Projekt 01634/01

Hydraulischer Kalk als Bindemittel für unter den heutigen Umweltbedingungen dauerhafte Verfug- und Verputzmörtel benötigt für Restaurierungsmaßnahmen an Baudenkmälern aus Naturstein

Projektdurchführung

Institut für Steinkonservierung e. V.
Große Langgasse 29
55116 Mainz

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im Mittelpunkt des Vorhabens standen natürliche hydraulische Kalke, die durch Brennen entsprechend zusammengesetzter mergeliger Kalksteine hergestellt werden. Ziel des Entwicklungsvorhabens war es, die Eigenschaften, Einsatzmöglichkeiten und -grenzen von Verfug- und Verputzmörteln mit natürlichem hydraulischem Kalk als Bindemittel für Restaurierungsmaßnahmen an Baudenkmälern zu untersuchen. Die Kalkbindemittelgruppe ‚natürliche hydraulische Kalke spielte bisher für der Herstellung von an der Baustelle oder werkseits gemischten Mörteln kaum eine Rolle. Mit Hilfe der Untersuchungsergebnisse sollte versucht werden, die Palette der für die verfügbaren, unter den gegebenen Umweltbedingungen dauerhaften Verfug- und Verputzmörtel um eine Produktgruppe mit einer langen, leider in den letzten Jahrzehnten in Deutschland in Vergessenheit geratenen Tradition im Bauwesen zu erweitern.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Untersuchungen gliederten sich in die drei Teile:
- Ermittlung der Zusammensetzung und Eigenschaften der Bindemittel. Hier wurden neben dem im Mittelpunkt stehenden Kalk der Fa. Hessler auch andere natürliche und gemischte hydraulische Kalke in die Untersuchungen einbezogen.
- Untersuchung von historischen Mörtelproben, vor allem unter dem Aspekt der Verwendung von hydraulischem Kalk in früherer Zeit.
- Untersuchungen an Mörtelproben auf der Basis des natürlichen hydraulischen Kalks der Fa. Hessler, einerseits an Labormörteln, an denen Bindemittelgehalt, Zuschlagsieblinie, Zusatzstoffe und Zusatzmittel variiert wurden, und andererseits an Mörteln von Musterflächen, die nach verschiedenen Standzeiten nachuntersucht wurden. An folgenden Baudenkmälern konnten Musterflächen angelegt werden: ehemalige Klosterkirche Spieskappel und Stiftskirche Wetter in Hessen, sowie Schloss Stolzenfels und Klosterkirche Marienstatt in Rheinland-Pfalz.


Ergebnisse und Diskussion

Die umfangreichen an der Universität Gießen im Labor und an Musterflächen durchgeführten Untersuchungen, die vollständig publiziert wurden, machen deutlich, in welchen Grenzen die Eigenschaften von Mörteln mit natürlichem hydraulischem Kalk (Putz- und Mauerkalk NHL2 der Fa. Hessler) als alleinigem Bindemittel durch die Rezeptur beeinflusst werden konnten. Vor allem wurde deutlich:
- Durch die Änderung des Bindemittelgehalts lassen sich die Mörteleigenschaften deutlich beeinflussen. Dagegen sind die festgestellten Unterschiede der Mörteleigenschaften bei den verwendeten unterschiedlichen Zuschlagsieblinien nicht sehr ausgeprägt und lassen sich nur vereinzelt mit den Kenngrößen der Sande korrelieren. Kalksteinmehl und organische Zusatzmittel führen wiederum zu deutlichen Veränderungen der Mörteleigenschaften.
- In der Praxis sollte darauf geachtet werden, daß der Bindemittelgehalt nicht beliebig verringert wird, um bestimmte Mörteleigenschaften zu erreichen. Bindemittelarme Kalkmörtel sind verwitterungsanfälliger und haben nur einen geringen Carbonatgehalt für Bindemittelumlagerungen. Anstatt dessen ist aus der Produktgruppe natürliche hydraulische Kalke ein anderes Kalkbindemittel auszuwählen.
- Die Saugfähigkeit des Untergrunds wirkt sich auf wichtige Mörteleigenschaften wie Festigkeit und Wasseraufnahmeverhalten entscheidend aus.
Man kann natürliche hydraulische Kalke im Außenbereich für Verfugmörtel, Putzmörtel Anböschmörtel oder Hinterfüllmörtel einsetzen. Diese Kalke sind aber kein Bindemittel für Sanierputze. Die bisherigen Erfahrungen mit der Verarbeitbarkeit und der Haltbarkeit sind gut. Die ältesten Anwendungen liegen mittlerweile sieben Jahre zurück. Es muss aber weiterhin die Zeit zeigen, ob das allgemein erwartete positive Langzeitverhalten, d.h. das gewünschte, dem alten Mauerwerk angepasste Verwitterungsverhalten, sich einstellt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Kontaktadresse:
Institut für Steinkonservierung e. V., Große Langgasse 29, 55116 Mainz, Telefon: 06131-2016-500, Fax:06131-555, Ansprechpartnerin: Frau Dr. Kraus
Veröffentlichungen:
Gödicke-Dettmering, T. (1997): Mineralogische und technologische Eigenschaften von hydraulischem Kalk als Bindemittel von Restaurierungsmörteln für Baudenkmäler aus Naturstein. Dissertation Universität Gießen. Zugl. IFS-Bericht Nr. 6.
Kraus, K.; A. Qu; G. Strübel (2001): Eigenschaften von Mörteln aus Baukalken mit natürlichen und zugemischten hydraulischen Anteilen. IFS-Bericht Nr. 12, im Druck.
Institut für Steinkonservierung e.V. (2001): Hersteller von Baukalk mit natürlichen hydraulischen Anteilen. Mitteilung Nr. 11 (05/2001)
3. Internationales Eurolime Meeting in Mainz, 1.-2. Mai 1998, mitveranstaltet vom IFS. Der Tagungsband ist beim IFS erhältlich.


Fazit

Die vom IFS initiierten und von der DBU geförderten Untersuchungen haben das Bindemittel ‚natürlicher hydraulischer Kalk in Deutschland bekannt gemacht. Dabei fand nicht nur der Kalk der Firma Hessler, Wiesloch, sondern auch vergleichbares Material von zwei anderen Herstellern aus dem Raum Fulda (Firmen Meister und Otterbein, Großenlüder-Müs) Verwendung.
In Hessen und Rheinland-Pfalz wurden in den letzten 5 Jahren auf Empfehlung des IFS Mörtel mehrere Bauwerke mit natürlichem hydraulischen Kalk als Bindemittel appliziert. Die bisherigen Erfahrungen mit der Verarbeitbarkeit und Haltbarkeit der Mörtel sind gut. Es kam aber auch vereinzelt zur Feststellung von Schäden nach dem ersten Winter. In fast allen Fällen waren diese Schäden darauf zurückzuführen, dass die Mörtel unter einer ausgehärteten Oberflächenschicht nicht ausreichend trocknen und abbinden konnten, so dass es zu Frostschäden kam. Es ist nach den Ausführungen des IFS deshalb darauf zu achten, dass die eingebrachten Mörtelschichten nicht zu dick sind, dass sie gleichmäßig austrocknen können und dass spät in der Jahreszeit ausgeführte Mauerwerksbereiche vor Frost zu schützen sind. Soweit möglich sollen die ausgeführten Musterflächen und Maßnahmen in den nächsten Jahren immer wieder auf ihr Langzeitverhalten überprüft werden. Mittlerweile gibt es eine weitaus größere Anzahl von Objekten, an denen Musterflächen oder Maßnahmen mit Mörteln auf der Basis natürlicher hydraulischer Kalk ausgeführt worden sind. Dabei stützt man sich auf Ergebnisse und Erfahrungen, die durch das von der DBU geförderte Projekt gewonnen worden sind.