . . . . . . 2663.2.3 Konstruktion und Bemessung . . . . . . . . . . 2673.2.4 Ausf�hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

4 Numerische Untersuchungen . . . . . . . . . . 2684.1 Modellierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2694.2 Lastannahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2704.3 Spannungs- und Schnittkraftermittlung . . 2714.4 Vorschlag zur Bestimmung des Abmin-

derungsfaktors am Wandkopf . . . . . . . . . . 2724.5 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2744.6 Vorbereitung der experimentellen Unter-

suchungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277

5 Experimentelle Untersuchungen . . . . . . . . 2805.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2805.2 Materialversuche . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2805.3 Versuche am Wand-Decken-Knoten

ohne Ber�cksichtigung der Decken-verdrehung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282

5.4 Versuche am Wand-Decken-Knotenmit Ber�cksichtigung der Decken-verdrehung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 285

5.4.1 Versuchsaufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2855.4.2 Versuchsdurchf�hrung . . . . . . . . . . . . . . . . 2855.4.3 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2865.4.4 Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2875.4.5 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit . 2895.4.6 Vergleich mit einwirkenden Lasten . . . . . 2915.5 Versuche zum Wand�berstand . . . . . . . . . 2925.5.1 Aufbau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2925.5.2 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2935.5.3 Auswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

6 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293

7 Fazit und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

8 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

XII Inhaltsverzeichnis

D Bauphysik · Brandschutz

I Elbphilharmonie Hamburg: Statisch-konstruktive und bauphysikalische Untersuchungenam Bestandsmauerwerk des Kaispeichers A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299Toralf Burkert, Weimar und Rudolf Plagge, Dresden

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

2 Bauwerkserkundungen . . . . . . . . . . . . . . . . 3012.1 Bestandsaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3022.2 Schadensaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3032.3 Materialuntersuchungen . . . . . . . . . . . . . . . 3042.3.1 Probenahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3042.3.2 Ermittlung von Materialkennwerten . . . . . 3052.3.2.1 Druckfestigkeit Ziegel . . . . . . . . . . . . . . . . 3052.3.2.2 Druckfestigkeit Mçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . 3062.3.2.3 Frostwiderstand Vormauerziegel . . . . . . . . 3072.3.2.4 Salzanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3082.3.2.5 Stahlanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3082.3.3 Ergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3082.3.3.1 Druckfestigkeit und Rohdichte der Ziegel-

steine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3082.3.3.2 Frostwiderstand der Vormauerziegel . . . . 3082.3.3.3 Druckfestigkeit von Mauer- und

Verfugmçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3092.3.3.4 Salzanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3092.3.3.5 Stahlanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3102.4 Schadens- und Bauzustandsanalyse

der Mauerwerkskonstruktion . . . . . . . . . . . 310

3 Geplante Nutzung des Speichers,Bauablauf und sich daraus ergebendeProblemstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310

3.1 Entkernung des Speichergeb�udes undAnbindung der neuen Decken . . . . . . . . . . 310

3.2 Zustimmungen im Einzelfall . . . . . . . . . . . 3133.2.1 Querkraftverankerung mittels Verbund-

d�bel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3133.2.1.1 Beschreibung des Antragsgegenstandes . . 3133.2.1.2 Experimentelle Untersuchungen . . . . . . . . 3133.2.2 Ausf�hrung des Verblendmauerwerks –

Nachweis der Kopfverzahnung . . . . . . . . . 3153.2.2.1 Beschreibung des Antragsgegenstandes . . 3153.2.2.2 Nachweise der bestehenden Konstruktion

(Kopfverzahnung) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3163.2.2.3 Experimentelle Untersuchungen . . . . . . . . 3163.3 Nachverd�belung der zweischaligen

Mauerwerksbereiche . . . . . . . . . . . . . . . . . 3193.4 Absch�tzung der Verformungsbegrenzung

des Abfangtr�gers an der Ostfassade . . . . 3213.4.1 Berechnungsannahmen . . . . . . . . . . . . . . . 3223.4.2 Berechnungsergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . 3233.4.3 Schlussfolgerungen aus den Berechnungs-

ergebnissen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3273.4.4 Umsetzung der Pr�ventivmaßnahmen

am Bau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3293.5 Verankerung der Ziegel-Vorhangschale

im neu errichteten 7. OG . . . . . . . . . . . . . . 3293.5.1 Auflagerkonsole . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3293.5.2 Verankerung der Vormauerschale . . . . . . . 331

3.5.3 Fenster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3333.5.4 Dehnfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3343.5.5 Lagerfugenbewehrung der Vormauer-

schale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3343.5.6 Auflagerkonsole f�r das Ziegelfertigteil

der Attika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 336

4 Bauphysikalisches Konzept . . . . . . . . . . . . 3374.1 Beurteilung des Bestandsmauerwerks . . . . 3374.1.1 Feuchtezustand der Konstruktion . . . . . . . 3384.1.2 Feuchtegehalt der Mauerwerksw�nde . . . . 3384.1.3 Adaptive hydrophobe Impr�gnierung . . . . 3384.1.3.1 Untersuchung von Bestandsziegeln

des Kaispeichers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3384.1.3.2 Ergebnisse der Ziegeluntersuchungen . . . . 3394.1.4 Beurteilung zur Wahl eines Innend�mm-

systems im Hinblick auf die Austrocknungdes Mauerwerkes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 340

4.1.4.1 Vergleichende Betrachtung zu unter-schiedlichen Innend�mmsystemen . . . . . . 341

4.1.4.2 Simulationsergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . 3414.1.5 Zusammenfassende Bemerkungen zu

den bauphysikalischen Untersuchungen . . 3424.2 Stochastische hygrothermische

Simulation zur Absicherung dergew�hlten Konstruktionsvariante . . . . . . . 342

4.2.1 Beschreibung der unterschiedlichenVarianten des Wandaufbaus . . . . . . . . . . . 343

4.2.2 Beschreibung der stochastischenProzesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344

4.2.2.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3444.2.2.2 Verwendete Zufallsvariablen . . . . . . . . . . . 3444.2.3 Evaluationskriterien . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3464.2.3.1 Hygrothermisches Verhalten der

Konstruktion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3464.2.3.2 Hygrothermisches Modell zur Vorhersage

von Schimmelwachstum . . . . . . . . . . . . . . 3464.2.3.3 Hygrothermische Belastungskennzahlen . 3474.2.4 Ergebnisse der stochastischen

Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3484.2.4.1 Sanierter Wandaufbau mit Calcium-

silikat-Innend�mmung . . . . . . . . . . . . . . . . 3484.2.4.2 Sanierter Wandaufbau mit Calcium-

silikat-Innend�mmung und adaptiverhydrophober Impr�gnierung mit FuncosilElbphilharmonie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353

4.2.4.3 Vergleich der hygrothermischenPerformance einer sanierten, innenged�mmten Wand mit Calciumsilikatohne Schlagregenschutz und mitadaptiver hydrophober Impr�gnierung(Funcosil Elbphilharmonie) . . . . . . . . . . . . 357

Inhaltsverzeichnis XIII

4.2.5 Schlussfolgerungen aus den stochastisch-hygrothermischen Simulationsrechnungen 358

5 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359

6 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359

7 Bildnachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361

II Feuchteschutz von Mauerwerk durch hygrothermische Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363Hartwig M. K�nzel, Holzkirchen

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

2 Auswirkungen von Feuchtein Baukonstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . 363

2.1 Feuchtebedingte Erhçhung des Heiz-energieverbrauchs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363

2.2 Sch�den durch physikalische Prozesse,z. B. Frost-Tau-Wechsel, Salz-kristallisation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364

2.3 Sch�den durch chemische Reaktionen,z. B. Korrosion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365

2.4 Sch�den in Form von mikrobiellemWachstum auf Baustoffen . . . . . . . . . . . . . 366

2.5 Alterung oder Entfestigung durch Feuchte-wechsel- (Quell- und Schwindvorg�nge)sowie Temperaturwechselbeanspruchung 366

3 Instation�re Feuchte- und Temperatur-beanspruchung von Außenw�nden . . . . . . 367

3.1 Schlagregen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3693.2 Tauwasser von außen . . . . . . . . . . . . . . . . 3703.3 Einbaufeuchte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371

4 Grundlagen des instation�ren W�rme-und Feuchtetransports . . . . . . . . . . . . . . . . 372

4.1 W�rmespeicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3724.2 W�rmeleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3734.3 W�rmetransport durch Enthalpiestrçme

mit Phasen�nderung . . . . . . . . . . . . . . . . . 3754.4 Feuchtespeicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3754.5 Feuchtetransportph�nomene . . . . . . . . . . . 3764.6 Gekoppelte Transportgleichungen . . . . . . 3814.7 Durchf�hrung einer hygrothermischen

Simulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3814.8 Anwendungs- und Validierungsbeispiel . . 382

5 Normen und Richtlinien zur rechnerischenFeuchteschutzbeurteilung . . . . . . . . . . . . . 385

5.1 Dampfdiffusionsberechnung nach Glaser 3855.2 Hygrothermische Simulation . . . . . . . . . . 3875.3 Vergleich der Ergebnisse von Glaser-

Berechnung und hygrothermischerSimulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389

6 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390

7 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 390

III Brandschutztechnische Beurteilung historischer Mauerwerkskonstruktionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393Gerd Geburtig, Weimar

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393

2 Brand- und Bestandsschutz . . . . . . . . . . . . 3932.1 Auslegungen des Bestandsschutzes . . . . . 3932.2 Ganzheitliche brandschutztechnische

Bestandsaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3942.2.1 Rettungswege . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3942.2.2 Baulicher Bestand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3942.2.3 Brandschutztechnische Anlagentechnik . . 3952.2.4 Betrieblich-organisatorische Regelungen . 395

3 Beurteilung bestehender Konstruktionenaus Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 395

3.1 Grunds�tzliches . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3953.2 Beurteilung historischer Konstruktionen

anhand bauzeitlicher Regeln und Normen 3953.3 W�nde, Pfeiler und St�tzen . . . . . . . . . . . 3983.3.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3983.3.2 W�nde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3983.3.3 Pfeiler und St�tzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4003.4 Decken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4033.5 Treppen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403

3.6 Durchdringungen und �ffnungsabschl�ssein Mauerwerksw�nden . . . . . . . . . . . . . . . 404

3.7 Gegenw�rtige Nachweismçglichkeiten . . 404

4 Geeignete Nachr�stungsmaßnahmen . . . . 4054.1 Rahmenbedingungen f�r Nachr�stungen . 4054.2 Verbesserungen durch Putzbeschich-

tungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4054.3 Herstellen des Raumabschlusses . . . . . . . 4064.4 Erforderliche Dokumentation

von Nachr�stungsmaßnahmen . . . . . . . . . 408

5 Brandschutzkonzepte f�r Bestands-geb�ude . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408

5.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4085.2 Einbeziehen der vorgenommenen

Bestandsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4095.3 Umgang mit Abweichungen und

Erleichterungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 409

6 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411

XIV Inhaltsverzeichnis

IV Tragwerksbemessung f�r den Brandfall nach Eurocode 6 – Erl�uterungen zumNationalen Anhang zu DIN EN 1996-1-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413Christiane Hahn, Hamburg/Braunschweig

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413

2 Wesentliche Merkmale zum Brand-verhalten von Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . 414

3 Brandpr�fungen national nach DIN 4102-2bzw. -3 sowie europ�isch nachDIN EN 1365-1 bzw. DIN EN 1364-1 . . . 414

3.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4143.2 Nichttragende Mauerwerksw�nde . . . . . . . 4153.3 Tragende Mauerwerksw�nde . . . . . . . . . . . 415

4 Gegen�berstellung der nationalen undeurop�ischen Bemessungsgrundlagen imBrandfall . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416

4.1 DIN 4102-4 und DIN 4102-4/A1 sowieDIN 4102-22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416

4.2 DIN EN 1996-1-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4164.3 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416

5 Tragwerksbemessung im Brandfall nachDIN EN 1996-1-2 in Verbindung mit demNationalen Anhang DIN EN 1996-1-2/NA 416

5.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416

5.2 Bemessungsverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . 4185.3 Brandschutznachweise in Abh�ngigkeit

von der Steinart . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4215.3.1 Grundlagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4215.3.2 Ziegelmauerwerk nach DIN EN 771-1

in Verbindung mit DIN 20000-401 . . . . . . 4215.3.3 Kalksandsteinmauerwerk nach

DIN EN 771-2 in Verbindung mitDIN 20000-402 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426

5.3.4 Leichtbetonmauerwerk nachDIN EN 771-3 in Verbindung mitDIN 20000-403 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434

5.3.5 Porenbetonmauerwerk nachDIN EN 771-4 in Verbindung mitDIN 20000-404 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 440

5.4 Rechenverfahren – Ingenieurmethoden . . 4445.5 Konstruktionsdetails . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444

6 Schlussfolgerungen, weiteres Vorgehenund Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444

7 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445

V Zukunftssicher bauen – Wie die Energiewende das Bauen ver�ndert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447Hans-Dieter Hegner, Berlin und Torsten Schoch, Kloster Lehnin

1 Politische Zielsetzungen, Rahmen-bedingungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447

2 Neue Anforderungen an das energiesparendeBauen durch die EU-Richtlinie �ber dieGesamtenergieeffizienz von Geb�uden . . 448

3 Die EnEV 2012/2013, Fçrdermittel . . . . . 449

4 Forschungsinitiative Zukunft Bau . . . . . . . 449

5 Entwicklung der Effizienzhaus-Marke . . . 450

6 Effizienzhaus Plus mit Elektromobilit�tdes BMVBS in Berlin . . . . . . . . . . . . . . . . 452

7 Fçrderprogramm f�r Effizienzh�user Plus 455

8 �bertragung des Standards Effizienz-haus Plus auf Massivbauten: M1-Hausder Firmen Xella und Elbehaus . . . . . . . . . 458

9 Optimierung im Detail: W�rmebr�cken . . 466

10 Welche TGA-Anlage passt zum Haus? . . 471

11 Wie nachhaltig ist ein massives Haus? . . . 473

12 Fazit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 475

13 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476

E Normen · Zulassungen · Regelwerk

I Geltende Technische Regeln f�r den Mauerwerksbau (Deutsche, Europ�ische undInternationale Normen) (Stand 30.9.2012) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479Immo Feine, Berlin

1 Vorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 479

2 Erl�uterungen zur Anwendung des Euro-codes 6: „Bemessung und Konstruktionvon Mauerwerksbauten“ vor der Bekannt-machung als Technische Baubestimmung . 480

2.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 480

2.2 Tragwerksbemessung f�r allgemeineLastf�lle (Kaltbemessung) . . . . . . . . . . . . . 480

2.3 Tragwerksbemessung f�r den Brandfall . . 4802.4 Endg�ltige bauaufsichtliche Einf�hrung

des Eurocodes 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481

3 Regelwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481

Inhaltsverzeichnis XV

II Verzeichnis der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen f�r den Mauerwerksbau(Stand 31.8.2012) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495Wolfram J�ger, Dresden und Roland Hirsch, Berlin

1 Mauerwerk mit Normal- oder Leicht-mçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496

1.1 Mauersteine �blichen Formates . . . . . . . . 4961.1.1 Mauerziegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4961.1.2 Ziegel mit integrierter W�rmed�mmung . 5061.1.3 Verf�llziegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5071.1.4 Kalksandsteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5081.1.5 Betonsteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5091.1.5.1 Vollsteine und Vollblçcke . . . . . . . . . . . . 5091.1.5.2 Hohlblocksteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5141.1.5.3 Hohlblocksteine mit integrierter W�rme-

d�mmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5151.1.6 Sonstige Mauersteine . . . . . . . . . . . . . . . . 5151.2 Mauersteine grçßeren Formates . . . . . . . . 5161.2.1 Mauerziegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5161.2.2 Betonsteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5161.3 Mauermçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5171.3.1 Leichtmçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5171.3.2 Sonstige Mçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517

2 Mauerwerk mit D�nnbettmçrtel . . . . . . . . 5172.1 Plansteine �blichen Formates und daf�r

zugelassene D�nnbettmçrtel . . . . . . . . . . . 5172.1.1 Planziegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5172.1.2 Planziegel mit integrierter W�rme-

d�mmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5362.1.3 Planverf�llziegel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5442.1.4 Kalksand-Plansteine . . . . . . . . . . . . . . . . . 5472.1.5 Porenbeton-Plansteine . . . . . . . . . . . . . . . . 5502.1.6 Beton-Plansteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5532.1.6.1 Planvollsteine und Planvollblçcke . . . . . . 5532.1.6.2 Planhohlblocksteine . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5612.1.6.3 Plansteine aus Leichtbeton mit integrierter

W�rmed�mmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 565

2.2 Planelemente und daf�r zugelasseneD�nnbettmçrtel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 573

2.2.1 Planziegel-Elemente . . . . . . . . . . . . . . . . . 5732.2.2 Kalksand-Planelemente . . . . . . . . . . . . . . . 5742.2.3 Porenbeton-Planelemente . . . . . . . . . . . . . 5802.2.4 Beton-Planelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5812.3 Wandbauart aus Planelementen in

drittel- oder halbgeschosshoherAusf�hrung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 583

2.4 Weitere D�nnbettmçrtel . . . . . . . . . . . . . . 584

3 Mauerwerk mit Mittelbettmçrtel . . . . . . . 585

4 Vorgefertigte Wandtafeln . . . . . . . . . . . . . 5874.1 Geschosshohe Mauertafeln . . . . . . . . . . . . 5874.2 drittel- oder halbgeschosshohe Mauer-

tafeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5894.3 Verguss- und Verbundtafeln . . . . . . . . . . . 590

5 Geschosshohe Wandtafeln . . . . . . . . . . . . 590

6 Schalungsstein-Bauarten . . . . . . . . . . . . . . 591

7 Trockenmauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592

8 Mauerwerk mit PU-Kleber . . . . . . . . . . . . 593

9 Bewehrtes Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . . . 5949.1 Bewehrung f�r bewehrtes Mauerwerk . . . 5949.2 Hochlochziegel f�r bewehrtes Mauerwerk 5949.3 St�rze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594

10 Erg�nzungsbauteile . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59610.1 Mauerfuß-D�mmelemente . . . . . . . . . . . . 59610.2 Anker zur Verbindung der Mauerwerks-

schalen von zweischaligen Außenw�nden 59610.3 Sonstige Erg�nzungselemente . . . . . . . . . 598

Anhang Zulassungs�bersicht . . . . . . . . . . 599

F Forschung

I �bersicht �ber abgeschlossene und laufende Forschungsvorhaben im Mauerwerksbau . . . . . . . . . 617Anke Eis und Sebastian Ortlepp, Dresden

Vorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617

Forschungsstellen (F). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 617

1 Abgeschlossene Forschungsvorhaben . . . 6201.1 �bersicht Forschungsprojekte und

Forschungsstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6201.2 Kurzberichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6211.2.1 Risssicherheit von Außenputzen . . . . . . . . 6211.2.2 �berpr�fung der ansetzbaren Verbund-

spannungen f�r die Verankerung derBewehrungsst�be in Mauerwerk nachDIN 1053-3 und DIN EN 1996-1-1 . . . . . 623

1.2.3 Anwendung der Kapazit�tsspektrum-Methode zum Nachweis von Mauer-werksbauten unter Erdbebenbelastung . . . 625

1.2.4 Nachtr�gliche Hohlraumd�mmungdes Außenmauerwerks – Anwendungund Dauerhaftigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . 626

1.2.5 Vorschlag f�r ein neues Verfahrenzur Pr�fung der Druckfestigkeit vonbestehendem Mauerwerk . . . . . . . . . . . . . . 626

1.2.6 Charakterisierung von Lehmmauerwerkunter statischer Druck- und Schub-beanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 629

XVI Inhaltsverzeichnis

2 Laufende Forschungsvorhaben . . . . . . . . . 6332.1 �bersicht Forschungsprojekte und

Forschungsstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6332.2 Kurzberichte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6342.2.1 Standsicherheit horizontal belasteter

Mauerwerkw�nde unter geringer Auflast . 6342.2.2 Risssicherheit von nichttragenden

Trennw�nden aus Porenbeton . . . . . . . . . . 6342.2.3 SIM Stoffkreislauf im Mauerwerksbau

(Gesamtprojekt) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6352.2.4 SIM Stoffkreislauf im Mauerwerksbau –

Vegetationssubstrate aus rezykliertenGesteinskçrnungen aus Mauerwerk(AiF-Nr.: 17319-N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 636

2.2.5 SIM Stoffkreislauf im Mauerwerksbau –Verwertungsoptionen f�r rezyklierteGesteinskçrnungen aus Mauerwerk in derSteine- und Erden-Industrie(AiF-Nr.: 17251-N) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637

2.2.6 SIM Stoffkreislauf im Mauerwerksbau –Ganzheitliche Eignungsbewertungpotenzieller Recyclingwege f�r Mauer-werksrestmassen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 637

2.2.7 SIM Stoffkreislauf im Mauerwerksbau –Nachhaltigkeitsanalyse f�r das Mauer-werksrecycling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641

2.2.8 Entwicklung eines Pr�fverfahrens f�rHuminstoffe – Teil 2 (AiF-Nr.: 17339-N) 645

2.2.9 Energetische und mechanischeOptimierung des Anschlusses der Deckean monolithische Außenw�nde ausMauerwerk mit Passivhausstandard . . . . . 646

2. 2.10 Leichtgranulate aus Mauerwerkbruchf�r die Betonherstellung . . . . . . . . . . . . . . 648

2. 2.11 Kalksandstein-Recycling-Material f�rden Deponiebau – Methanox II (AiF) . . . 653

II Experimentelle und numerische Untersuchungen zur Biegezugfestigkeit von Mauerwerk . . . . . . . . 655Ulf Schmidt, Neuwied und Wolfgang Brameshuber, Aachen

1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 655

2 Biegezugfestigkeit parallel zu denLagerfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656

2.1 Einflussgrçßen und bisherigeBerechnungsans�tze . . . . . . . . . . . . . . . . . . 656

2.1.1 Einflussgrçßen und Tragverhalten . . . . . . 6562.1.2 Berechnungs- und Bemessungsans�tze . . . 6572.2 Eigene Untersuchungen zum Biege-

tragverhalten parallel zu den Lagerfugen . 6592.2.1 Untersuchte Materialien und deren

Eigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6592.2.1.1 Untersuchte Materialien . . . . . . . . . . . . . . . 6592.2.1.2 Materialkennwerte der Mauersteine und

Grçßeneffekt auf die Biegezugfestigkeit . 6592.2.1.3 Materialkennwerte des Verbundes unter

Scherbeanspruchung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6622.2.2 Untersuchungen an Mauerwerkw�nden . . 6642.2.2.1 Experimentelle Untersuchungen . . . . . . . . 6642.2.2.2 Numerisches Modell . . . . . . . . . . . . . . . . . 6652.2.2.3 Kalibrierung des Modells und weitere

experimentelle Untersuchungsergebnisse . 6662.2.3 Durchf�hrung von Parameterstudien und

Herleitung von Berechnungsgleichungen . 669

2.2.3.1 Steinversagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6692.2.3.2 Fugenversagen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6742.2.3.3 Vergleich mit eigenen und fr�heren

Versuchsergebnissen . . . . . . . . . . . . . . . . . 677

3 Biegezugfestigkeit senkrecht zu denLagerfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 680

3.1 Einflussgrçßen und bisherigeBerechnungsans�tze . . . . . . . . . . . . . . . . . . 680

3.1.1 Einflussgrçßen und Tragverhalten . . . . . . 6803.1.2 Berechnungs- und Bemessungsans�tze . . . 6813.2 Eigene Untersuchungen zum Biege-

tragverhalten senkrecht zu denLagerfugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683

3.2.1 Untersuchte Materialien und derenEigenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 683

3.2.1.1 Untersuchte Materialien . . . . . . . . . . . . . . . 6833.2.1.2 Materialkennwerte der Verbundfugen und

Grçßeneffekt auf die Biegezugfestigkeit . 6833.2.2 Experimentelle Untersuchungen

an Mauerwerkw�nden . . . . . . . . . . . . . . . . 684

4 Zusammenfassung und Ausblick . . . . . . . . 686

5 Literatur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 686

Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 689

Inhaltsverzeichnis XVII

I Mauerwerksbr�cken – Untersuchen und Ert�chtigenWilhelm Wilmers, Wetzlar mit Beitr�gen von Ingo Schultz, Wetzlar zur Statik ausgef�hrter Beispiele

1 Einleitung

Mauerwerksbr�cken pr�gen das Bild einer Stadt oderLandschaft. Sie sind Zeugen der Ingenieurs- und Hand-werkskunst fr�herer Generationen. Viele haben Jahr-hunderte �berdauert und kçnnen auch weitere Jahrhun-derte bestehen, wenn sie angepasst ert�chtigt und un-terhalten werden. Was bedeutet „angepasst“ in diesemFalle? Die gew�hlte Bauweise muss mit den physika-lischen Eigenschaften des Mauerwerks und dem stati-schen System kompatibel sein und sie muss unsererTechnik entsprechen, was die Arbeitsweise und das ver-wendete Material betrifft. Mit Ert�chtigung ist gemeint,dass das Ergebnis der Arbeiten nicht nur der urspr�ng-liche Zustand sein soll, sondern dass die Br�cke denheutigen Anforderungen an die Belastbarkeit gerechtwerden muss (Lastklasse entsprechend der Bedeutungdes Verkehrswegs).Grundlage einer Ert�chtigung ist eine gr�ndliche Unter-suchung des Bestands und eventueller Sch�den. AlsBestand wird die Geometrie und die Konstruktion so-wie die materielle Zusammensetzung und der Zustandverstanden. Sch�den kçnnen �ußerlich erkennbar, aberauch im Inneren verschlossene Defizite sein. H�ufigerschließen sich diese erst w�hrend der Arbeiten zurErt�chtigung.

Im Folgenden werden Grunds�tze diskutiert und bau-teilbezogen Konstruktionsprinzipien der untersuchtenBr�cken dargestellt, Untersuchungsmethoden geschil-dert, typische Sch�den an Beispielen erçrtert und an-schließend die im Einzelfall gew�hlte Ert�chtigungs-methode gezeigt. Abschließend wird die Vorgehens-weise bei der Ert�chtigung von f�nf Br�cken erl�utertund die dabei gewonnene Erfahrung dargestellt.F�r die Bemessung wird auf die Abschnitte 5.2.9, 5.3.8,5.4.5 und 5.5.7 von Dipl.-Ing. Ingo Schultz zur Statikvon ausgef�hrten Beispielen hingewiesen. Die Erfah-rung hat gezeigt, dass Gewçlbebr�cken eine hohe Trag-reserve haben. Br�cken, die �ber Jahrzehnte oder Jahr-hunderte den Verkehr ohne Belastungssch�den getragenhaben, sind daf�r ein Beweis (Abschn. 5.5.7). Ein be-sonders deutliches Beispiel daf�r war eine Br�cke, dievon Lastwagen und Panzern schadlos befahren wurde,obwohl die Mçrtelfugen in der Gewçlbeunterseite biszur halben Gewçlbehçhe leer waren. Nach verschiede-nen Untersuchungen [1, 2] sind gravierende Sch�den inden letzten Jahrzehnten nie am Tragsystem aufgetreten.Die vereinzelt aufgetretenen Sch�den und Teilzerstç-rungen von Bogenbr�cken beruhten auf der Unter-sp�lung von Fundamenten, sind also auf eine nichtausreichende Kolksicherheit zur�ckzuf�hren. Das giltauch f�r die in [3] zitierten Einst�rze der Westminister

B Konstruktion · Bauausf�hrung · Bauwerkserhaltung 137

Mauerwerk-Kalender 2013: Bauen im Bestand.Herausgegeben von Wolfram J�ger� 2013 Ernst & Sohn GmbH & Co. KG. Published 2013 by Ernst & Sohn GmbH & Co. KG.

Bild 1. Lahnbr�cke Runkel(15. Jahrhundert)

Bridge in Humberside County und Wilson Bridge inTours (nach Recherche im Internet).Die Beispiele dieses Beitrags sind das Ergebnis der Be-sch�ftigung der Baustoff- und Bodenpr�fstelle Wetzlarder Hessischen Straßen- und Verkehrsverwaltung (heu-te Hessen Mobil – Straßen- und VerkehrsmanagementWetzlar, Dezernat Straßenbautechnik, Erhaltungs- undEntsorgungsmanagement) mit der Untersuchung undtechnischen Beratung bei der Sanierung und Ert�chti-gung von �ber 30 Steinbr�cken in Mittelhessen. DieBauzeit der Bauwerke reicht vom 13. bis ins 20. Jahr-hundert. Das �lteste Beispiel, die Elbbachbr�cke Nie-derhadamar, ist vermutlich die �lteste noch bestehendeBr�cke in Hessen und z�hlt zu den �ltesten erhaltenenBr�cken in Deutschland �berhaupt [4].Wo nicht anders angegeben, sind alle Bilder und Skiz-zen vom Verfasser. Die Verçffentlichung des Bildes 59wurde von der Verlagsgruppe Lahn-Dill in Wetzlar ge-nehmigt, die der Bilder 46, 52, 53, 65, 68, 69 bis 71, 77,78 und 79 vom Ingenieurb�ro Ingo Schultz, Wetzlar.Die Verçffentlichung ist nur mçglich durch die freund-liche Genehmigung durch die Leitung von Hessen Mo-bil – Straßen- und Verkehrsmanagement. Die Wieder-gabe von Unterlagen und die Beschreibung der Ert�ch-tigung der Dillbr�cke Aßlar – Klein-Altenst�dten er-folgt mit Zustimmung der Stadt Aßlar, die derLahnbr�cke Dutenhofen mit Genehmigung durch dieStadt Wetzlar.

2 Vorgehen bei der Br�ckenpr�fung2.1 Grundlagen

Grundlage aller Untersuchungen ist die Erfassung derGeometrie des Bauwerks und, so weit wie mçglich, sei-ner bautechnischen Vorgeschichte. Die Skizzen im Bau-werksbuch sind eine erste Orientierung. F�r eine um-fangreiche Untersuchung und Sanierungsplanung rei-chen diese meist nicht aus und sollten durch Pl�ne inkleinen Maßst�ben (1 :100/1 :50) erg�nzt werden. Be-sonders gut gelang dies mit terrestrischer Photogramme-trie. Damit sind auch Ansichtspl�ne mit Darstellung desMauerwerkgef�ges bis zu einzelnen Steinen herzustel-len. In den meisten F�llen wurden die Bauwerke tachy-metrisch aufgenommen. Immer wurden Fotografien zurUnterst�tzung und zur Dokumentation herangezogen.F�r die einfache Erstellung eines Ansichtsplanes kannein gutes Foto, zur Vermeidung von Verzerrungen mithorizontalem Blick aufgenommen und zur maßst�bli-chen Darstellung auf dem Objekt mit Messmarkierungenversehen, genutzt werden. Heute stehen Laserscanver-fahren f�r die Planherstellung zur Verf�gung [5].Sch�den wurden in Fotos oder Ansichtspl�ne einkar-tiert. Die Lage von Bohrungen und sonstigen Auf-schl�ssen wurde nach Koordinaten eingemessen undin die Pl�ne �bertragen. Die Schichtenbeschreibungender Bohrungen wurden in die Bauwerksschnitte einge-zeichnet.

Die Geschichte des Bauwerks kann wichtige Informa-tionen bieten. Die Kenntnis, welche Bauteile z. B. durchSprengung bei Kriegsende oder durch Bomben zerstçrtbzw. besch�digt wurden, lenkt die Aufmerksamkeit aufUnterschiede in der Konstruktion innerhalb einer Br�-cke (Abschn. 5.3). Pl�ne von Aus- oder �berbauten inden letzten Jahrzehnten sind ebenso wichtig. Dazu ge-hçren auch Informationen �ber verwendete Baustoffeund Konstruktionen, z. B. �ber ausgef�hrte Abdichtun-gen. Diese sollten aus dem Br�ckenbuch hervorgehen.Der innere Aufbau, die Struktur und der Zustand wur-den mit Kernbohrungen erkundet. Die Druckfestigkeitvon Gestein und Mçrtel wurde durch Messungen mitdem R�ckprallhammer nach Schmidt am Bauwerkund am Bohrkern abgesch�tzt. An daf�r geeignetenBohrkernen sowie an Mauerwerksprismen vom Ab-bruch einer Br�cke wurden Druckfestigkeit und Elasti-zit�tsmodul von Mçrtel und Steinen im Labor bestimmt.

2.1.1 Visuelle Bemusterung

Die Br�ckenpr�fung am Objekt beginnt mit einer �ber-sichtsbemusterung die mindestens folgende Punkte er-fassen muss:– Geometrie des Bauwerks einschließlich Br�stung/

Gel�nder,– Zahl der Bçgen,– Form der Bçgen (Halbkreis, Kreissegment, Korb-

bogen),– Art von Widerlagern und St�tzen,– Art des Mauerwerks,– sp�tere Erg�nzungen: z. B. Ein- oder �berbauten

aus Beton,– �berbaubreite und Fahrbahnbreite,– Gehwege,– Befestigung/Belag von Fahrbahn und Gehwegen,– �bergang in den anschließenden Straßenkçrper

(Damm und Fahrbahn),– Abdichtung der Fugen in der Fahrbahn zwischen

�berbau und anschließender Straße.Bei der Beschreibung der Br�cken wurde immer derBlick in Fließrichtung gew�hlt (linkes Widerlager / lin-ker Pfeiler), auch wo Pl�ne das Bauwerk mit Blick ge-gen die Fließrichtung wiedergeben.

2.1.2 Bohrprogramm

Das Bohrprogramm f�r eine Br�cke muss den Aufbaustrukturell und stofflich erkennen lassen. FolgendesSystem hat sich bei den Untersuchungen bew�hrt, ließsich aus unterschiedlichen Gr�nden aber nicht �berallvollst�ndig realisieren:– eine Vertikalbohrung in jedem Widerlager und jeder

St�tze bis 2 m unter Fundamentunterkante;– eine Vertikalbohrung in jedem Bogenscheitel;– je eine Vertikalbohrung im 1/3-Punkt vor den Wi-

derlagern, um festzustellen, ob die Bçgen zumK�mpfer hin dicker werden;

– je eine Horizontalbohrung durch jeden Pfeiler;

138 B Konstruktion · Bauausf�hrung · Bauwerkserhaltung

– je zwei hçhenversetzte Horizontalbohrungen durchjedes Widerlager, die zeigen, ob das Widerlagernach hinten senkrecht abgeschlossen ist oder ob essich nach unten verbreitert, was besonders bei Gr�n-dungen auf weniger tragf�higem Untergrund vor-kommt;

– je eine Sch�rfe neben den Fundamenten, um dieGr�ndungsohle zu sehen;

– Baugrundaufschlussbohrungen neben der Br�cke, dieden Untergrund so tief erkennen lassen, wie f�r dieGr�ndungsbeurteilung nçtig, wenn die Bohrungendurch Widerlager und Pfeiler daf�r nicht ausreichen.

Vertikale Kernbohrungen f�r die Mauerwerkserkun-dung wurden grunds�tzlich mit Sp�lbohrungen im Dop-

pelkernrohrverfahren mit Diamantkronen ausgef�hrt. Jegrçßer der Durchmesser, umso besser das Ergebnis.Gefordert wurde ein Mindestkerndurchmesser von100 mm, was nicht immer erreicht worden ist. Dabeimusste aber auch auf das Verh�ltnis von der Breiteder Kronenlippe zum Innendurchmesser der Krone ge-achtet werden. Je dicker die Lippe, umso grçßer dieBeanspruchung des Mauerwerks und des Bohrkerns,was die Qualit�t des Bohrergebnisses stark beeintr�ch-tigen kann. Gute Ergebnisse sind mit der Craelius-Gar-nitur 116 D und grçßer gemacht worden. Die K-Garni-turen haben eine zu dicke Kronenlippe.Beim horizontalen Bohren braucht man keine Kern-fangeinrichtung. Hier brachten Einfachkernrohre mitd�nner Lippe (ca. 5 mm) mit einem Kerndurchmesservon 150 mm, wie sie auch f�r Straßendeckenbohrungen�blich sind, die besten Ergebnisse. Bei einem besonderslockeren Mauerwerk konnten aber erst mit einemDurchmesser von 200 mm aussagekr�ftige Bohrkerneerzielt werden.Vertikale Bohrungen f�r die Verpressung sollten nachAuff�llung der Br�cke mit Leichtbeton, aber vor Auf-legen einer Abdichtung und einer Betonplatte, durch dieAuff�llung hindurch bis auf die Gr�ndungssohle, eben-falls mit Doppelkernrohren, ausgef�hrt werden. Hierf�rist die Craelius-T-Garnitur mit Anfangsdurchmesser86 mm und eventuelles Absetzen auf 76 mm (T 86bzw. T 76 nach DIN EN ISO 22475-1 [6]) g�nstig.Soll auch von Pfeilerkçpfen aus mit einem kleinen Ger�tgebohrt werden, ist die Garnitur T 76 zu empfehlen.Doppelkernrohrbohrungen schonen das Mauerwerkmehr als Einfachkernrohrbohrungen und lassen denBohrkern leichter gewinnen. Außerdem wird der Bohr-kern weniger beansprucht, das Bohrergebnis ist alsobesser. Im Doppelkernrohr wird der Bohrkern in dasfeststehende Innenrohr (das sich nicht mitdreht) gescho-ben und ist dann vor dem Sp�lwasser und der mecha-nischen Beanspruchung durch das sich drehende Au-ßenrohr gesch�tzt. Im Einfachkernrohr wird dagegender Bohrkern voll umsp�lt und von den Drehungendes Außenrohrs beansprucht.Kernbohrungen haben gegen�ber Vollbohrungen imDrehschlagbohrverfahren den Vorteil, dass sie das Mau-erwerk insgesamt bedeutend weniger beanspruchen. DieSp�lung mit Wasser macht zudem die Kl�fte im Mauer-werk frei. Bei Luftsp�lung, wie sie beim Drehschlagboh-ren �blich ist, wird Bohrklein in die offenen Fugen ge-blasen und diese abgedichtet, wonach eine Injektionnicht mehr mçglich ist. Daher wurden Bohrverfahrenmit Luftsp�lung f�r die Mauerwerksverpressung nachersten Negativerfahrungen ausgeschlossen.

2.1.3 Bohrlochspiegel

In Bohrlçchern wurde das aufgeschlossene Mauerwerknach Mçglichkeit mit Bohrlochspiegeln oder mit ent-sprechenden Endoskopen direkt untersucht. Bei tieferenBohrungen kann es interessant sein, die Bohrlochfern-sehsonde einzusetzen, was bei unseren Untersuchungen

I Mauerwerksbr�cken – Untersuchen und Ert�chtigen 139

Bild 2. Untersuchungsprogramm

Bild 3. Skizze: Doppel- und Einfachkernrohr

nicht genutzt worden ist. Bei kurzen Bohrungen gen�g-ten das Ausleuchten mit einer Lampe und die fotogra-fische Aufnahme mit einem Makroobjektiv, besondersg�nstig war dies bei der Beurteilung von Horizontal-bohrungen.

2.1.4 Verf�llen der Bohrlçcher

Die Bohrlçcher der Erkundungsbohrungen im Mauer-werk und im Untergrund bilden eine Schw�chung. Siem�ssen kraftschl�ssig verf�llt werden. Daf�r wurdengießf�hige zementgebundene Vergussmçrtel verwen-det. Das Einbringen erfolgte durch eine bis auf dieBohrlochsohle aufgestellte Verrohrung, die mit demMçrtel gef�llt wurde. Beim langsamen Ziehen der Ver-rohrung und gleichzeitigen Nachf�llen des Mçrtels trittdann wie beim Kontraktorverfahren der Mçrtel untenaus und verdr�ngt das Wasser. Wenn die chemischeAnalyse des im Bauwerk enthaltenen Mçrtels die An-wesenheit von wasserlçslichen Sulfatverbindungennachgewiesen hat, wurde ein entsprechender Spezial-zement verwendet.

2.2 Untersuchung am Bohrkern

Die Bohrkerne wurden visuell beschrieben: Mauer-werksgef�ge, Form und Grçße der Mauerwerksteine,Gesteinsart und Verwitterungszustand, Fugenart, Ab-stand von Mçrtelfugen, Zusammensetzung des Mçrtels,Festigkeit und Erhaltungszustand des Mçrtels, F�llungder Fugen, Art und Festigkeit des Mauerwerkverbandes.F�r die Absch�tzung der Festigkeit wurde ein R�ck-prallhammer nach Schmidt verwendet [7]. F�r Bohr-kerne hat sich f�r Festigkeiten �ber ca. 10 N/mm± derleichtere L-Hammer bew�hrt, f�r geringere Festigkei-ten, z.B. bei Mçrteluntersuchungen, wurden die Pendel-h�mmer verwendet.Unter g�nstigen Bedingungen konnten aus BohrkernenProbekçrper f�r die Druckfestigkeits- und E-Modul-bestimmung gewonnen und untersucht werden.Der Chemismus des Bindemittels im Mçrtel wurde im-mer untersucht, vor allem auf einen lçslichen Sulfat-gehalt.

2.3 Zerstçrungsfreie Pr�fverfahren

Folgende Verfahren standen zur Verf�gung:– Lupe mit Rissbreitenmessskala oder Rissbreitenver-

gleichsmessstreifen,– R�ckprallhammer nach Schmidt [7]: L-Hammer f�r

Mauerwerkssteine und Mçrtel hçherer Festigkeit undPendelhammer f�r Mçrtel geringerer Festigkeit(Modell P oder PM).

Messeinrichtung f�r Bewegungs- und Temperatur-messungen:– fest eingebaute Thermometer (elektrische Wider-

standsmessf�hler),– Dehnungsmessstreifen auf Bewehrung und im

Beton,

– Messpunkte f�r Setzdehnungsmesser zur Messungvon Ver�nderungen mit der Zeit,

– induktive Weggeber zur Messung von Verformun-gen oder Fugenbewegungen unter Temperatur oderVerkehr.

Inzwischen sind mehrere geophysikalische Verfahrenf�r die zerstçrungsfreie Untersuchung von Mauerwerkweiterentwickelt worden [8].

2.4 Untersuchung von Druckfestigkeit undElastizit�tsmodul

2.4.1 Untersuchungsmethode

Die Untersuchungen der Baustoff- und Bodenpr�fstelleWetzlar der hessischen Straßen- und Verkehrsverwal-tung (heute Hessen Mobil – Straßen- und Verkehrs-management Wetzlar, Dezernat Straßenbautechnik. Er-haltungs- und Entsorgungsmanagement) wurden in denJahren zwischen 1982 und 1995 an verschiedenen Ge-wçlbebr�cken in Mittelhessen durchgef�hrt. Es wurdendie Betonpr�fnormen DIN 1048-1 [9] und DIN 1048-3[10] sinngem�ß zugrunde gelegt.Druckfestigkeit und Elastizit�tsmodul von Mauerwerksind wichtige Ausgangswerte f�r die Absch�tzung vonSicherheit und Tragf�higkeit von Gewçlbebr�cken mitstatischen Berechnungsverfahren. Ihre Bestimmung istaus verschiedenen Gr�nden schwierig. Einmal ist eskaum mçglich, Bohrkerne aus einem Gewçlbe inDruckrichtung zu gewinnen. Man ist auf Bohrkerne an-gewiesen, die vertikal oder horizontal aus Widerlagernoder St�tzen entnommen worden sind, um wenigstensdie Eigenschaften des Mçrtels und des verwendetenGesteins f�r sich zu bestimmen. Aber beim Abriss einerBogenbr�cke konnten geschlossene Mauerwerksblçckeaus einem Bogen gewonnen werden und standen dannf�r die Untersuchung zur Verf�gung.Aus Bohrkernen m�ssen f�r die Untersuchung Zylinderoder Prismen ges�gt werden. Normgem�ß sollte eineZylinderprobe die Schlankheit 2 £ h/d £ 4 haben. We-gen der extremen Heterogenit�t der Verteilung vonSteinen, Zuschlagstoffen und Mçrtel im Bohrkern istes selten mçglich, Probekçrper herzustellen, die deut-lich hçher sind als ihr Probendurchmesser. Die weitereVorstellung, dass der Grçßtkorndurchmesser ca. 20%des Probendurchmessers nicht �berschreiten soll, ist inden meisten F�llen illusorisch. Bei der Druckpr�fungmusste sehr darauf geachtet werden, ob das Druckbilddem eines quasihomogenen Kçrpers entsprach, dieBruchfl�chen also durch Mçrtel und Zuschlagstoffeverliefen, folglich einen Wert f�r das Mauerwerk liefer-ten, oder ob der Bruch nur im Mçrtel auftrat. Wenn dieProbe auf Grenzfl�chen zwischen Mçrtel und Stein ab-geschert ist, wurden die dabei gewonnenen Werte aus-geschieden. Wo in einem Bohrkern dickere Mçrtelpar-tien ohne Steine vorlagen, wurden aus dem Mçrtel Pris-men oder auch Platten ges�gt und dann f�r sich gepr�ft.Nur sehr selten standen Bohrkerne zur Verf�gung, dieeine Mauerwerksfuge l�ngs erfassten. Diese wurden mit

140 B Konstruktion · Bauausf�hrung · Bauwerkserhaltung

der Versuchsanordnung des Spaltzugversuchs mitDruckrichtung normal zur Fuge gepr�ft und zun�chstdamit ein Verformungsmodul und dann die Spaltzug-festigkeit bestimmt.An zwei Br�cken wurde eine grçßere Anzahl von Bohr-kernen aus der Auff�llung mit Leichtbeton und mitNormalbeton gewonnen, an denen ebenfalls Druckfes-tigkeit und Elastizit�tsmodul, vereinzelt auch die Spalt-zugfestigkeit, bestimmt worden ist.

2.4.2 Untersuchungsergebnisse

Die gemessenen Werte f�r Druckfestigkeit und Elasti-zit�tsmodul schwanken stark. Das liegt einerseits an derG�te des jeweiligen Mçrtels, andererseits an dem Anteildes Mçrtels am Bruchbild. An den Großprismen ausdem Br�ckenabriss und Bohrkernen der Br�cke stelltsich folgende Relation dar:– Druckfestigkeit an Mçrtel- und Mauerwerksprobe aus

Bohrkernen 13,4 N/mm± im Mittel aus 44 Proben.– Druckfestigkeit an Großprismen 29,0 N/mm± im

Mittel aus 4 Proben.– Der Mçrtelanteil quer zur Druckrichtung lag in den

Prismen bei ca. 20% bis ca. 40%.– Die Druckfestigkeit des Sandsteins im Mittel aus

18 Proben betrug 72,2 N/mm±.– Der Elastizit�tsmodul der Blçcke lag im Mittel aus

4 Proben bei 10200 N/mm±.– Der Elastizit�tsmodul von Bohrkernproben mit ho-

hem Mçrtelanteil wurde zwischen 360 N/mm± und2900 N/mm± bestimmt, bei einer mittleren Druckfes-tigkeit von 8,5 N/mm±.

Das Ergebnis kann man als Hinweis ansehen, dass die�berlegung, die Druckfestigkeit von Mauerwerk h�ngevon dem Mengen- und Festigkeitsverh�ltnis von Mçrtelzu Stein ab, gerechtfertigt ist. Im Gewçlbe dieser Br�-cke sind �berwiegend unregelm�ßig begrenzte St�ckeeines gebankten, kieselig gebundenen Grauwacken-sandsteins verbaut worden, mit der Bankfl�che querzur Druckrichtung, dessen Druckfestigkeit im Mittelbei 72,2 N/mm± gemessen worden ist.F�r die Sanierung wichtig ist das Verh�ltnis des physi-kalischen Verhaltens von Mauerwerk gegen�ber Beton.Zur Auff�llung der Br�cken zwischen Bogenr�ckenund Stirnmauern wurde bei den allerersten SanierungenMagerbeton, sp�ter dann Leichtbeton aus Leichtstoff-zuschl�gen verwendet. Bei zwei Br�cken wurden Bç-gen aus bewehrtem Normalbeton, in einer anderenBr�cke aber aus bewehrtem Leichtbeton, eingebaut.Im Bereich von Dehnungsfugen der Normalbetonbçgenwurden teilweise Risse in das angrenzende Mauerwerkeingepr�gt (Abschn. 5.1 und 5.2).Der Vergleich der gemessenen Werte von Druckfestig-keit und Elastizit�tsmodul an Mauerwerk mit charak-teristischen Werten von Normal- und Leichtbetonbrachte folgendes Ergebnis (Bild 4): Dargestellt sinddie sich aus den Richtwerten der DIN 1045-1 [11]ergebenden Kurven f�r das Verh�ltnis von Druckfes-tigkeit zu Elastizit�tsmodul f�r Leicht- und Normalbe-

ton und gemessene Werte aus Proben von Mauerwerkmehrerer Br�cken sowie f�r Leicht- und Normalbetonvon zwei Br�cken. In Bild 4 ist zu sehen, dass derElastizit�tsmodul von Leichtbeton nahe an dem vonMauerwerksproben liegt. Man kann also davon aus-gehen, dass die Vertr�glichkeit einer Leichtbetonauf-f�llung mit dem Mauerwerk hoch ist, w�hrend bei demstarken Sprung zum Normalbeton eher Schwierigkei-ten zu erwarten sind.Auch beim Thermischen Ausdehnungskoeffizient istLeichtbeton nahe am Mçrtel und am Naturstein, wieaus Tabelle 1 hervorgeht.

I Mauerwerksbr�cken – Untersuchen und Ert�chtigen 141

Bild 4. Materialkennwerte

Tabelle 1. Kennwerte [12]

Probe Trocken-rohdichte(g/cm�)

Druck-festigkeit(N/mm±)

LinearerW�rme-ausdehnungs-koeffizient(aT,L 10–6/K)

Beton 2,341 48 13,0

Leichtbeton(Leichtzuschl�ge)

1,877 37 7,3

Buntsandstein 2,128 54 6,8

Basaltlava 2,341 56 4,7

Schalstein (Tuff) 2,693 60 3,8

Massenkalk 2,696 124 2,3

3 Mauerwerk und seine Ert�chtigung3.1 Grunds�tzliches

Das Besondere am Mauerwerk ist das Gef�ge aus Stei-nen hoher Festigkeit, verbunden mit einem Mçrtel, derdemgegen�ber eine geringe Festigkeit hat. Spannungendurch Temperatur�nderungen gleichen sich innerhalbdieses Gef�ges aus. Nur Spannungskonzentrationen,z. B. beim Aneinanderstoßen unterschiedlich breiterTeile (Fl�gel an Widerlager), unterschiedlich steiferTeile (Stirnring und Stirnmauer gegen�ber dem Bogen)oder durch Betonan- und -einbauten aufgepr�gte Span-nungen, kçnnen eventuell nicht ausgeglichen werdenund f�hren dann zu Rissen. Das muss bei der Anpas-sung einer Br�cke an die heutigen Erfordernisse be-r�cksichtigt werden.

3.2 Reinigen des Mauerwerks

Die Reinigung einer Mauerwerksoberfl�che sollte soschonend wie mçglich erfolgen. Lockere Fugenf�llun-gen wurden mit dem Hammer oder Kratzeisen vonHand, manchmal unterst�tzt durch leichte Pressluft-h�mmer und Pressluftlanzen, entfernt. F�r die Rei-nigung der Steinoberfl�che haben sich Wasserstrahlge-r�te mit einem Wasserdruck bis 120 bar bew�hrt. Beihartn�ckigen Moos- oder Algenbel�gen kçnnen ent-sprechende chemische Mittel eingesetzt werden, sofernsie umweltvertr�glich und biologisch abbaubar sind.Das Reinigen mit Sandstrahlen, Wassersandstrahlenoder anderen Verfahren, bei denen Partikel eingesetztwerden, sollte grunds�tzlich nicht angewendet werden,weil dadurch die Gesteinsoberfl�che ver�ndert wird: Esentstehen feine oder grobe Rauigkeiten, Kanten undandere Strukturen werden gerundet bzw. abgeschliffenund eine nat�rliche unsch�dliche Oberfl�chenpatinawird entfernt. Schwarze Basalte werden grau.

3.3 Steinersatz

Fehlstellen im Mauerwerk durch fehlende oder verwit-terte Steine wurden mçglichst durch einen Natursteingleicher Art ausgeglichen. In den F�llen, wo die ur-spr�nglichen Steinbr�che nicht mehr zur Verf�gungstanden, wurden zu dem Mauerwerk passende andereGesteine eingesetzt.Steinersatzsysteme waren teilweise bei �lteren Sanie-rungen verwendet worden. Daraus ergab sich folgendeFeststellung: Steinersatzsysteme m�ssen sehr sorgf�ltigan die vorhandenen Steine angepasst werden. Sie soll-ten nicht h�rter/sprçder sein als der nat�rliche Stein unddie Farbgebung sollte durch nat�rliche Pigmente, z.B.Steinmehl gegeben werden. K�nstliche Pigmente kçn-nen mit der Zeit ihre Farbe �ndern und dann das Bildverf�lschen. Auch kann die Verwitterung von Stein-ersatz anders verlaufen als die des Natursteins, wasdann die Ansicht beeintr�chtigen kann. Dichte Stein-ersatzsysteme kçnnen die Oberfl�che abdichten und da-

mit den nat�rlichen Austausch von Feuchtigkeit ausdem Mauerwerk behindern, wodurch ein Fortschreitender Verwitterung mçglich wird. Wir haben uns daherauf die Verwendung von Natursteinen beschr�nkt.

3.4 Steinfestiger und Hydrophobierung

3.4.1 Steinfestiger

3.4.1.1 Grundlagen

Steinfestiger auf der Basis von Kiesels�ureester kçnnendie Festigkeit von verwitterten Gesteinen und Mçrtelwieder erhçhen, wenn sie in das Porengef�ge tief ein-dringen. Im Grunde wird dadurch eine Verkieselung be-wirkt. Zur Anwendung muss das Gestein gut durch-getrocknet sein. Das Ziel ist, eine gleichm�ßige Festig-keit im gesamten Querschnitt des Steins, ohne Festig-keitsspr�nge, zu erreichen. Es muss verhindert werden,dass sich eine harte Schale bildet, die dann abplatzenkann. Steinfestiger sollten daher nur nach gr�ndlichenVoruntersuchungen eingesetzt werden. Beispielsweisekann dazu eine Bohrkernprobe auf einen getr�nktenFilz aufgestellt und das kapillare Saugvermçgen visuellgepr�ft werden. Nach mehrmaliger Tr�nkung in dieserWeise kann der Festigkeitsverlauf an der Außenseitedurch eine Ritzpr�fung, besser aber im Zentrum der Pro-be durch eine Bohrung, bei der der Bohrwiderstand ge-messen wird, gepr�ft werden. Alternativ kann die Probein Scheiben geschnitten und �ber die Bestimmung derFestigkeit dieser Scheiben ein Festigkeitsprofil erstelltwerden. Auch Ultraschallmessungen quer zur Kernachsekçnnen Hinweise auf den Festigkeitsverlauf geben.

3.4.1.2 Anwendung

Gute Erfahrungen wurden besonders in folgenden F�l-len gemacht:– In der Elbbachbr�cke Niederhadamar (Abschn. 5.1)

waren die Steine des �lteren Bogens, ein geschiefer-ter Schalstein und der Mçrtel in nahezu voller Bo-gendicke m�rbe aufgewittert. Dort wurde der Stein-festiger mit Gießkannen von oben auf den Bogenaufgestreut, bis er unten durchtropfte. Erg�nzendwurde Steinfestiger mit Handspritzen auf die Unter-seite aufgetragen. Die Tr�nkung wurde mehrfachwiederholt, bis Steine und Mçrtel nichts mehr auf-genommen haben und hart geworden sind.

– Bei der Lahnbr�cke Runkel (Abschn. 5.2) aus dem15. Jahrhundert wurden die Unterbçgen in mehreren�berg�ngen spritzgetr�nkt.

– Bei einer Br�cke aus dem 19. Jahrhundert warenKonsolen aus Sandstein tiefgr�ndig verwittert. Siewurden in Wannen �ber mehrere Tage tauchgetr�nkt.

Die Behandlung zur Tr�nkung muss mehrmals erfolgen,wobei eine Behandlung aus mehreren Zyklen besteht:Durch Spritzger�te wird die Festigerlçsung auf die Mau-erwerksoberfl�che so aufgetragen, nicht aufgespr�ht,sondern geflutet, dass diese voll benetzt wird. Der Vor-gang wird vor dem Abtrocknen so lange wiederholt, bis

142 B Konstruktion · Bauausf�hrung · Bauwerkserhaltung

das Mauerwerk nichts mehr aufnimmt. Dann werden dieFestigerreste mit Alkohol von der Oberfl�che abge-waschen, um zu verhindern, dass eine Haut entsteht,die die Oberfl�che abschließt. Nach dem vollst�ndigenAbtrocknen, d.h. nach mehreren Tagen, kann der Vor-gang wiederholt werden und das so oft, bis das Mauer-werk nichts mehr aufnimmt. Da die Festigerlçsung einenhohen Anteil an Lçsemittel hat, verbleiben nach dessenVerdunstung entsprechende Porenr�ume im Mauerwerk.Dieses bleibt also diffusionsoffen [13, 14].

3.4.2 Hydrophobierung

Eine Hydrophobierung kann sinnvoll sein, um die Ober-fl�che gegen Regen zu sch�tzen. Die Oberfl�che mussbeim Aufbringen trocken sein, damit das Hydrophobie-rungsmittel eindringen kann. Die Hydrophobierung ver-wittert und muss nach ca. 5 bis 7 Jahren erneuert wer-den. Hydrophobierungen sollen aber erst aufgebrachtwerden, wenn alle anderen Arbeiten, Maurerarbeiten,Fugenf�llung und eventuelle Steinfestigung abge-schlossen sind, da eine Hydrophobierung die Benetz-barkeit der Oberfl�che nicht nur f�r Wasser, sondernauch f�r einen Mçrtel herabsetzt. Es gilt folgenderGrundsatz: Ausf�hrung der Steinfestigung nach Rei-nigung des Mauerwerks – aber vor dem Verfugen, dieAusf�hrung der Hydrophobierung nach dem Verfugen –aber beides bei gut abgetrocknetem Mauerwerk.Bei einer Hydrophobierung ist sehr darauf zu achten,dass diese die Feuchtediffusion aus dem Mauerwerknach außen nicht verhindert.

3.5 Fugenmçrtel

3.5.1 Grundlagen

In den historischen Mçrteln wurde bis zum Ende des19. Jahrhunderts als Bindemittel Kalk verwendet. DieZuschlagstoffe sind Sande bis Feinkiese aus der Gegenddes Bauwerks. In der Bergbau- und H�ttenregion desLahn-Dillgebietes sind auch Schlackensande verwendetworden, die dem Mçrtel durch die latenthydraulische,

puzzolane Wirkung eine relativ hohe Festigkeit undBest�ndigkeit verleihen. Versuche an solchen Mçrtelnder Lahnbr�cke Runkel aus dem 15. Jahrhundert habenFestigkeiten zwischen 2 und 7 N/mm± ergeben. Immerhaben die Mçrtel eine wesentlich geringere Festigkeitals das vermauerte Gestein. Beim Bau der Lahnbr�ckeWeilburg (Abschnitt 5.3) aus dem 18. Jahrhundert wur-de nach den Bauunterlagen dem Bindemittel Kalk nochTrassmehl aus der Eifel zugegeben [15]. Die Mçrtel-proben haben Festigkeiten von 7 N/mm± im Mittel aus10 Proben erreicht.Mçrtel f�r den Neuaufbau bzw. die Fugenf�llung m�s-sen sich chemisch mit dem vorhandenen Mçrtel vertra-gen. Bei lçslichem Sulfatgehalt muss ein angepasstesBindemittel, also reiner Kalk oder ein kalziumaluminat-hydratfreier Zement verwendet werden. Der Mçrtelmuss aber auch physikalisch vertr�glich sein. Er darfnicht wesentlich h�rter und sprçder sein als das Gesteinund der tiefer liegende Mçrtel, weil es sonst zu Abplat-zungen aus den Fugen und auch an Gesteinsecken imFugenbereich kommen kann bzw. die Fugenf�llung sichnach begrenzter Zeit wieder lçst. Als Bindemittel habensich z. B. Trasskalke oder Trasszemente bew�hrt. Esgibt speziell auf sulfathaltige Bindemittel im Mauer-werksmçrtel abgestimmte Bindemittel, Fertigmçrtelund Verpresssuspensionen [16].

3.5.2 Ausf�hrung

Beste Ergebnisse wurden mit Fertigmçrteln gemacht,die speziell f�r das Mauern oder Verfugen von Natur-stein geliefert werden. Ihr Vorteil ist die gute Korn-abstufung der Zuschl�ge, dadurch eine gute Verarbeit-barkeit und das Erzielen einer wasserdichten Fuge.Die Fuge sollte „steinsichtig“ so gef�llt werden, dasseinerseits die Steine in der Ansicht nicht �berdeckt wer-den, andererseits auf der unteren Fugenflanke keinWasser stehen bleibt, das dann auf der Grenze Mçrtel/Stein eindringen kçnnte.Der Mçrtel kann mit einer Mçrtelpumpe �ber eineRohrt�lle in die Fuge eingebracht und dann mit dem

I Mauerwerksbr�cken – Untersuchen und Ert�chtigen 143

Bild 5. Fugenf�llung steinsichtig Bild 6. Fugenf�llung mit der Fugenkelle

Fugeisen von Hand eingedr�ckt, gegl�ttet und anschlie-ßend mit einem nassen Schwamm oder Pinsel abge-zogen werden.Insbesondere bei heißen Außentemperaturen muss dieOberfl�che bis zum vollen Abbinden des Mçrtelsfeuchtgehalten werden.

3.5.3 Spritzmçrtel zur Fugenf�llung

Ein F�llen von Fugen mit Spritzmçrtel ist prinzipiellmçglich, hat aber nicht immer gute Ergebnisse ge-bracht. Das grçßte Problem ist die anschließende Rei-nigung des �berspritzten Mauerwerks, die �blicherwei-se mit Sandstrahlen oder Wassersandstrahlen erfolgt.Dabei wird die Oberfl�che der Steine stark ver�ndert,was nicht nur einen Einfluss auf die F�rbung hat(schwarze Basalte werden grau), sondern auch Kon-turen verwischt. Das Verf�llen mit Spritzmçrtel vontief ausgefallenen und breiten Fugen in Bogenunter-sichten kann sinnvoll sein, weil das F�llen von Handschwierig ist und andererseits gewisse Restmçrtelmen-gen auf der Oberfl�che nicht stçren. Die Unterbçgensind auch im Ursprungszustand nicht immer voll stein-sichtig, denn bei manchen Br�cken sind noch die Res-te des beim Aufmauern des Bogens ausgetretenen undvon der Schalung aufgefangenen Mçrtels zu sehen.Nach dem Verf�llen der Fugen in Unterbçgen mitSpritzmçrtel ist eine Reinigung mit Sandstrahlen daherverzichtbar.Bei den ersten Sanierungen wurde die Bogenunterfl�-che geschlossen mit einer bewehrten Spritzbetonschaleabgedeckt. Dies hat sich nicht durchgehend bew�hrt:Der Zustand des Mauerwerks kann nicht mehr kontrol-liert werden und das Mauerwerk kann nach unten nichtmehr austrocknen. Dadurch wird die Verwitterung vonStein und Mçrtel infolge von Frost-Tau-Wechseln er-leichtert. Eine Spritzbetonschale sollte daher allenfallsals tragendes Gewçlbe vorgesehen und entsprechendverst�rkt werden, wenn die Tragf�higkeit der Br�ckenicht auf andere Weise zu gew�hrleisten ist.

3.6 F�llung des Mauerwerks durch Injektionen

3.6.1 Grundlagen

Die meisten Mauerwerkskçrper haben erhebliche Hohl-r�ume, nicht nur durch Aussp�lung, sondern auch alsFolge der Mauertechnik. W�hrend bei den Sichtschalendie Fugen normalerweise gut gef�llt sind, wurden imF�llmauerwerk vieler Br�cken zwischen die Steine nureinzelne Kellenw�rfe von Mçrtel eingebracht. DurchR�ckrechnung von Injektionsmengen wurden Hohlr�u-me von 15 Vol.-% und mehr festgestellt.

3.6.2 Ausf�hrung

Es hat sich bew�hrt, das Mauerwerk �ber senkrechteingebrachte Bohrungen zu verf�llen. Diese werdenals Doppelkernrohrbohrung von oben durch die bereitsfertiggestellte Auff�llung bis zur Fundamentunterkante

niedergebracht. Als Nebeneffekt liefert die Bohrungeine gute Kontrolle der vorher ausgef�hrten Maßnah-me. Voraussetzung f�r die Verpressung ist nat�rlich,dass die Mauerwerksfugen vorher von außen verschlos-sen worden sind.Die Bohrungen kçnnen je nach Hohlraumgehalt desBauteils Abst�nde von ca. 1 bis 3 m haben. Sie solltenin einer oder bei breiteren Bauteilen in 2 Reihen ange-ordnet werden. Es sollten mindestens 3 Bohrungen jeBauteil sein.Die Injektion erfolgt drucklos �ber bis auf die Sohle freieingestellte Rohre. In das Rohr wird die Suspensioneingepumpt, die so zusammengesetzt ist, dass sie weit-gehend ohne Wasser�berstand erstarrt. Das Mischensollte mit einem Hochtourenmischer erfolgen, um einehohe Viskosit�t zu erreichen. Die Verwendung einerMisch- und Pumpeinheit f�r das Verpressen von Spann-gliedern ist mçglich. Es hat sich bew�hrt, bei der mitt-leren Bohrung zu beginnen. Sobald die Suspensiondurch den hydrostatischen Druck der Suspension imRohr unten austritt, verdr�ngt sie das Wasser in denFugen und verl�uft im Bauwerk. Der Verlauf und derAnstieg im Bauteil kann im Normalfall in den Nach-barbohrungen beobachtet werden. Mit dem Ansteigendes Spiegels kann das Rohr allm�hlich gezogen werden,muss aber immer in die Suspension eintauchen. Wenndie Suspension in den Nachbarbohrungen nicht ausrei-chend ansteigt, muss dort in gleicher Weise nachgef�lltwerden.Es kann Zementbr�he aus Fugen austreten. F�r den Fallsollte eine Mçglichkeit, das Mauerwerk sofort zu rei-nigen, vorgesehen werden. Wenn unter dem Bauwerkein Fischgew�sser l�uft, ist der hohe pH-Wert des Ze-mentwassers zu ber�cksichtigen, d. h. das ablaufendeWasser muss gegebenenfalls neutralisiert werden.Wenn nicht sofort abgewaschen wird, bildet sich eingrauer Schleier aus Kalkhydrat, das dann unter demEinfluss der Kohlens�ure aus der Luft in Kalziumkar-bonat umgewandelt wird und erfahrungsgem�ß nachwenigen Jahren abwittert und damit verschwindet.

3.6.3 Injektionssuspension

Bei der Wahl des Bindemittels f�r die Injektionen istder Chemismus des vorhandenen Mçrtels zu ber�ck-sichtigen. Das bedeutet die Verwendung von sulfatver-tr�glichen Bindemitteln, wenn Sulfat im Mçrtel nach-gewiesen ist. Es gibt fertig formulierte Injektionssus-pensionen, die speziell f�r die F�llung von sulfathalti-gem Mauerwerk geeignet sind [16]. Die Festigkeit derausgeh�rteten Suspension sollte die Festigkeit des Mçr-tels nicht wesentlich �bersteigen. Insofern sind Suspen-sionen z. B. auf Basis von reinem Portlandzement nichtg�nstig. Bessere Alternativen werden auf Basis vonTrasskalk oder -zement angeboten.Die Verpressmasse ist auf die Grçße der Hohlr�umeabzustellen. Bei großen Hohlr�umen kommen Feinmçr-tel infrage. Fugen und Risse von weniger als ca. 5 mmsollten mit einer Suspension verf�llt werden.

144 B Konstruktion · Bauausf�hrung · Bauwerkserhaltung

4 Vorhandene Konstruktionder Br�cken

4.1 Gr�ndung

4.1.1 Konstruktionsprinzip

Keine der untersuchten Br�cken zeigte Setzungssch�-den oder andere Sch�den durch eine ungen�gend trag-f�hige Gr�ndung. Dies mag daran liegen, dass ungen�-gend gegr�ndete Br�cken nicht lange gestanden haben.Der Hauptgrund d�rfte sein, dass der Bau so langsamvor sich ging, dass selbst ein setzungsempfindlicherUntergrund sich nach jedem Belastungsschritt derLast entsprechend setzen konnte und damit durch diebei der Konsolidierung eintretende Erhçhung der Scher-festigkeit in der Lage war, die Bauwerkslast zu �ber-nehmen.In der Literatur wird von massiven Sch�den an Br�-ckenpfeilern durch Untersp�lung der Fundamente beiExtremfluten infolge ungen�gender Kolksicherung be-richtet [1, 2].Die bei weitem h�ufigste Gr�ndungsart ist die Flach-gr�ndung. Dabei wurde, mit einer Ausnahme, immerein Balkenrost gefunden, auf dem aufgemauert wordenist. Selbst auf Fels- oder Kiesuntergrund sind zun�chstBalken gelegt worden. In wenigen Beispielen liegt derBalkenrost auf Holzpf�hlen.Beim Abriss einer Br�cke (Baujahr 1838) wurde fol-gender Aufbau festgestellt (Bild 7) – von oben nachunten:– Mauerwerk: außen Quader, dazwischen ein F�llmau-

erwerk aus unregelm�ßigen St�cken Diabas undKalkstein;

– Bohlenlage geschlossenfl�chig;– Balkenrahmen, zimmermannsm�ßig verschr�nkt, die

Zwischenr�ume mit Kies und Splitt/Schotter dichtaufgef�llt;

– darunter bei einigen Fundamenten Flusskies, bei an-deren Fels.

F�r die Gr�ndung einer Br�cke aus dem 16. Jahrhundertwar ein Rost aus Eichenbalken auf den organischen

Boden der Talaue gelegt, nachdem in die Fl�che dichtan dicht angespitzte Eichenpf�hle von ca. 1,5 m L�ngegeschlagen worden waren. Es waren Rundhçlzer vonca. 10 cm bis ca. 15 cm Durchmesser. Da diese nichtbis auf den tragf�higen Untergrund niedergebracht wa-ren, stellten sie eine Bodenverbesserung durch Verdr�n-gen des wenig tragf�higen Bodens dar.F�r mehrere, leider in den 1960er-Jahren abgerissene,Br�cken im Niddatal, vermutlich aus dem 18. Jahrhun-dert, waren die Fundamente auf einer Steinsch�ttungaufgemauert. Auf der Sch�ttung lag ein Balkenrahmen.Die Sch�ttung lag auf wenig tragf�higen organischenSchluffen.Balkenlagen auf Kies oder Fels wurden bei vielen Br�-cken festgestellt. Im Fall der Elbbachbr�cke Nieder-hadamar (Abschnitt 5.1) war besonders interessant,dass die Fundamente des �lteren der beiden Bçgen(13. Jahrhundert) direkt dem anstehenden Kalksteinaufgemauert waren, w�hrend bei dem sp�ter angebau-ten Bogen (15. Jahrhundert) sowohl unter der Pfeiler-verbreiterung als auch unter dem neuen Widerlager einBalkenrost lag.Warum das Holz unter dem Mauerwerk auch dort lag,wo die Br�cke nicht auf Pf�hlen gegr�ndet worden ist?Einen Hinweis gibt es in [17]: Leupold zitiert auf S. 50die Beschreibung von Blondel �ber die Gr�ndung derBr�cke �ber die Charante bei Xantes, wo ein Eichenrostauf „lettigtem Boden“, also einem vermutlich organi-schen Schluff, verlegt worden ist, und zwar nicht nur�ber den Pfahlkçpfen, sondern auch �ber die gesamteGrundfl�che der Br�cke hinweg einschließlich unterden Bçgen. Der Rost wurde mit Steinen ausgef�llt. Esging vermutlich sowohl um einen Ausgleich als auchum die Aufnahme von Spreizkr�ften. Vorstellbar istauch, dass man das Balkenwerk wie eine „Sauberkeits-schicht“, ein ebenes Auflager, betrachtet hat. Vielleichtspielt aber auch die Erfahrung eine Rolle, dass es g�ns-tig ist, zwischen zwei starren/harten Bauteilen ein wei-ches, ausgleichendes Element anzuordnen, so bei einerGr�ndung auf Fels. Perronet [18] hat 1782 dargestellt,dass bei der Gr�ndung von Br�cken in Frankreich alsStandardbauweise ein mit Kies und Steinen ausgef�llterBalkenrahmen �ber Pfahlkçpfen gelegt und dieser miteiner Bohlenlage abgedeckt worden war. Auch dieSteinauff�llung f�r eine Gr�ndung ohne Pf�hle wurdeso abgeschlossen.Die unteren Lagen des Mauerwerks in der Wasser-streichzone sind in den meisten F�llen aus großen Qua-dern gesetzt (Bild 7). Dies gilt nur f�r die Außenfl�-chen. Der Kern des Mauerwerks besteht meist aus einerF�llung unregelm�ßiger Steine, wobei deren Zwischen-r�ume mehr oder weniger intensiv mit Mçrtel gef�lltsind.Bei mehreren Br�cken ist festzustellen, dass die Fun-damentunterkanten auf Hçhe der Flusssohle oder nurwenig tiefer liegen.Traditionelle Kolksicherungen durch Umspundung mitHolzdielen wurden nur in einem Fall nachgewiesen.Am h�ufigsten sind Sohlpflaster, die dann auch um

I Mauerwerksbr�cken – Untersuchen und Ert�chtigen 145

Bild 7. Fundament auf Balkenrahmen mit Bohlenabdeckung

die Fundamente und die Pfeilerkçpfe herumgezogenwurden. In zwei F�llen war das Sohlpflaster mit Holz-balken umschlossen. Die Fundamente der Lahnbr�ckeWeilburg (Abschn. 5.3) aus dem 18. Jahrhundert wur-den mit senkrecht gestellten Basalts�ulen eingefasst,wobei die Zwischenr�ume mit Mçrtel ausgegossen wor-den sind.

4.1.2 Typische Sch�den Untersp�lung /Aussp�lung

Untersp�lungen wurden mehrfach, gl�cklicherweiseaber nur partiell, festgestellt (Abschn. 5.2). Die Unter-sp�lungen betreffen h�ufig zun�chst die Pfeilervorlagen(Bild 8).Bei fast allen Br�cken sind die Mçrtelfugen unterhalbdes regelm�ßigen Wasserspiegels teilweise oder weit-gehend ausgesp�lt. Im Bohrkern sind dann auch umge-kehrt Einsp�lungen von feinkçrnigen Bçden an derVerschmutzung zu erkennen. Bei fortschreitendem An-griff kçnnen Blçcke ganz oder teilweise ausgebrochenoder ausgefallen sein. Unterst�tzt wird diese Zerstçrungdurch Gefrier- und Auftauvorg�nge, die sich vor allemin der Wasserwechselzone auswirken. Vor allem durchEisgang werden die Pfeilerkçpfe, aber auch die Seiten-fl�chen, beansprucht.Typische Sch�den:– Untersp�lungen wurden mehrfach partiell fest-

gestellt,– durch Aussp�lung fehlender Fugenmçrtel,– in Fugen eingesp�lter Schluffboden,– verwitterte Steine,– fehlende Steine.

4.1.3 Untersuchung

Untersuchungsverfahren und besonders auff�lligePunkte sind folgend aufgef�hrt.

4.1.3.1 Gr�ndung

– Sch�rfen neben dem Fundament zur Freilegung derGr�ndungssohle; diese sind meist erst in der Bau-phase in trockener Baugrube mçglich;

– Unterwasserinspektion durch Taucher;– Kernbohrungen durch die aufgehenden Widerlager

und Pfeiler bis in den Untergrund;– Kernbohrungen neben dem Fundament bis in den

sicheren tragf�higen Untergrund, wenn dieser beiden Bohrungen durch das Bauwerk nicht erreichtworden ist.

4.1.3.2 Fundamentmauerwerk

Visuelle Untersuchung der Sichtfl�chen, besonders zubeachten die Pfeilervorlagen:– Zustand des Mauerwerkgef�ges;– Mauerwerksverband: aus dem Verband verr�ckte,

besch�digte, fehlende Steine;– Fugen: geschlossen, oberfl�chlich ausgesp�lt, tief

ausgesp�lt, Sedimentf�llung– Wasser strçmt durch die Fugen;

– Art und Zustand eines Kolkschutzes;– ist das Fundament untersp�lt;– gibt es Hinweise auf Setzungen, ggf. unterschiedli-

che Setzungen.Mauerwerk innen:– Endoskop durch offene Fugen,– Endoskop durch Kleinbohrungen in Fugen,– Kernbohrungen vertikal und horizontal,– Endoskop im Bohrloch oder das Bohrloch ausspie-

geln,– Untersuchung der Bohrproben im Labor (Gef�ge,

Gestein, Mçrtel, Zustand und Festigkeit).

4.1.4 Ert�chtigung der Gr�ndung

4.1.4.1 Erhçhung der Tragf�higkeit der Gr�ndung

Eine Erhçhung der Tragf�higkeit wurde nur an einerBr�cke notwendig. Zur Verbesserung der Gradienteder Straße musste die Br�cke um 1,5 m aufgehçht wer-den. Um die dadurch entstehende Mehrbelastung abzu-fangen, wurden durch Widerlager und Pfeiler Klein-bohrpf�hle niedergebracht und in die Betonauff�llungder Br�cke eingebunden.

146 B Konstruktion · Bauausf�hrung · Bauwerkserhaltung

Bild 8. Untersp�lte Pfeilervorlage

Bild 9. Ausgesp�lte Mauerwerksfugen und Steinverlust

4.1.4.2 Kolksicherung durch Umspundung

Die bei der Ert�chtigung zweier Br�cken ausgef�hrteUmspundung ist bestimmt der sicherste Schutz gegenUntersp�lung. Wenn die Hçhe unter der Br�cke f�r dasEinrammen der Spundbohlen nicht ausreichte, wurdeein Graben gezogen, in den die Bohlen eingestellt unddann auf die Endtiefe eingedr�ckt oder eingerammtworden sind. Der Vorgang lief wie folgt ab:– Einbringen der Spundbohlen,– Ausr�umen des Bodens zwischen Spundwand und

Mauerwerk bis zur Fundamentunterkante,– Reinigen von Mauerwerk und Fugen,– Ersatz fehlender Steine durch dazu passenden Natur-

stein oder unterhalb der Spundwandoberkante auchdurch die Betonauff�llung,

– Einstellen der Bewehrung,– Ausbetonieren des freigelegten Raumes zwischen

Fundament und Spundwand bis oberhalb eines regel-m�ßigen Wasserspiegels,

– Abdecken von Beton und Spundwand durch eineSteinlage,

– oberhalb des Betonkragens /der Betonsch�rze Ver-fugen von außen,

– abschließend Verpressung des Mauerwerks durchKernbohrungen von oben.

4.1.4.3 Kolksicherung durchBetonkragen/Betonsch�rze

Diese Methode wurde bei mehreren Br�cken durch-gef�hrt (Abschn. 5.4). Hierf�r wurde ein Graben umdas Fundament herum bis in kolksichere Tiefe her-gestellt und mit Beton gegen die Grabenwand und dasFundament ausgegossen. Der Beton wurde bewehrt.Der Kragen wurde am Fundament wenigstens bis zumregelm�ßigen Wasserspiegel hochgezogen. Zum An-gleichen an das aufgehende Mauerwerk wurden in ein-zelnen F�llen Steine als Verblendung eingesetzt. Vor-gehensweise:– Ausheben des Grabens in trockener Baugrube,– Reinigen des Mauerwerks,– Verfugen von außen,– Ersatz fehlender Steine durch dazu passenden Natur-

stein,– Einstellen der Bewehrung,– Einbringen des Betons,– evtl. Einsetzen von Naturstein zur Verblendung,– abschließend Verpressen des Mauerwerks durch von

oben eingebrachte Bohrungen.

4.1.4.4 Kolkschutz durch Sohlsicherung

Die Sicherung der Fundamente gegen Untersp�len wur-de alternativ auch durch eine Sicherung der Fließsohlegegen Erosion durchgef�hrt:– Bachpflaster,– Gabionensicherung,– Betongegengewçlbe.

BachpflasterWo es mçglich war, wurde das vorhandene Bachpflas-ter erg�nzt bzw. erneuert. Eine gute Lçsung war dabeidas Verlegen des Pflasters in Beton. Das Pflaster wurde

I Mauerwerksbr�cken – Untersuchen und Ert�chtigen 147

Bild 10. Fundamenttragf�higkeitserhçhungdurch Kleinbohrpf�hle

Bild 11. Kolksicherung durch Umspundung (Prinzipskizze)

Bild 12. Kolksicherung durch Betonkragen (Prinzipskizze)

BESTELLFORMULAR Fax: +49 (0) 30 470 31 - 240

Liefer- und Rechnungsanschrift: �privat �geschäftlich

Vertrauensgarantie: Dieser Auftrag kann innerhalb von zwei Wochen beim Verlag Ernst & Sohn, Wiley-VCH, Boschstr. 12,

D-69469 Weinheim, schriftlich widerrufen werden.

Datum / Unterschrift *€-Preise gelten ausschließlich in Deutschland. Alle Preise enthalten die gesetzliche Mehrwertsteuer. Die Lieferung erfolgt zuzüglich Versandkosten. Es gelten die Lieferungs- und Zahlungsbedingungen des Verlages. Irrtum und Änderungen vorbehalten. Stand: März 2013 (homepage_Probekapitel)

Stück Bestell-Nr.: Titel Preis* in €

978-3-433-03017-2 Mauerwerk-Kalender 2013 [ ] 139,- [ ] 119,- Fortsetzungspreis**

906559 Gesamtverzeichnis Ernst & Sohn 2012/2013 kostenlos

bitte ankreuzen Monatlicher E-Mail-Newsletter kostenlos

Firma

Ansprechpartner Telefon

UST-ID Nr. / VAT-ID No. Fax

Straße//Nr. E-Mail

Land PLZ Ort

Wilhelm Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG Rotherstraße 21, 10245 Berlin Deutschland www.ernst-und-sohn.de