Entwurfs- und Konstruktionstafeln für Architekten

Holschemacher

Entwurfs- und Konstruktionstafeln fĂźr Architekten 7. Auflage

Vorwort zur 7. Auflage Die Entwurfs- und Konstruktionstafeln für Architekten, in denen die wichtigsten Bereiche des Bauwesens in kompakter und übersichtlicher Form dargestellt werden, erscheinen als aktualisierte und erweiterte Neuauflage. Gegenüber der letzten Auflage wurden alle Kapitel an den aktuellen Stand der Normung bzw. Gesetzgebung angepasst, wobei die Normenfortschreibung bis zum Ausgabedatum August 2015 berücksichtigt werden konnte.

Erstmals wird in dem neu aufgenommenen Kapitel 4B das Thema Building Information Modeling behandelt. Weiterhin wurde das Kapitel 2F Befestigungstechnik neu in das Buch aufgenommen, die Kapitel 7C Bautechnischer Brandschutz, 5A Baubetrieb, 5D VOB und 10A Geotechnik vollständig überarbeitet. Durch die Aufnahme von zusätzlichen Berechnungsbeispielen gelingt es, die teilweise komplizierten und komplexen Fachinhalte dem Leser in gut verständlicher Form zu vermitteln. Das bewährte Daumenregister trägt zur einfachen Handhabung des Buches bei.

Verlag, Autoren und Herausgeber haben sich auch bei der nunmehr vorliegenden 7. Auflage der Entwurfs- und Konstruktionstafeln für Architekten darum bemüht, trotz der wachsenden Anzahl und der stetig zunehmenden Detaillierung der zu berücksichtigenden Normen, den Umfang des Buches nicht weiter ansteigen zu lassen, ohne dabei auf wichtige Inhalte zu verzichten.

Um in der gebotenen Schnelligkeit auf aktuelle Entwicklungen reagieren zu können, stehen Ihnen künftig auf der Internetseite www.holschemacher-online.de nicht nur alle Inhalte dieses Buches in digitaler Form zur Verfügung, sondern darüber hinaus weitere wichtige Zusatzinformationen und Arbeitshilfen. Dies betrifft zunächst einige für Praxis und Studium nicht täglich benötigte Buchkapitel und zusätzliche Beiträge, aber auch im Zuge von Normenänderungen erforderliche Präzisierungen zum Buchinhalt. Es ist beabsichtigt, den Umfang der zur Verfügung gestellten Informationen stetig auszubauen.

Allen Autoren danke ich für die engagierte Mitarbeit, dem Beuth Verlag für die stets gute und vertrauensvolle Zusammenarbeit. Meinen Dank möchte ich aber auch allen Lesern ausdrücken, die durch sachkritische Zuschriften und Vorschläge zur Weiterentwicklung der Entwurfs- und Berechnungstafeln für Bauingenieure beigetragen haben. Hinweise, die der Verbesserung des Buches dienen, werden auch zukünftig von Herausgeber und Verlag gern entgegengenommen.

Leipzig, im August 2015 Klaus Holschemacher

1A Baustoffe Prof. Dr.-Ing. Detlef Schmidt

Inhaltsverzeichnis 1

Seite Einleitung ..................................................................................................................... 1.2

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7

Mineralische Baustoffe ............................................................................................... 1.4 Mineralien und Gesteine ............................................................................................... 1.4 Gesteinskörnungen ....................................................................................................... 1.6 Lehm ............................................................................................................................. 1.8 Mauermörtel, Putzmörtel, Estriche ............................................................................... 1.8 Beton ........................................................................................................................... 1.10 Keramische Baustoffe ................................................................................................. 1.13 Glas ............................................................................................................................. 1.15

3 3.1 3.2 3.3 3.4

Metallische Baustoffe ................................................................................................ 1.16 Baustahl ...................................................................................................................... 1.16 Betonstahl ................................................................................................................... 1.17 Spannstahl ................................................................................................................... 1.18 Nichteisenmetalle ....................................................................................................... 1.19

4 4.1 4.2 4.3

Organische Baustoffe ................................................................................................ 1.20 Holz ............................................................................................................................. 1.20 Kunststoffe .................................................................................................................. 1.23 Bituminöse Baustoffe ................................................................................................. 1.25

5

Dämmstoffe ............................................................................................................... 1.26

6

Baustofftabellen – Baustoffeigenschaften ............................................................... 1.28

1A Baustoffe

1

Einleitung

Baustoffe übernehmen in Bauwerken u.a. konstruktive, schützende und gestalterische Funktionen. Sie haben im Ausbau von Bauwerken großen Einfluss auf die Wirkung der Räume und beeinflussen damit die Nutzung und das Raumempfinden der Menschen. Baustoffklassifizierungen helfen bei der Bewertung der vielfältigen Eigenschaften und bilden die Grundlage zur gezielten Baustoffauswahl auf der Basis von Variantenvergleichen. Mit den Eigenschaften, die i.d.R. nach in Normen festgelegten Prüfverfahren bestimmt werden, wird es möglich die technische Eignung der Baustoffe zu bewerten und eine fundierte Baustoffauswahl zu treffen. Wichtige Kriterien über die Baustoffeigenschaften hinaus, wie z.B. Verfügbarkeit, Anwendungs- und Verarbeitungsverhalten sowie die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes entscheiden über die Eignung für die Bauaufgabe.

Wesentliche Eigenschaften ausgedrückt durch Baustoffkenngrößen für die Baustoffanwendung sind zum Beispiel: – Massen- und Volumenkenngrößen: Reindichte, Rohdichte, Schüttdichte – Porositätskenngrößen: Gesamtporosität, offene Porosität, Porengrößenverteilung – Feuchtekenngrößen: Feuchtegehalt, Wasseraufnahme, Gleichgewichtsfeuchte, Sättigungsfeuchte – Festigkeitskenngrößen: Druckfestigkeit, Zugfestigkeit, Spaltzugfestigkeit, Biegezugfestigkeit – Formänderungskenngrößen: Elastizitätsmodul, Dehnung, Kriechen, Relaxation, Schwinden – Härtekenngrößen: Shore-Härte, Brinell-Härte, Vickers-Härte – Beständigkeitskenngrößen: Frostbeständigkeit, chemische Beständigkeit – Bauphysikalische Kenngrößen: Wärmeleitfähigkeit, Diffusionswiderstand.

Für die Anwendung von Baustoffen kommt der Ökobilanz und der Energieeffizienz, einschließlich des Primärenergieverbrauches bei deren Herstellung, zunehmend eine höhere Bedeutung zu. Es gilt nachhaltige Baustoffe zu entwickeln und anzuwenden.

Bedeutung hat auch die Entwicklung und Anwendung innovativer Baustoffverbunde, die dadurch gekennzeichnet sind, dass der Verbund Eigenschaften aufweist, über die keiner der Einzelbaustoffe verfügt.

Folgende Überlegungen zur ökologischen Baustoffauswahl für Architekten sind in [1] (Quelle: [1] Friedrich-Ebert-Stiftung; Ökologisches Bauen und Wohnen aus Sicht wichtiger Akteure; www.fes.de) enthalten und werden zusammenfassend dargestellt.

Neben dem Bau neuer Bauwerke gewinnt das ökologische Bauen zunehmend an Bedeutung.

Altbausanierung, Umnutzung und Ergänzung vorhandener Bauwerke leisten dazu einen wichtigen Beitrag mit der Schaffung und Entwicklung von Gebäudekreisläufen mit dem Ziel der Umwelt- und der Ressourcenschonung.

Die Baustoffauswahl sollte mit einer geringen Beeinträchtigung und Belastung der natürlichen Ressourcen, wie Boden (Material), Wasser, Luft und Energie verbunden sein.

Unter Beachtung geschlossener Kreisläufe dürfen möglichst wenig Schadstoffe und Sondermüll beim Bauen, Umbauen und beim Abbruch anfallen. Hinzu kommt die Beachtung gesundheitlicher und wohnmedizinischer Aspekte bei der Baustoffauswahl und Auswahl der Baukonstruktion.

Einen wichtigen Grundsatz der Baustoffauswahl durch den Architekten stellt die Berücksichtigung der Harmonie zwischen Mensch – Haus – Umwelt und Region dar.

1.2

Einleitung „Verbunden mit regional unüblichen Bauformen und Konstruktionen hat die Künstlichkeit der Baumaterialien ständig zugenommen, das Gefühl für das richtige Material und die ganzheitliche, auch Umweltaspekte mit einschließende Sicht eines Ortes bzw. Gebäudes dagegen abgenommen.“[1] Die Nutzung und Integration vorhandener Bausubstanz erfordert erhöhtes bauökologisches Verständnis und Fachwissen für die sachgerechte und wirtschaftliche Ausführung der Altbausanierungen, z.B. detaillierte Baustoffkenntnisse und Erfahrungen mit der traditionellen Bauweise. Umweltorientierte Sanierungsstrategien sind nach [1] charakterisiert durch: – Verantwortung gegenüber dem kulturellen Architekturerbe – Stoffstromreduktion (Lebenszyklus von Gebäuden, Bauteilen und Einrichtungen) – Energie- bzw. CO2-Einsparung – Sparpotential für Wasser und E-Energie – Wahrung historischer Leitbilder – Wohngesundheit – Nutzerfreundlichkeit – Langlebigkeit – Angemessenheit für den jeweiligen Zweck und Schlichtheit.

Die der Planung vorausgehende Bestandsanalyse beinhaltet die altersmäßige und regionale Zuordnung des Objektes und Erhebungen zu den Baustoffen, der Konstruktion, den Bauteilen und der Haustechnik. Damit sind die Voraussetzungen zu schaffen, um bautechnisch/ökologisch angemessen sanieren und modernisieren zu können.

Wichtige Faktoren der Bauwerkserfassung bilden dabei die Bauweise und die Bauform mit der baugeschichtlichen Zuordnung und der Darstellung der städtebaulichen Integration, sowie der Erfassung der Standortmerkmale (Verkehrsanbindung, Energieversorgung, Infrastruktur), die Konstruktion, das Gefüge (Elemente, Fassade, Oberfläche, Fugen, Öffnungen, Wände, Decken, Böden, Dächer) und die Haustechnik. Die Beachtung der Standsicherheit, des Wärme- und Schallschutzes sind mit ökologischer Orientierung darzustellen.

Bauweise und Bauform spiegeln Kultur wider, beeinflussen Nachbarschaftsbildung und gestalten den Raum. Sie sind gekennzeichnet durch ortsspezifische Merkmale, sind material- und handwerksgerecht. „Es sollen Baustoffe bevorzugt werden, die natürlich altern und möglichst wenig Schadstoffe bilden. Forderungen an Baustoffe betreffen unter anderem deren Wasseraufnahmefähigkeit zur natürlichen Regulierung der Raumfeuchte, deren Wärmedämmungs- und Speicherungseigenschaften, deren Wiederverwendbarkeit und die Vermeidung von chemischen Ausdünstungen durch Gasabspaltungen (wie z.B. bei chemischen Holzschutzmitteln), von Radioaktivität und von elektrostatischen Oberflächenspannungen. Beispiele für ökologische Baustoffe sind: Tonziegel, Kalkputz, Naturgips, Lehm, Kalkstein, Trasszement, Holz, Zellulose, Naturfarben, Linoleum.“ [1] Evolutionsgeschichtlich bedingt hat der Mensch eine Affinität zu Naturprodukten und deren einfacher Verarbeitung entwickelt.

1.3

1A Baustoffe

2

Mineralische Baustoffe

Mineralische Baustoffe entstehen aus in der Erdkruste entstandenen meist anorganischen und vielfach kristallin vorkommenden Verbindungen. Diese wurden durch Schmelz-, Kristallisations- und/oder Sedimentationsvorgängen gebildet.

2.1

Mineralien und Gesteine

Mineralien und Gesteine kommen in der Natur als Bestandteile der Erdkruste und des Erdmantels vor. Mineralien bilden die Gesteine.

Nach den Eigenschaften, wie Kristallform, Dichte, Härte, Spaltbarkeit, Glanz, Farbe, Strich und Lichtbrechung unterscheidet man Mineraltypen. 13 Mineralarten bilden 90 % der Erdkruste.

Als Gesteine werden homogene Mineralgemenge bezeichnet, die einen geometrisch ausgedehnten selbstständigen geologischen Körper ausbilden. Sie bauen die Erdkruste bzw. den oberen Erdmantel auf. Nach den Bildungsprozessen unterscheidet man magmatische Gesteine, Sedimentgesteine und metamorphe Gesteine.

Tafel 1.4a Mineralien und ihre Härte

Mineral Talk Gips Kalkspat Flussspat Apatit Feldspat Quarz Topas Korund Diamant

Ritzhärte nach Mohs 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ritzen mit Stahlmesser ritzt leicht ritzt leicht ritzt leicht ritzt schwer ritzt schwer ritzt schwer ritzt nicht ritzt nicht ritzt nicht ritzt nicht

Tafel 1.4b Physikalische Eigenschaften von ausgewählten Mineralien

Mineral Orthoklas Quarz Augit Hornblende Granat Kalkspat Dolomit Gips Anhydrit Steinsalz Flussspat Korund Graphit Diamant 1)

1.4

Temperatur bei Zersetzung.

Dichte g/cm3

Schmelzpunkt °C

2,57…2,59 2,65 3,35…3,45 3,06…3,45 3,5…4,3 2,71 2,87 2,32 2,96 2,17 3,18 4,02 2,23 3,50

11501) 1600 1390 – – 9001)) – 1001) 1450 800 1392 2040 – –

Mineralische Baustoffe Tafel 1.5a Physikalische Eigenschaften von Erstarrungsgesteinen

Gesteinsart Granit Syenit Diorit Gabbro Rhyolith Basalt Diabas

Rohdichte kg/m3 2600…2800 2600…2800 2800…3000 2800…3000 2500…2800 2900…3000 2800…2900

DruckWärmeleit- Wärmeausdehfestigkeit fähigkeit nungskoeffizient N/mm2 W/(m · K) mm/(m · K) 130…270 2,8 0,008 160…240 3,5 0,008 170…300 3,5 0,0088 170…300 3,5 0,0088 180…300 3,5 0,0125 240…400 3,5 0,009 180…250 3,5 –

Wasseraufnahme Masse-% 0,1…0,9 0,2…0,9 0,2…0,4 0,2…0,4 0,2…0,7 0,1…0,3 0,1…0,4

Tafel 1.5b Physikalische Eigenschaften von Sedimentgesteinen

Gesteinsart

Rohdichte 3

Sandstein Grauwacke Kalkstein Muschelkalk Dolomit Travertin Kalktuff

kg/m 2000…2700 2600…2650 2600…2900 2600…2900 2600…2900 2400…2500 1700…2200

DruckWärmeleit- Wärmeausdehfestigkeit fähigkeit nungskoeffizient 2 N/mm W/(m · K) mm/(m · K) 30…150 2,3 0,012 150…300 2,3 – 75…240 2,3 0,0075 80…180 2,3 0,003…0,006 75…240 2,3 0,0075 20…60 2,3 0,0068 30…50 0,85…1,7 0,003…0,007

Wasseraufnahme Masse-% 0,2…10 0,2…0,5 0,1…0,3 0,2…0,6 0,1…3 2,0…5,0 1,0…10,0

Tafel 1.5c Physikalische Eigenschaften von metamorphen Gesteinen

Gesteinsart Marmor Quarzit Tonschiefer Orthogneis Serpentinit Migmatit Paragneis Glimmerschiefer

Rohdichte kg/m3 2600…2900 2600…2700 2700…2800 2600…3000 2600…2800 2600…3000 2600…3000 2600…2800

DruckWärmeleit- Wärmeausdehfestigkeit fähigkeit nungskoeffizient N/mm2 W/(m · K) mm/(m · K) 80…180 3,5 0,003…0,006 150…300 3,5 0,0125 50…80 2,2 – 100…200 3,5 0,005…0,008 140…250 3,5 0,005…0,01 100…200 3,5 0,005…0,008 100…200 3,5 0,005…0,008 140…200 2,2 –

Wasseraufnahme Masse-% 0,2…0,6 0,2…0,5 0,5…0,6 0,3…0,4 0,1…0,7 0,3…0,4 0,3…0,4 0,2…0,4

Tafel 1.5d Mechanische Eigenschaften einiger Plutonite (Tiefengesteine)

Gestein

Rohdichte

Druckfestigkeit

Granit Syenit Diorit Gabbro

kg/dm3 2,54...2,80 2,56...2,97 2,80...3,15 2,80...3,15

N/mm2 160...240 160...240 170...300 170...300

Biegezugfestigkeit N/mm2 10...20 10...20 10...22 10...22

Abriebfestigkeit Verlust in cm3 auf 50 cm2 5...8 5...8 5...8 5...8

Tafel 1.5e Mechanische Eigenschaften einiger Vulkanite (Ergussgesteine)

Gestein

Rohdichte 3

Basalt Diabas Basaltlava Quarzporphyr

[kg/dm ] 2,74...3,20 2,80...2,90 2,20...2,45 2,55...2,80

Druckfestigkeit Biegezugfestigkeit [N/mm2] [N/mm2] 250...400 15...25 180...250 15...25 80...150 8...12 180...300 15...20

Abriebfestigkeit Verlust in cm3 auf 50 cm2 5...8,5 5...8 12...15 5...8 1.5

1A Baustoffe Tafel 1.6a Mechanische Eigenschaften einiger Sedimentite (Ablagerungsgesteine)

Gestein Grauwacke Kalkstein, Dolomit Kalkstein, weich Travertin Quarzsandstein Quarzitischer Sandstein

Rohdichte

Druckfestigkeit [N/mm2] 150...300 80...180 20...90 20...60 30...180

Biegezugfestigkeit [N/mm2] 13...25 6...15 5...8 4...10 3...15

Abriebfestigkeit Verlust in cm3 auf 50 cm2 7...8 15...40 – – 10...14

[kg/dm3] 2,58…2,73 2,65...2,85 1,70...2,60 2,40...2,50 2,00...2,65 2,60...2,65

120...200

12...20

7...8

Tafel 1.6b Mechanische Eigenschaften einiger Metamorphite (Umwandlungsgesteine)

Gestein

Rohdichte

Druckfestigkeit

Gneis Marmor Serpentinit Tonschiefer Quarzit Dachschiefer

[kg/dm3] 2,65...3,00 2,65...2,85 2,60...2,75 2,60...2,80 2,60...2,65 2,70...2,80

[N/mm2] 160...280 80...180 140...250 50…80 130…300 50...80

2.2

Biegezugfestigkeit [N/mm2] 13...25 6...15 25...35 – – –

Abriebfestigkeit Verlust in cm3 auf 50 cm2 4...10 15...40 8...18 – – –

Gesteinskörnungen

Gesteinskörnungen (früher als „Zuschläge“ bzw. „Mineralstoffe“) verwendet man als in der Korngröße abgestufte Schüttgüter, als Bestandteile von Mörtel und Beton zur Ausbildung des Gefüges von Bettungen, Tragschichten von Straßen (Straßenbeton, Asphalt), von Fugen (Mauermörtel im Mauerwerk), von Deckschichten auf Wänden (Putzmörtel), von horizontalen Nutzschichten (Estriche) und für tragende Konstruktionsbaustoffe (Zementbeton).

Natürliche Gesteinskörnungen werden durch Aufbereitung von Lockergesteinen (z.B. durch Klassieren von Kiesen und Sanden) oder von metamorphen bzw. magmatischen Gesteinen (z.B. Brechen und Klassieren zu Splitt und Schotter) gebildet.

Künstliche Gesteinskörnungen werden durch aufbereitete z.B. Schlacken, Blähtone und Blähschiefer gebildet.

Nach der Dichte unterscheidet man normale (Kornrohdichte:  2,0 … 3,0 kg/dm3), schwere (Kornrohdichte:  3,0 kg/dm3) und leichte (Kornrohdichte: ≤ 2,0 kg/dm3) Gesteinskörnungen.

Mineralstoffe, die aus Abbruchmaterial aus Sanierung, Umbau und Straßenbau stammen, können zu rezyklierten Gesteinskörnungen unter Beachtung von DIN EN 12620 bzw.

DIN 4226-100 aufbereitet werden. Je nach Zusammensetzung werden folgende 4 Liefertypen unterschieden: Typ 1: Betonsplitt / Betonbrechsand, Typ 2: Bauwerksplitt / Bauwerkbrechsand, Typ 3: Mauerwerksplitt / Mauerwerkbrechsand, Typ 4: Mischsplitt / Mischbrechsand.

1.6

Mineralische Baustoffe Tafel 1.7a Übersicht über die wichtigsten Arten von Gesteinskörnungen für Beton und Mörtel

Gesteinskörnung

Normale Gesteinskörnungen nach DIN EN 12620 Kornrohdichte > 2,0...< 3,0 kg/dm3 Leichte Gesteinskörnungen nach DIN EN 13055-1 Kornrohdichte 0,1 … 2,0 kg/dm3

Natürliche Gesteinskörnungen natürlich gekörnt mechanisch zerkleinert (gebrochen) Flusssand, Fluss- Brechsand, kies, Grubensand, Splitt und Schotter Grubenkies, aus geeigneten Moränensand, Natursteinen Moränenkies, Dünensand Bims, Lavakies, gebrochener Bims, Lavasand gebrochene Schaumlava, gebrochene Tuffe

Künstliche Gesteinskörnungen

Hochofenschlacken, Metallhüttenschlacken, Klinkerbruch, Sintersplitt, Hartstoffe (künstlicher Korund und Siliciumcarbid) Blähschiefer, Blähton, Hüttenbims, Ziegelsplitt, Perlit, Schaumglasgranulat, Schaumkunststoffe

Tafel 1.7b Übersicht über Eigenschaften leichter Gesteinskörnungen

Art Naturbims Schaumlava Hüttenbims Sinterbims Ziegelsplitt Blähton Blähschiefer

Kornrohdichte kg/dm3 0,7…1,6 1,7…2,2 1,0…2,2 0,9…1,8 1,2…1,8 0,6…1,4 0,6…1,4

Schüttdichte kg/dm3 0,4…0,7 0,8…1,0 0,4…1,1 0,4…1,0 1,0…1,5 0,3…0,8 0,3…0,8

Reindichte kg/dm3 2,2…2,4 2,8…3,1 2,9…3,0 2,6…3,0 2,5…2,7 2,5…2,7 2,5…2,7

Kornfestigkeit (verbal) niedrig mittel bis hoch niedrig bis mittel niedrig bis hoch mittel niedrig bis hoch niedrig bis hoch

Tafel 1.7c Übersicht über Eigenschaften hochwärmedämmender leichter Gesteinskörnungen

Art Blähglas Kieselgur Blähperlit Blähglimmer

Kornrohdichte kg/dm3 0,3…0,9 0,2…0,4 0,1…0,3 0,1…0,35

Schüttdichte kg/dm3 0,2…0,4 0,2…0,3 0,05…0,15 0,06…0,17

Reindichte kg/dm3 2,5…2,7 2,6…2,7 2,1…2,4 2,5…2,7

Kornfestigkeit (verbal) niedrig bis mittel sehr niedrig sehr niedrig sehr niedrig

Tafel 1.7d Übersicht über Eigenschaften natürlicher schwerer Gesteinskörnungen

Art Baryt Magnetit Hämatit Ilmenit

Kornrohdichte kg/dm3 4,0…4,3 4,65…4,8 4,7…4,9 4,55…4,65

Strahlenschutzrelevante Bestandteile BaSO4-Gehalt  85 % Fe-Gehalt: 60…70 % Fe-Gehalt: 60…70 % Fe-Gehalt: 35…40 %

Tafel 1.7e Übersicht über Eigenschaften künstlicher schwerer Gesteinskörnungen

Art Ferrophosphor Ferrosilicium Eisengranalien (Fe) Stahlsand

Kornrohdichte kg/dm3 6,0…6,2 5,8…6,2 6,8…7,5 7,5

Strahlenschutzrelevante Bestandteile Fe-Gehalt: 65…70 % Fe-Gehalt: 80…85 % Fe-Gehalt: 90…95 % Fe-Gehalt:  95 % 1.7

1A Baustoffe

2.3

Lehm

Lehmbaustoffe wendet man als Baustoff wegen ihrer großen Verfügbarkeit seit Jahrtausenden an. In Mittelasien und Ägypten entstanden vor ca. 5000 Jahren in den großen Flusstälern die ersten Städte in Lehmbauweise. Die aktuelle Bedeutung der Lehmbauweise ist in der großen Energieeffizienz und Nachhaltigkeit des Baustoffes „Lehm“ und an der Erfüllung höheren Erwartungen an ein behagliches gesundes Wohnraumklima zu sehen. Anwendung finden Lehmbaustoffe z.B. im Lehmsteinbau, Lehmstampfbau, zur Ausfachung von Holzfachwerk und als Füllungen in Holzbalkendecken.

Nach der Rohdichte unterscheidet man Schwerlehm (Rohdichte: 2000 … 2400 kg/m3), Massivlehm (Rohdichte: 1700 … 2000 kg/m3), Faserlehm (Rohdichte: 1200 … 1700 kg/m3) und Leichtlehm (Rohdichte: 300 … 1200 kg/m3).

Für die Anwendung ist die Feuchtigkeitsempfindlichkeit des durch Austrocknung erhärteten Baustoffes zu beachten. Um die Wiederherstellung des plastischen Zustandes, die für die Wiederverwendung als Vorteil gilt, während der Nutzung zu verhindern, muss das Eindringen und die Einwirkung von Feuchte verhindert werden. Dies betrifft den Schutz vor aufsteigender Bodenfeuchte, vor Spritzwasser im Sockelbereich und den Wetterschutz in der Fassade.

Tafel 1.8a Rohdichte ausgewählter Lehme

Lehmart

Rohdichte kg/m3 1750 1850 1900 2000 2200…2400

Sandiger Lehm und Lößlehm Mittelfette Lehme Fette Lehme Fette Lehme mit Kiesanteil Sehr fette und steinige Lehme

Tafel 1.8b Diffusionswiderstandszahlen und Wärmeleitfähigkeit von Lehmbaustoffen

Art Massivlehm Strohlehm Leichtlehm

Dichte kg/m3 2000 1200…1700 300…900

Diffusionswiderstandszahl 9,0…12,0 8,0…10,0 4,0…8,0

Wärmeleitfähigkeit W/m · K 0,93 0,47 0,23

Tafel 1.8c Trockenschwindmaße von Lehm

Lehm (nach Bindigkeit) Magerer Lehm Mittelfetter Lehm Fetter Lehm Ton 1)

Schwindmaß 0,010…0,025 0,020…0,035 0,035…0,055 0,045…0,075

Längenänderung1) mm 2…5 4…7 6…10 8…20

Für Probekörperlänge: 22 cm

2.4

Mauermörtel, Putzmörtel, Estriche

Mörtel bestehen aus einem Gemenge von Bindemitteln und Gesteinskörnungen, wobei dessen Größtkorn auf 4 mm begrenzt ist.

Baustellenmörtel werden in Volumenanteilen (Raumteilen), Werkmörtel im Mischwerk nach Masseteilen zusammengesetzt.

Werkmörtel (nach DIN EN 998) kann als Trockenmörtel, dem auf der Baustelle Wasser entsprechend der geforderten Verarbeitungseigenschaften zugesetzt wird, oder als gebrauchsfertiger Frischmörtel geliefert werden.

1.8

Mineralische Baustoffe Als Bindemittel kommen je nach den durch die geplante Anwendung geforderten Frischmörtelund Festmörteleigenschaften sowohl einzelne Bindemittel als auch Mischungen verschiedener Bindemittel zum Einsatz. Hierbei werden unterschieden: Baukalkmörtel, Zementmörtel, Mörtel mit hydraulischen Bindemitteln, gipshaltige und anhydrithaltige Mörtel und Magnesiamörtel.

Nach Anwendungsbereichen verwendet man Mörtel als Mauermörtel, Putzmörtel und für Estriche. Vergussmörtel dienen dem Verfüllen von Aussparungen und tragen zum Übertragen von Kräften zwischen Stahlbetonbauteilen und Anlagenteilen über vergossene Anker bei.

Die Eigenschaften der Vergussmörtel sind in der Richtlinie des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton „Vergussmörtel und Vergussbeton“ geregelt.

Tafel 1.9a Anforderungen an Mauermörtel nach DIN EN 998-2 und DIN V 18580

Mörtelgruppe nach DIN 1053 I II IIa III IIIa LM 21 LM 36 DM 1)

Druckfestig- Trockenrohdichte keitsklasse kg/m3 M1  1500 M 2,5  1500 M5  1500 M 10  1500 M 20  1500 M5 ≤ 700 M5 >700; ≤1000 M 10  1500

Wärmeleitfähigkeit W/(m · K) keine Forderung keine Forderung keine Forderung keine Forderung keine Forderung ≤ 0,18 ≤ 0,27 –

Verbundfestigkeit N/mm2 1) –  0,04  0,08  0,10  0,12  0,08  0,08  0,2

Verbundfestigkeit nach DIN EN 1052-3.

Tafel 1.9b Klassifizierung der Eigenschaften Festmörtel – Putzmörtel nach DIN EN 998-1

Eigenschaft Druckfestigkeit nach 28 Tagen

Kategorie CS I CS II CS III CS IV W0 W1 W2 T1 T2

Kapillare Wasseraufnahme Wärmeleitfähigkeit

Kennwerte 0,4…2,5 N/mm2 1,5…5,0 N/mm2 3,5…7,5 N/mm2  6,0 N/mm2 Nicht festgelegt ≤ 0,40 kg/m2 · min0,5 ≤ 0,40 kg/m2 · min0,5 ≤ 0,1 W/(m · K) ≤ 0,2 W/(m · K)

Tafel 1.9c Bezeichnung der Estriche nach DIN EN 13318

Kurzbezeichnung CT CA CAF

Bedeutung Zementestrich (Cementious screed) Calciumsulfatestrich (Calcium sulfat screed) Calciumsulfat-Fließestrich

Tafel 1.9d Eigenschaften von Estrichen

Bezeichnung

Anhydritestrich Fließestrich Gussasphaltestrich Lehmestrich Magnesiaestrich Zementestrich

Dichte

Druckfestigkeit

E-Modul

kg/dm3 2,1…2,2 1,8…2,0 2,0…2,3 1,7…2,0 1,4…2,3 2,0

N/mm2 18…50 28…40 – 3…4 12…60 18…80

103 N/mm2 17…18 17…18 – – – –

Lineare Wärmeausdehnung 104 K1 – – – 5 – –

Wärme- Spezifische leitfähigkeit Wärmekapazität W /(m · K) kJ/ (kg · K) 0,7…1,2 0,84…1,0 1,38…1,87 – 0,70…0,90 1,05 0,81…1,16 1 0,47…0,70 1,5 1,40 1,13

1.9

1A Baustoffe Tafel 1.10a Eigenschaften von Putzen

Bezeichnung

Gipsputz Gipskalkputz Luftkalkputz Hochhydraul.

Kalkputz Kalkzement-Putz Zementputz Kunstharzputz Silikatputz Leichtputz Wärmedämmputz Dämmputz mit Perliten Sanierputz

2.5

Dichte kg/dm3 1,0…1,2 1,4…1,6 1,6…1,8 1,6…1,8

N/mm2 3 2 1,5 4…20

1,8 2,5…4 1,8…2,0 15 1,1 5 1,75 5 1,3 2,5…3,0 0,3…0,6 0,7 0,55 0,7 < 1,4

Lineare Wärme- Spezifische Wärmeaus- leitfähigkeit Wärmedehnung kapazität W/m · K 103 N/mm2 104 K1 kJ/kg · K 5 12 0,36…0,47 0,85 – 8…12 0,7…0,87 0,85…0,96 5 5…12 0,87 0,96 5…6 5…12 0,87 0,96

DruckZugE-Modul festigkeit festigkeit

<4

N/mm2 0,3 – 0,1 0,2 0,3 1,5 1,0 0,3 0,3 0,1 0,1

6 15 5 7 1,8…6 1 –

12 6…10 15 12 3…15 15 –

0,3

3

15

0,87…0,9 0,96…1,13 1,40 1,13 0,7 – 0,7 0,84 0,3 – 0,15…0,25 – 0,15 0,90 –

–

Beton

Als Beton bezeichnet man den aus einem Gemenge von Zement, Gesteinskörnung, Betonzusatzstoffen, Betonzusatzmitteln und Wasser hergestellten künstlichen Stein. Die Zusammensetzung des zum Zementstein durch Hydratation erhärtenden Zementleimes bestimmt maßgeblich die Eigenschaften des Betons. Die Größe des Wasserzementwertes und der Hydratationsgrad, d.h. die Umsetzungsrate des Zementes mit dem Wasser durch ausreichende Nachbehandlung (nach DIN EN 13670/DIN 1045-3), bestimmt Festigkeit und Dauerhaftigkeit des Betons. Durch dichte Einbettung des Bewehrungsstahles bei Einhaltung von Mindestzementgehalt, Mindestdruckfestigkeit (Druckfestigkeitsklassen nach DIN EN 206-1) und ausreichend großer Dicke der Betondeckung (min c; nom c) wird der Korrosionsschutz (Expositionsklassen nach DIN EN 206-1) und Brandschutz gesichert.

Die für die verschiedensten Anwendungen erforderlichen Festbetoneigenschaften werden durch notwendige die Verarbeitung beeinflussende Frischbetoneigenschaften erreicht.

Nach der Trockenrohdichte teilt man Beton ein in: – Leichtbeton (Kurzzeichen: LC; Trockenrohdichte: 0,8 … 2,0 kg/dm3) – Normalbeton (Kurzzeichen: C; Trockenrohdichte:  2,0 … 2,6 kg/dm3) – Schwerbeton (Kurzzeichen: C; Trockenrohdichte:  2,6 kg/dm3) Tafel 1.10b Einteilung der Betone nach der Rohdichte entsprechend DIN EN 206-1/DIN 1045

Bezeichnung

Kurzbezeichnung

Leichtbeton Normalbeton Schwerbeton

LC C C

1.10

Trockenrohdichte In kg/m3 0,8 … 2,0 > 2,0 … 2,6 > 2,6

Gesteinskörnung (Beispiele) Blähton, Blähschiefer Sand, Kies, Splitt Schwerspat, Baryt

Mineralische Baustoffe Tafel 1.11a Druckfestigkeitsklassen für Normal- und Schwerbeton nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2

Druckfestigkeitsklasse1) C 8/10 C 12/15 C 16/20 C 20/25 C 25/30 C 30/37 C 35/45 C 40/50 C 45/55 C 50/60 C 55/67 C 60/75 C 70/85 C 80/95 C 90/1052) C 100/1152) 1) 2)

Charakteristische Zylinderdruckfestigkeit in N/mm2 8 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80 90 100

Charakteristische Würfeldruckfestigkeit in N/mm2 10 15 20 25 30 37 45 50 55 60 67 75 85 95 105 115

Betone ab C 55/67 werden als hochfeste Betone bezeichnet.

Zusätzliche Nachweise erforderlich.

Tafel 1.11b Druckfestigkeitsklassen für Leichtbeton nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2

Druckfestigkeitsklasse LC 8/9 LC 12/131) LC 16/18 LC 20/22 LC 25/28 LC 30/33 LC 35/38 LC 40/44 LC 45/50 LC 50/552) LC 55/60 LC 60/66 LC 70/77 LC 80/88 1) 2)

Charakteristische Zylinderdruckfestigkeit in N/mm2 8 12 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 70 80

Charakteristische Würfeldruckfestigkeit in N/mm2 9 13 18 22 28 33 38 44 50 55 60 66 77 88

LC 12/13 darf nur bei vorwiegend ruhenden Lasten verwendet werden.

Leichtbeton ab LC 55/60 wird als hochfester Leichtbeton bezeichnet.

Tafel 1.11c Rohdichteklassen von Leichtbeton

Kenngröße Trockenrohdichte in kg/m3

D 1,0  800 …1000

D 1,2 > 1000 …1200

D 1,4 > 1200 …1400

D 1,6 > 1400 …1600

D 1,8 > 1600 …1800

D 2,0 > 1800 …2000

Tafel 1.11d Ausbreitmaßklassen mit Konsistenzbereichen

Ausbreitmaßklasse F1 F2 F3 F4 F5 F6

Ausbreitmaß in mm ≤ 340 350 … 410 420 … 480 490 … 550 560 … 620  630

Konsistenzbereich steif plastisch weich sehr weich fließfähig sehr fließfähig 1.11

1A Baustoffe Tafel 1.12a Verdichtungsmaßklassen

Verdichtungsmaßklasse C0 C1 C2 C3 C 41) 1)

Verdichtungsmaß in mm  1,46 1,45 … 1,26 1,25 … 1,11 1,10 … 1,04 < 1,04

Konsistenzbereich sehr steif steif plastisch weich –

Gilt nur für Leichtbeton.

Tafel 1.12b Eigenschaften von Normalbeton (Rohdichte 2000 … 2400 kg/m3) (Orientierungswerte)

Druckfestigkeit N/mm2 5 10 15 25 35 45

Biegezugfestigkeit N/mm2 2,6 … 3,2 4,0 … 5,2 5,0 … 7,0 6,9 … 10,2 8,4 … 12,9 9,8 … 15,5

E-Modul N/mm2 – 22000 26000 30000 34000 37000

Lineare Wärmeausdehnung 104 K1 10 10 10 10 10 10

Wärmeleitfähigkeit W/(m · K) 1,5 … 2,1 1,5 … 2,1 2,03…2,10 2,03…2,10 2,03…2,10 2,03…2,10

spez. Wärmekapazität kJ/(kg · K) 1,1… 1,13 1,1… 1,13 1,1… 1,13 1,1… 1,13 1,1… 1,13 1,1… 1,13

Tafel 1.12c Eigenschaften von Leichtbeton (Orientierungswerte)

Bezeichnung

Dichte kg/dm3 0,6…1,1

Blähtonbeton, haufwerksporig Blähtonbeton, 1,1…1,7 haufwerksporig Blähtonbeton, 1,1…1,8 dicht Porenbeton 0,4…1,4 Holzspanbeton

0,6…0,8

Hüttenbims0,9…1,6 beton Polystyrolbeton 0,4 Polystyrolbeton 0,6…1,0

Druck- Biegezug- E-Modul lineare WärmeSpez. festigkeit festigkeit WärmeausleitWärmedehnung fähigkeit kapazität N/mm2 N/mm2 N/mm2 104 K1 W/(m · K) kJ/(kg · K) 1,7…4,0 0,3…1,05 500 10 0,16 1,1 …4000 …0,42 …1,13 4,0…20 1,05…2,5 4000 10 0,16 1,1 …16000 …0,42 …1,13 14…28 – 9000 10 0,43 1,1 …175000 …0,67 …1,13 2,5…10 0,5…2,0 1200 8 0,12 1,0 …2500 …0,29 2,0 – – 8 0,14 1,5 …0,27 25 – 5000 8 0,52 1,13 …10000 …0,63 1,0 0,5 800 12 0,14 1,4 2,2…6,0 0,7…1,5 1000 12 0,21 1,4 …3000 …0,42

Tafel 1.12d Eigenschaften von Fasern zur Herstellung von Faserbeton

Material AR-Glas Aramid Polypropylen Stahl

1.12

Durchmesser µm 10…20 10 50…4000 100…1000

Länge mm 10…50 6…65 20…75 10…60

Dichte g/cm3 2,6 1,45 0,9 7,85

Mineralische Baustoffe Tafel 1.13a Mechanische Eigenschaften verschiedener Fasern

Material AR-Glas Nylon Aramid Polypropylen Polyester Carbon Stahl

2.6

E-Modul 103 N/mm2 70…80 <4 60…150 8…10 12…15 200…450 210

Zugfestigkeit N/mm2 1400…2000 800 ca. 3000 400 2000…3000 2500…5000 700…2000

Bruchdehnung % 2…4 13 1,5…3 8 – 1,2…1,8 3,5

Keramische Baustoffe

Unter dem Begriff „Keramische Baustoffe“ fasst man Baustoffe zusammen, die künstlich hergestellt werden. Der Begriff leitet sich aus dem Griechischen „keramos“ ab, welcher deutsch „gebrannte Erden“ bedeutet. Historisch war Ausgangspunkt die Anwendung von getrocknetem Lehm und Ton als Baustoff. Durch Brennen dieser „Erden“ wurden die Wasserbeständigkeit, die Druckfestigkeit, die Abriebfestigkeit und die Dauerhaftigkeit deutlich verbessert.

Je nach Brenntemperaturbereich erreicht man differenzierte Eigenschaften für die Anwendung keramischer Baustoffe: 900 … 1100 °C Ziegel 1150 … 1300 °C Steinzeug, Klinker 1100 … 1300 °C Steingut 1300 … 1450 °C Porzellan 1300 … 1800 °C feuerfeste Steine Durch unterschiedliche Aufbereitung des Rohmaterials nach Korngröße und nach zu erreichender Porengrößenverteilung und Kristallgröße in gebrannten Scherben wird in Grob- und Feinkeramik unterteilt.

Tafel 1.13b Bezeichnung von Mauerziegeln

Ziegelart Hochlochziegel Vormauerhochlochziegel Vollziegel Vormauerziegel Hochlochklinker Leichhochlochziegel Mauertafelziegel Vollziegel Hochlochziegel Vollklinker Hochlochklinker Vollklinker Keramikhochlochklinker

Kurzbezeichnung HLzA; HLzB VHLzA; VHLzB Mz VMz KHLzA; KHLzB HLzA; HLzB; HLzW HLzT Mz; VMz HLz; VHLz KMz KHLz KK KHK

Rohdichteklassen kg/dm3 1,2 … 1,6 1,4 … 1,6 1,6 … 2,0

Festigkeitsklassen N/mm2 4 … 28 12 … 28 12 … 28

 1,9 0,6 … 1,0 0,8 … 1,0 1,2 … 2,2

28 4 … 12 6 … 28 26 … 60

1,6 … 2,2

60

1.13

1A Baustoffe Tafel 1.14a Ziegelformate für Vollziegel und Hochlochziegel

Kurzbezeichnung DF (Dünnformat) Länge in mm Breite in mm Höhe in mm

NF (Normalformat) 240 115 71

240 115 52

2 DF

3 DF

240 115 113

240 175 113

Tafel 1.14b Ziegelformate für Hochlochziegel

Kurzbezeichnung Länge in mm Breite in mm Höhe in mm

5 DF 300 240 113

6 DF 240 365 113

10 DF 300 240 238

12 DF 365 240 238

16 DF 490 240 238

Tafel 1.14c Bemessungswerte nach DIN V 4108-4

Ziegelart

Rohdichte

Wärmeleitfähigkeit

kg/m3 2200 2000 1800 2000 1800 1600 1400 1200 1000 900 800 700 1000 900 800 700

W/m · K 1,2 0,96 0,81 0,96 0,81 0,68 0,58 0,50 0,45 0,42 0,39 0,36 0,39 0,36 0,33 0,30

KMz; KHLz; KK Mz; HLz; VMz; VHLz

HLzA; HLzB

HLzW

Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl 50/100 50/100 50/100 5/10 5/10 5/10 5/10 5/10 5/10 5/10 5/10 5/10 5/10 5/10 5/10 5/10

Tafel 1.14d Eigenschaften ausgewählter keramischer Baustoffe

Bezeichnung

Vollziegel Lochziegel Klinker Vormauerziegel Dachziegel Klinkerplatten für Böden Klinkerplatten für Wände Wandfliesen, innen Bodenfliesen in Zementmörtel 1.14

Rohdichte Druckfestigkeit

E-Modul

kg/dm3 1,5…1,8 0,6…1,4 2,0 1,8 1,8 2,0…2,1

N/mm2 10…25 2,5…25 60 25…50 – 150

103 N/mm2 5…20 5…20 20…70 9 5…20 –

lineare Wärmeausdehnung 104 K1 5 5 5 5 4,5…5 –

spezifische Wärmekapazität kJ/(kg · K) 0,92 0,92 0,88 0,92 0,9 0,88…0,9

2,0

–

–

–

0,9…0,92

1,7…2,0 2,3

– –

– –

9 9

0,9 0,9

Mineralische Baustoffe

2.7

Glas

Glas ist ein aus anorganischen Stoffen bestehender amorpher (griech. „formlos“) Feststoff. Der amorphe Feststoff entsteht durch schnelle Abkühlung einer Schmelze ohne Kristallbildung. Der Zusammensetzung nach handelt es sich bei Bauglas i.d.R. um Silikatgläser nach DIN EN 572-1 mit den Hauptbestandteilen Quarz (SiO2), Alkalioxiden (Na2O und K2O) und Erdalkalioxiden (CaO und MgO). Die silikatische amorphe Struktur verleiht dem Glas einerseits hohe chemische Beständigkeit, hohe Lichtdurchlässigkeit, große Härte und hohe Druckfestigkeit, andererseits große Sprödigkeit. Durch vielfältige Vergütungsverfahren können Eigenschaften für weitreichende Anwendungen erzielt werden.

Tafel 1.15a Färbung von Gläsern durch Metalloxide

Metalloxid Eisenoxid Nickeloxid Manganoxid Kupferoxid Selenoxid Kobaltoxid Chromoxid Silberoxid Goldoxid

Chemische Formel FeO; Fe2O3 FeO; Cr2O3 Fe2O3; CoO NiO MnO CuO SeO CoO Cr2O3 AgO AuO

Farbe blaugrün tiefblau grau graubraun violett rot hellrot tiefblau hellgrün gelb gelb

Tafel 1.15b Zusammensetzung von Gläsern (in Prozent)

Bestandteil Quarz (SiO2) Natriumoxid (Na2O) Calciumoxid (CaO) Magnesiumoxid (MgO) Tonerde (Al2O3) Eisenoxid (Fe2O3) Kaliumoxid (K2O) Borat (B2O3) Bleioxid (PbO) Titanoxid (TiO2) Fluoride

Silikatglas 72,5 14,5 6,5 4,5 1,3 0,1 0,6 – – – –

Quarzglas 100 – – – – – – – – – –

Emaille 40,5 9 – 1 1,5 – 6 10,2 3,7 15 13

Tafel 1.15c Eigenschaften (Richtwerte) von Gläsern

Eigenschaft Härte nach Mohs Härte nach Vickers Druckfestigkeit in N/mm2 Zugfestigkeit in N/mm2 Biegezugfestigkeit in N/mm2 Zuläss. Biegezugfestigkeit in N/mm2 Dichte in kg/dm3 Elastizitätsmodul in 103 N/mm2 Querdehnzahl Wärmeleitfähigkeit in W/(m · K) Wärmedurchgangskoeffizient in W/(m2K) Wärmeausdehungskoeffizient in K1 Erweichungstemperatur in °C

Silikatglas 6…7 400…800 900 50…80 40…60 8…30 2,5 70 0,25 0,70…0,93 5,8 9 · 106 560…580

Quarzglas 7 710 2300 115 50 – – 76,3 – 1,20 – 5 · 107 – 1.15

1A Baustoffe Tafel 1.16a Bezeichnungen von Glaserzeugnissen nach DIN EN 12150 bzw. DIN EN 1863

Glaserzeugnis Einscheiben-Sicherheitsglas Einscheiben-Sicherheitsglas mit Heat-Soak-Test Teilvorgespanntes Glas Verbund-Sicherheitsglas Verbundglas

3

Kurzbezeichnung ESG ESG-H (für Brüstungen in Ganzglasfassaden) TVG VSG VG

Metallische Baustoffe

Metalle sind chemische Elemente, deren Atome sich untereinander zu Kristallstrukturen verbinden, wobei freie Elektronen vorhanden bleiben. Mit dieser Metallbindung lassen sich alle wesentlichen physikalischen Eigenschaften, z.B. hohe Dichte, hohe Festigkeit, hoher Schmelzpunkt, gute Wärmeleitfähigkeit, hohe elektrische Leitfähigkeit der Metalle erklären. Metalle zeichnen sich durch hohe Verformungsmöglichkeiten, z.B. durch Walzen, Schmieden, Pressen, Ziehen aus. Eine besondere Eigenschaft metallischer Baustoffe ist das plastische Verformungsvermögen (das sog. „Fließen“). Deshalb werden Festigkeitswerte auf definierte Verformungswerte bezogen, z.B. 0,2%-Dehngrenze als technische Streckgrenze. Nach der Affinität zu Sauerstoff und der Oxidationsneigung unterscheidet man zwischen unedlen Metallen, die sehr leicht Oxide bilden, Halb-Edelmetalle (z.B. Zinn, Nickel, Kupfer) und Edel-Metalle, die nur sehr schwer Oxide bilden (z.B. Gold, Silber, Platin). Entsprechend ihrer Dichte teilt man die Metalle ein in Leichtmetalle (Dichte < 4,5 kg/dm3; Beispiele: Aluminium, Magnesium, Titan) und Schwermetalle (Dichte  4,5 kg/dm3). Eisen und seine Legierungen bezeichnet man als Eisenmetalle (auch: Schwarzmetalle), andere die kein Eisen enthalten als Nichteisenmetalle.

3.1

Baustahl

Als Baustahl bezeichnet man unlegierte und niedrig legierte Stähle, die wegen ihrer Zugfestigkeit und Streckgrenze als Konstruktionswerkstoff in der Bautechnik Anwendung finden. Nach der chemischen Zusammensetzung ist Stahl eine Eisen-Kohlenstoff-Legierung mit einem Kohlenstoffgehalt bis zu 2,06 % und durch Schmieden und Walzen verformbar.

Tafel 1.16b Warmgewalzte unlegierte Baustähle nach DIN EN 10025-2

Bezeichnung4) Desoxidationsart3) Streckgrenze Zugfestigkeit N/mm2 N/mm2 Nenndicke ≤ 16 > 80 3 3 in mm ≤ 100 ≤ 100 S 235JR FN 235 215 360… 510 360… 510 S 235J0 FN S235J2 FF S 275JR FN 275 235 430… 580 430… 560 S 275J0 FN S 275J2 FF S 355JR FN S 355J0 FN 355 315 510… 680 470… 630 S 355J2 FF S 355K2 FF S 450J0 FF 450 380 – 550… 720 1) 2) 3) 4)

Bruchdehnung % 3 > 63 ≤ 40 ≤ 100 261) 242)

241) 222)

221) 202)

201) 182)

221) 202)

201) 182)

171)

–

Probenlage in Walzrichtung.

Probenlage quer zur Walzrichtung.

FN: beruhigte Stähle; FF: vollberuhigter Stahl (mind.0,020 % Alges.; unberuhigte Stähle nicht zulässig!

Gütegruppen JR, J0 und J2: Kerbschlagarbeit (Spitzkerb-Langproben) von 27 Joule bei +20 °C (JR); bei 0 °C (J0); bei –20 °C (J2); bei 40 Joule bei –20 °C (K2).

1.16

Metallische Baustoffe Tafel 1.17a Vergleich der Bezeichungen unterschiedlicher Regelwerke

Bezeichnung nach EN 10027-1 (10.2005) S 235JR S 235J0 S 235J2 S 275JR S 275J0 S 275J2 S 355JR S 355J0 S 355J2 S 355K2 S 450J0

Bezeichnung nach EN 10027-2 (09.1992) 1.0038 1.0114 1.0117 1.0044 1.0143 1.0145 1.0045 1.0553 1.0577 1.0596 1.0590

Bezeichnung nach DIN 17100 (01.1980) RSt 37-2 St 37-3 U – St 44-2 St 44-3 U – – St 52-3 U – – –

Tafel 1.17b Technische Daten wichtiger korrosionsbeständiger Stähle

WerkStoffnummer 1.4016 1.4301 1.4541 1.4401 1.4571

3.2

Kurzname

Streckgrenze

ZugE-Modul Wärmeausdehnung zwischen 20…100 °C festigkeit N/mm2, quer N/mm2 103 N/mm2 106 K1 X6Cr17 280 450/600 220 10 X5CrNi18-10 230 540/750 200 16 X6CrNiTi18-10 220 520/720 200 16 X5CrNiMo17-12-2 240 530/680 200 16 X6CrNiMoTi17-12-2 240 540/690 200 16,5

Betonstahl

Betonstahl nach DIN 488 (2009) dient der Bewehrung von Beton. Der Stahl nimmt im Verbundbaustoff Stahlbeton Zug-, Scher- und Biegespannungen auf. In der Regel haben Betonstähle einen nahezu kreisrunden Querschnitt. Die gerippte Oberfläche verbessert die Verbundwirkung zwischen Stahl und Beton. Die Alkalität des Betons führt zur Ausbildung einer Passivschicht auf der Stahloberfläche, die den Stahl aktiv vor Korrosion schützt. Betonstahl wird in Form von Einzelstäben, als Betonstahlmatten sowie z.B. als Stahlgitterträger angeboten.

Tafel 1.17c Duktilitätskategorien für Betonstahl

Kategorie Normale Duktilität (A) Hohe Duktitlität (B)

su (Agt)  2,5 %  5,0 %

ƒt / ƒy (Rm/Re)1)  1,05  1,08

Rm = Zugfestigkeit; Re = Streckgrenze; Agt = Dehnung bei Höchstkraft (als 10% Quantil) Tafel 1.17d Eigenschaften von Betonstahl

Eigenschaften Bezogene Rippenfläche ƒR für Nenndurchmesser ds in mm

4,0…4,5 5,0… 6,0 6,5 … 8,5 9,0 …10,5 11,0…40,0 Unterschreitung des Nennquerschnittes in % Biegerollendurchmesser beim 6…12 Rückbiegeversuch für Nenn14…16 durchmesser ds in mm 20…25 28…40

B 500A; B 500B 0,036 0,039 0,045 0,052 0,056 4 5 ds 6 ds 8 ds 10 ds

Quantilwert min. 5

max. 5 min. 1

1.17

1A Baustoffe Tafel 1.18a Eigenschaften von Betonstahl

Bezeichnung1)

B 500A

B 500A

B 500B

B 500B

Betonstahl Betonstahl- Betonstahl Betonstahlmatten matten Duktilität normal normal hoch hoch Streckgrenze ƒyk in N/mm2 2) 500 500 500 500 Verhältnis (ƒt / ƒy )k 3)  1,05  1,05  1,08  1,08 Verhältnis ƒy / ƒyk 4) – – ≤ 1,3 ≤ 1,3 25 25 50 50 Stahldehnung unter Höchstlast uk in ‰ Kennwert für Ermüdungs215 100 215 100 festigkeit 5)

Quantilwert in %

Erzeugnis

1) 2) 3) 4) 5)

5 min. 10 max. 10 10 10

S: Betonstahl; M: Betonstahlmatte; A: normale Duktilität; B: hohe Duktilität ƒyk: charakteristischer Wert der Streckgrenze ƒt: Zugfestigkeit in N/mm2; (ƒt / ƒy )k : charakteristischer Wert von (ƒt / ƒy) ƒy: tatsächliche Streckgrenze Kennwert für die Ermüdungsfestigkeit N = 2 · 106 in N/mm2 (obere Spannung ≤ 0,6 · ƒy

3.3

Spannstahl

Spannstähle und deren Verankerungen benötigen eine Allgemeine Bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Institutes für Bautechnik Berlin. Spannstähle der Festigkeitsklassen R0,2/Rm werden hergestellt als kaltgezogener Spannstahldraht, als Spannstahllitze, als Spannstabstahl bzw. vergüteter Spannstahldraht.

Tafel 1.18b Eigenschaften zugelassener Spannstähle

Bezeichnung1)

Herstellungsverfahren

St warm835/1030 gewalzt, gereckt, angelassen St (naturhart) 1080/1230 vergütet St 1420/1570

St 1375/1570 St 1470/1670

St 1570/1770

1.18

patentiert gezogen, angelassen (stabilisiert)

Oberfläche

Durchmesser Ø [mm]

Chemische Mechanische Kennwerte Zusammensetzung C Si Mn Rest Rp0,01 2A2) A10 AG  3) [M.-%] [N/mm2] [%] rund – glatt 26...36 320 7 4 3,3 0,65... 0,65... 1,10...

– 735 230 rund – 26,5...26 0,80 0,85 1,70 – – – gerippt rund – glatt 26...36 320 6 4 3,3 0,65... 0,65... 1,10... 0,1...

950 230 rund – 26,5...36 0,80 0,85 1,70 0,4 V – – – gerippt rund – glatt 6...14 340 6 2 2,0 rund, oval, 5...14 0,45... 1,60... 0,40... 0,20... 1220 295 – – – eckig – (40...120 0,65 2,0 0,80 60 Cr gerippt mm2) 1150 7,5 rund – glatt 8...12,2 320 6 2 (1200) (2,0) 430 rund – glatt 6...7,5 – – – 1250 (585) (1300) 300 rund – 5,5...7,5 0,70... 0,10... 0,50...

– – – profiliert (350) – 0,90 0,35 0,90 rund – glatt 4,0...5,5 540 – – – 1300 rund – (1350) 270 – – 5 – profiliert 7-drähtige 1150 340...

9,3...15,3 – – – Litze (1350) 210

Metallische Baustoffe

3.4

Nichteisenmetalle

Nichteisenmetalle werden unterschieden in schwere Nichteisenmetalle (Dichte  4,5 g/cm3), hierzu zählen: Blei, Kupfer, Nickel, Zink und Zinn, und leichte Nichteisenmetalle (Dichte < 4,5 g/cm3), wie z.B. Aluminium und Magnesium. Zu den Nichtmetallen gehören auch deren Legierungen, z.B. Bronze (80 … 90 % Kupfer und 10 … 20 % Zinn) und Messing (65 % Kupfer und 35 % Zink).

Tafel 1.19a Eigenschaften von Aluminium

 S  T

[g/cm3] [°C] [W/(m  K) [1/K]

Zugfestigkeit

Z (ggf. Rm)

[N/mm2]

E-Modul Bruchdehnung

E A

[N/mm2] [%]

Dichte Schmelztemperatur Wärmeleitfähigkeit Wärmedehnzahl

2,7 660 235 24,6  10−6 Reinstaluminium 40 bis 100 Reinaluminium bis 200 Al-Legierung bis 700 70000 4...25

Tafel 1.19b Eigenschaften von Kupfer

 S  

[g/cm3] [°C] [W/(m  K)] [1/K]

Z (ggf. Rm)

[N/mm2]

E-Modul

E

[N/mm2]

Bruchdehnung

A5

[%]

Dichte Schmelztemperatur Wärmeleitfähigkeit Wärmedehnzahl Zugfestigkeit

8,9 1083 385 17  10−6 Bleche, Bänder 200 bis 360 weiches Cu (F 22) 220 bis 250 halbhartes Cu (F 25) 240 bis 300 100000 bis 130000 Bleche, Bänder 2 bis 40 weiches Cu (F 22)  45 halbhartes Cu (F 25)  15

Tafel 1.19c Eigenschaften von Zink

Dichte Schmelztemperatur

 S

[g/cm3] [°C]

Wärmedehnzahl

T

[1/K]

Z (ggf. Rm)

[N/mm2]

E-Modul

E

[N/mm2]

Bruchdehnung

A

[%]

Zugfestigkeit

7,2 419 reines Zink 29  10−6 Titanzink 20  10−6 reines Zink 120 bis 140 Titanzink > 190 94000 reines Zink 52 bis 60 Titanzink 35

Tafel 1.19d Eigenschaften von Blei

Dichte Schmelztemperatur Wärmedehnzahl Zugfestigkeit E-Modul

 S T

[g/cm3] [°C] [1/K]

Z (ggf. Rm)

[N/mm2]

E

[N/mm2]

11,3 327 29,1  10−6 Weichblei 10 bis 20 Hartblei (Legierung) bis 60 16000 1.19

1A Baustoffe

4

Organische Baustoffe

Organische Baustoffe setzen sich aus organischen Verbindungen zusammen. Sie können als bearbeitete Naturstoffe (z.B. Holz) oder als umgewandelte Naturstoffe (z.B. Harze, Kunststoffe) Anwendung finden.

4.1

Holz

Holz ist ein natürlicher organischer, inhomogener, anisotroper Baustoff. Hauptbestandteile sind Cellulose, Lignin und Hemicellulose. Anisotropie, Faserverlauf, Inhomogenität, Holzfehler und eine Vielzahl verschiedener in das Holz eingelagerter Stoffe bestimmen die Holzeigenschaften.

Wichtige Eigenschaften sind: Anisotropie (Abhängigkeit der wichtigen Eigenschaften von der Wuchsrichtung); Hygroskopie (Feuchtegehalt in Abhängigkeit vom umgebenden Klima, gekennzeichnet durch relative Luftfeuchte und Lufttemperatur); geringe Wärmeleitfähigkeit bei guter Wärmespeicherkapazität; hohe Festigkeit bei geringer Dichte.

Holz lässt sich auf verschiedenste Art bearbeiten und veredeln. Nach dem Zellaufbau wird in Nadel- und Laubhölzer unterschieden. Die Dauerhaftigkeit von Holzkonstruktionen ist abhängig von der Einhaltung der Maßnahmen des chemischen und baulichen Holzschutzes.

Tafel 1.20a Kennwerte wichtiger Bauholzarten (Nadelholz NH)

Holzart

Kurzzeichen

Douglasie Fichte Kiefer Lärche Tanne

DGA FI KI LA TA

Rohdichte g/cm3 0,58 0,47 0,52 0,60 0,46

Zugfestigkeit N/mm2 105 95 100 107 95

Druckfestigkeit N/mm2 54 45 47 55 45

Biegung

E-Modul

Resistenzklasse

N/mm2 100 80 85 99 80

103 N/mm2 13 11 11 13,8 11

Biegung

E-Modul

N/mm2 120 95 100

103 N/mm2 14 5 13 2 13 1

3 4 3–4 3 4

Tafel 1.20b Kennwerte wichtiger Bauholzarten (Laubholz LH)

Holzart

Buche Eiche Teak

Kurzzeichen BU EI TEK

Rohdichte g/cm3 0,69 0,67 0,69

Zugfestigkeit N/mm2 135 110 115

Druckfestigkeit N/mm2 60 52 58

Resistenzklasse

Tafel 1.20c Resistenzklassen nach DIN 68364 des ungeschützten Kernholzes gegen holzzerstörende Pilze

Resistenzklasse Beschreibung 1 sehr resistent 1–2 sehr resistent bis resistent 2 resistent 2–3 resistent bis mäßig resistent 3 mäßig resistent 3–4 mäßig bis wenig resistent 4 wenig resistent 5 nicht resistent Splintholz aller Holzarten ist den Klassen 4 und 5 zuzuordnen.

1.20

Organische Baustoffe Tafel 1.21a Holzfeuchten als mittlere Gleichgewichtsfeuchten im Gebrauchszustand von Holzwerkstoffen

Holzfeuchte 9 ± 3% 12 ± 3% 15 ± 3% 18 ± 6%

Beschreibung der Umgebungsbedingungen bei allseitig geschlossenen Bauwerken mit Heizung bei allseitig geschlossenen Bauwerken ohne Heizung bei überdeckten offenen Bauwerken bei Konstruktionen, die der Witterung allseitig ausgesetzt sind

Tafel 1.21b Einteilung der Holzfeuchten in Nutzungsklassen

Nutzungsklasse Nutzungsklasse 1

Holzfeuchte ≤ 12 %

Nutzungsklasse 2

≤ 20 %

Nutzungsklasse 3

> 20 %

Umgebungsklima Holzfeuchtegehalt bei einer Temperatur von 20 °C und 65 % relativer Luftfeuchte, der nur für einige Wochen pro Jahr überschritten wird.

Holzfeuchtegehalt bei einer Temperatur von 20 °C und 85 % relativer Luftfeuchte, der nur für einige Wochen pro Jahr überschritten wird.

Alle Klimabedingungen, die zu höheren Feuchtegehalten führen als in Nutzungsklasse 2 angegeben.

Tafel 1.21c Rechenwerte für Quell- und Schwindmaße von Holzarten

Holzart

Quell- und Schwindmaß in % bei einer Holzfeuchteänderung von 1 % radial tangential 0,16 0,32 0,16 0,32 0,16 0,32 0,20 0,40 0,16 0,32

Fichte Kiefer Lärche Buche Eiche

längs 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

Tafel 1.21d Schnittholzeinteilung nach DIN 4074-1 (2003)

Schnittholz Latte (nicht bei Laubholz) Brett Bohle Kantholz und Balken

Dicke d bzw. Höhe h in mm d ≤ 40 d ≤ 40 d > 40 b≤h≤3b

Breite b in mm < 80  80 > 3d > 40

Tafel 1.21e Sortierklassen für visuelle Sortierung

Sortierklassen (DIN 4074) S7 S 10 S 13

Festigkeitsklassen (DIN EN 338) C 18 C 24 C 30

Beschreibung Schnittholz mit geringer Tragfähigkeit Schnittholz mit normaler Tragfähigkeit Schnittholz mit überdurchschnittlicher Tragfähigkeit

Tafel 1.21f Sortierklassen der maschinellen Sortierung

Sortierklassen (DIN 4074) MS 7 MS 10 MS 13

Festigkeitsklassen (DIN EN 338) C 18 C 24 C 35

Beschreibung Schnittholz mit geringer Tragfähigkeit Schnittholz mit normaler Tragfähigkeit Schnittholz mit überdurchschnittlicher Tragfähigkeit 1.21

1A Baustoffe Tafel 1.22a Rechenwerte der charakteristischen Festigkeits-, Steifigkeits- und Rohdichtekennwerte für Nadelholz

Festigkeitsklasse nach EN 338 Sortierklasse nach DIN 4074 Festigkeitskennwerte in N/mm2 Biegung fmk Zug parallel ft,0,k rechtwinklig ft,90,k Druck parallel fc,0,k rechtwinklig fc,90,k1) Schub und Torsion fvk Rollschub fRk3) Steifigkeitskennwerte in N/mm2 Elastizitätsmodul parallel E0,mean2) rechtwinklig E90,mean2) Schubmodul Gmean2) 3) Rohdichtekennwerte in kg/m3 Rohdichte k 1) 2) 3)

C 16 S7

C 24 S 10

C 30 S 13

C 35 MS 13

C 40 MS 17

16 10 0,4 17 2,2 2,7 1,0

24 14 0,4 21 2,5 2,7 1,0

30 18 0,4 23 2,7 2,7 1,0

35 21 0,4 25 2,8 2,7 1,0

40 24 0,4 26 2,9 2,7 1,0

8000 270 500

11000 370 690

12000 400 750

13000 430 810

14000 470 880

310

350

380

400

420

Bei unbedenklichen Eindrückungen dürfen die Werte für fc,90,k um 25 % erhöht werden.

Für die charakteristischen Steifigkeitskennwerte E0,05, E90,05 und G05 gelten die Rechenwerte: E0,05 = 2/3  E0,mean, E90,05 = 2/3  E90,mean, G05 = 2/3  Gmean.

Der zur Rollschubbeanspruchung gehörende Schubmodul darf mit GR,mean = 0,10  Gmean angenommen werden.

Tafel 1.22b Vergleich zwischen Bauschnittholz und homogenem Brettschichtholz nach DIN 1052 (2008)

Festigkeitsklasse des Holzes und Brettschichtholzes Festigkeitskennwerte in N/mm2 Biegung fmk Zug parallel ft,0,k rechtwinklig ft,90,k Druck parallel fc,0,k rechtwinklig fc,90,k Schub fvk Rollschub fRk Steifigkeitskennwerte in N/mm2 Elastizitätsmodul parallel E0,mean rechtwinklig E90,mean Schubmodul Gmean Rohdichtekennwerte in kg/m3 Rohdichte k 1)

GL 24h1) GL 28h1) GL 32h1) GL 36h1) (BS 11) (BS 14) (BS 16) (BS 18)

CD 24 (S 10) als Vgl.

24 16,5 0,5 24 2,7 2,5 1,0

28 19,5 0,5 26,5 3,0 2,5 1,0

32 22,5 0,5 29 3,3 2,5 1,0

36 26 0,5 31 3,6 2,5 1,0

24 14 0,4 21 2,5 2,7 1,0

11600 390 720

12600 420 780

13700 460 850

14700 490 910

11000 370 690

380

410

430

450

350

Die Festigkeiten der Brettschichthölzer wird durch unterschiedliche Festigkeitsklassen der Lamellen erzeugt; z.B. GL 24h wird mit C24er Lamellen und GL 32h mit CD35er Lamellen hergestellt.

1.22

Organische Baustoffe

4.2

Kunststoffe

Die Herstellung der Kunststoffe geschieht in der Regel aus fossilen Rohstoffen, wie Erdöl, Erdgas und Kohle gewonnenen niedermolekularen Ausgangsstoffen, wie z.B. Ethen und Propen.

Aus diesen Monomeren lassen sich vielgestaltige Makromoleküle verschiedenster Eigenschaften herstellen.

Geringe Rohdichte, geringe Wärmeleitfähigkeit, großer Wärmeausdehnungskoeffizient, hohe Zugfestigkeit, niedriger Elastizitätsmodul u.a. sind typische Eigenschaften der Kunststoffe.

Nach der Art der Makromolekülbildung unterscheidet man Polymerisation, Polykondensation und Polyaddition. Es entstehen kettenförmige, verzweigte bzw. vernetzte Makromoleküle. Nach dem Vernetzungsgrad teilt man Kunststoffe in Thermoplaste und Elastomere ein.

Tafel 1.23 Kurzbezeichnungen ausgewählter Kunststoffe

Kunststoff Polyethylen, weich Polyethylen, hart Polypropylen Polybuten Polyisobutylen Polyvinylchlorid, hart Polyvinylchlorid, weich Polyvinylacetat Polystyrol Polyacetal Polymethylmethacrylat Polytetrafluorethylen Polyamid 6 Polyamid 11 Polycarbonat Polyethylenterephthalat Phenolformaldehydharz Harnstoffformaldehydharz Melaminformaldehydharz Epoxidharz Polyurethanharz Ungesättigtes Polyesterharz Silikone

Kurzzeichen PE-LD PE-HD PP PB PIB PVC hart PVC weich PVAC PS POM PMMA PTFE PA 6 PA 11 PC PETP PF UF MF EP PUR UP SI

1.23

1A Baustoffe Tafel 1.24a Haupteigenschaften von ausgewählten Kunststoffen

Kunststoffbezeichnung

Dichte

maximale Wärme- Wärmeleitzahl Anhaltswerte bei Gebrauchs- dehnRaumtemperatur temperatur zahl Zugfestig- Druck- E-Modul keit festigkeit 102 kg/m3 °C 106/K W/(m  K) N/mm2 N/mm2 N/mm2 PE hart 9,4...9,7 100...120 – 0,419 25,0 30,0 1000 weich 9,1...9,3 85 200 0,326 11,0 – 200 PP 9,1 130 160 0,157 34,0 – 1400 PIB 9,3 60...120 Folien mit gummielastischem Verhalten PVC hart 13,9 60 80 0,157 45,0...60,0 80,0 3000 12,0... weich 55 200 0,163…0,233 13,0...30,0 – 30 13,9 PMMA 12,0 75 80 0,174 74,0 120,0 3000 PVAC – – – – – – – PS hart 10,6 50...70 70 0,203 55 100,0 3200 0,15...

0,08...

Schaum 70...90 – 0,031 0,2...1,3 – 0,65 0,05 PTFE 22,0 250 70...180 0,233 13,0...27,0 – 400 PA 11,0 80 90 0,302 35,0...75,0 – 2000 UP 12,0 bis 120 140 0,163 40,0...80,0 120...190 4000 EP 90,0...

13,0 bis 200 75 – 40,0...80,0 4000 170,0 PUR hart 12,0 100 160 0,35 20,0...56,0 – 900 0,32...

0,026...

Schaum 80...120 – 0,2...2,0 1,2...7,0 – 3,0 0,037 Tafel 1.24b Eigenschaften von Hartschaumkunststoffen

Eigenschaften

Rohdichte Zugfestigkeit E-Modul (Biegung) Wärmeleitzahl Langzeitige Gebrauchstemperatur Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl

1.24

Einheit

Phenol- HarnstoffPolystyrol harz harz PF UF PS EPS [kg/m3] 40...100 5...15 15...30 40 [N/mm2]  0,5 –  0,5  0,5 [N/mm2] 6...27 – 2...20 > 15 [W/(m  K)] 0,04 0,05 0,04 0,04 [°C]

130

90

[–]

30...300

4...10

75

80

30...70 150...300

Polyurethanschaum PUR 20...100 0,2...1,1 2...20 0,03...0,04 80 30...130

Organische Baustoffe Tafel 1.25 Beständigkeit von Kunststoffen gegenüber chemischem Angriff

Kunststoffe Säuren

Laugen

Angriffsstoffe Lösungsmittel

Alkooxidie- Fluss- Haloschwach stark schwach stark hole rend säure gene

PE

hart weich

PP PIB PVC hart weich PMMA PVAC PS hart Schaum PTFE PA UP EP PUR hart Schaum

+ + + + + + +



 +

 ì ì

– –  ì ì

+



+ + + ì

+ – ì

+ + ì

– – – + +

+ – ì

Si – MF – PF, Press+ – masse + = beständig ì = bedingt beständig – = unbeständig

4.3

+ +

+ + + + + ì

ì

– ì

+ + + + + + +

+



–

+

+ –

+ –

+ –

 – ì

   – –

 +

+ + ì

ì

– –

+ + + +

 

–

+

Ester

+

TreibMineral- Fette, Ketone Ether CKW Benzol Benzin stoffgemiöl Öle sche

+

 – – – – – –

 ì

+

+ + + ì ì – +

+ ì

+ +

+ +

 + ì

  – ì

 +

+ +

 –

   +

 ì ì

+ + –

+

–

+

+

Treibstoffe und Öle

– ì – – – ì

 –  –

–  – – – – – –

–

 – – – – + + – ì ì

 – +

– – +



 +

  – + +

+ + – + +

+

+

+

+

–

– – – – –

   – +  +  ì

 – ì –  – –

 + – + ì

+  + + ì

–

+  ì

+ + + + + + ì

+ + + + ì ì ì

+ + + + + + ì

+

+

+

+

 +

+

+

+

+

+

+ +  + +

+ + + + + + ì +

= bedingt beständig bis beständig = bedingt unbeständig bis unbeständig

Bituminöse Baustoffe

Zu den bituminöse Baustoffen zählen alle organischen Produkte, deren Hauptbestandteil Bitumen ist.

Als Bitumen werden die dunkelfarbigen, halbfesten bis springharten Rückstände der Erdöldestillation (DIN EN 12 597) und der im Schwefelkohlenstoff löslichen Anteile der Naturasphalte bezeichnet.

Teer entsteht als Bindemittel bei der chemischen Zersetzung von Steinkohle.

Pech fällt als Bindemittel bei der Destillation von Steinkohlenteer an.

Asphalt entsteht als Gemenge aus Gesteinskörnungen mit Bitumen als Bindemittel.

1.25

1A Baustoffe Tafel 1.26 Eigenschaften ausgewählter bituminöser Baustoffe

Kurzbezeichnung

Bitumen Asphalt Gussasphaltestrich Nackte Bitumenbahn Bitumendachbahn Bitumendichtungsbahnen Bitumeschweißbahnen Polymer-Bitumendachdichtungsbahnen

5

Dichte (Flächengewicht)

Höchstzulässige Zugkraft längs kg/m3 (g/m2) N 1200–1400 – 2000 –

HöchstDehnung Wärmeleit- spez. Wärzulässige fähigkeit mekapazität Zugkraft längs quer quer λ c N % % W/(m · K) kJ/(kg · K) – – – 0,14–0,17 1,0–1,26 – – – 0,7 1,05

–

8

–

–

0,7–0,9

1,05

240–280

140–180

2

2

0,17

1,0

400–1000 300–1000 2–40 2–40

0,17

1,5

(220–500)

200–800

200–800 2–15 2–15

0,17

1,5

(60–300)

400–800

300–800 2–40 2–40

0,17

1,5

(200–300)

600–800

500–800

0,17

1,5

2100–2300 1200 (333–500) 1200 (200–500)

40

40

Dämmstoffe

Dämmstoffe sind Baustoffe, die über eine niedrige Wärmeleitzahl und große Wärmedämmung verfügen.

Bezüglich der Rohstoffe unterscheidet man anorganische, mineralische Dämmstoffe und organische Dämmstoffe.

Dämmstoffe können aus natürlichen und synthetischen Rohstoffen bestehen.

Nach der Struktur gibt es Faserdämmstoffe, geschäumte Dämmstoffe und Granulate bzw.

Schüttungen.

1.26

Dämmstoffe Tafel 1.27 Eigenschaften ausgewählter Dämmstoffe

Kurzbezeichnung

Glaswolle GlaswolleTrittschalldämmplatte Steinwolle SteinwolleTrittschalldämmplatte Schlackenwolle Schaumglas (Foamglas) Perlite, ungebunden Perlite, bitumengebunden Vermiculite Bimskies Blähton (4–8) Flachs Holzfaserdämmplatte Holzweichfaserdämmplatte Holzwolleleichtbauplatte Hobelspäne Kokos Kork Kork, bitumengebunden Schafwolle SchafwolleTrittschalldämmplatte Schilfbauplatten Cellulose, lose Cellulosedämmplatten Baumwolle Strohschüttung

Dichte ρ kg/m3 60–180

Zusammen- Dyn. Stei- Wärmeleit- Spez. WärDampfdrückung figkeit fähigkeit mekapazität diffusionsunter Last widerstand λ c μ % MN/m3 W/(m · K) kJ/(kg · K) – 25 0,14–0,20 0,043–0,045 0,6 1

140–170

10

0,21

–

–

1

10–100

20

0,18–0,23

0,046

0,6

1

10–100

10

0,18–0,26

0,041

0,6

1

130–180

20–25

0,95–2,62

0,035–0,07

–

4

110–150

0

15000

0,045–0,06

0,8

dampfd.

70–100

–

–

0,046–0,06

0,9–0,94

2–5

280

–

–

0,07

0,9

–

100–180 1200 300–700

25 – –

0,05 0,19 0,10–0,16

0,88 – –

3–4 – 1–8

16–20

–

2,63 – – 0,035– 0,045

0,04

n. b.

1–1,5

150–300

–

–

0,45–0,65

2,1–2,5

4–9

250–370

–

–

0,07

2,1–2,5

4–9

310–570

0

5,25

0,073–0,15

2,0–2,1

2–5

50–75 60–140 90–300

– 15–20 0

– 0,18–0,35 10–30

0,055 0,46–0,57 0,04–0,053

1,6 2,0–2,1 2,0

2 1–2 5–30

200–400

10

1,1

0,047–0,093

–

–

25

–

–

0,035–0,04

–

–

–

–

–

–

–

–

180–300 35–120

– –

– –

0,072 0,04–0,045

– 1,8

1–1,5 1–1,5

70–100

–

–

0,04

1,8

1–1,4

20 150

– –

– –

0,04 0,056–0,1

– –

1–2 1–1,5

1.27

1A Baustoffe

6

Baustofftabellen – Baustoffeigenschaften

Tafel 1.28a Wärmeleitfähigkeit einiger Baustoffe

Baustoff Steine Mörtel Beton

dichte Natursteine porige Natursteine Gipsputzmörtel Kalkputzmörtel Zementmörtel Leichtmörtel LM 36 Leichtmörtel LM 21 Normalbeton Leichtbeton, dicht Porenbeton, dampfgehärtet Mauerwerk Kalksand-Vollstein Vollziegel-Mauerwerk Hochlochziegel-Mauerwerk Porenbeton-Mauerwerk Holz- und Fichte, Kiefer, Tanne Holzwerkstoffe Eiche, Buche Sperrholz Faserplatten, porös Flachpressplatten Dämmstoffe Faserstoffe, mineralisch Faserstoffe, pflanzlich Holzwolle-Leichtbauplatten Korkplatten Schaumkunststoffe Schaumglas Sonstige Stoffe Glas Stahl Aluminium Blei Kupfer

Rohdichte  kg/m3 2800 1600 1400 1800 2200  1000  700 2200 1600 600 1800 1800 1200 600 600 800 800 ≤ 400 700 8...500 8...500 360...460 80...500 10...50 100...150 2500 7850 2700 11300 9000

Wärmeleitfähigkeit  W/(m  K) 3,50 0,55 0,70 0,87 1,40 0,36 0,21 1,60 0,81 0,19 0,99 0,81 0,50 0,24 0,13 0,20 0,15 0,07 0,13 0,035...0,045 0,040...0,050 0,065...0,090 0,045...0,055 0,025...0,045 0,045...0,060 0,80 50 200 35 380

Tafel 1.28b Zahlenwerte der spezifischen Wärmekapazität, Rohdichte und Wärmespeicherfähigkeit einiger Baustoffe

Baustoff

Spezifische Rohdichte Wärmespeicherfähigkeit, Wärmekapazität (volumenbezogen) c  Q’sp J/(kg  K) kg/m3 kJ/(m3  K) Steine Gipsmörtel 838 1700 1592 Mörtel Kalkmörtel 838 1900 1675 Betone Zementmörtel 838 2200 1926 Normalbeton 1050 2400 2512 Bimsbeton, porig 1050 800 837 Leichtbeton, dicht 1050 1700 1884 Porenbeton 1050 600 628 Mauerwerk Kalksand-Vollstein 860 1800 1507 Vollziegel-Mauerwerk 860 1800 1507 Lochziegel-Mauerwerk 860 1200 1005 Porenbeton-Mauerwerk 860 800 670 1.28

Baustofftabellen – Baustoffeigenschaften Tafel 1.28b Zahlenwerte der spezifischen Wärmekapazität, Rohdichte und Wärmespeicherfähigkeit einiger Baustoffe (Fortsetzung)

Baustoff

Spezifische Rohdichte Wärmespeicherfähigkeit, Wärmekapazität (volumenbezogen) c  Q’sp 3 kg/m kJ/(m3  K) J/(kg  K) Holz- und Fichte 1465 600 837 Holzwerk- Sperrholz 1465 600 837 stoffe Faserplatten 1465 300 440 Pressplatten 1465 400 586 Dämmstoffe Faserstoffe, mineralisch 838 100 84 Faserstoffe, pflanzlich 1047 100 105 Holzwolle-Leichtbaupl.

1340 200 272 Korkplatten 1675 160 272 Schaumkunststoffe 1382 25 33 Sonstige Kunststoffe, dicht 1256 1100 1382 Stoffe Glas 840 2500 2093 Stahl 502 7850 3936 Aluminium 896 2700 1340 Blei 126 11300 1423 Kupfer 395 9000 3391 Tafel 1.29 Wärmedehnzahlen einiger Baustoffe

Baustoff Metallische Baustoffe

Mineralische Baustoffe

Holz Kunststoffe

Stahl Kupfer Messing Zink Aluminium Blei Beton Porenbeton Bimsbeton Granit Sandstein Kalkstein Ziegel, Klinker, Fliesen Glas Vollhölzer II zur Faser Vollhölzer ┴ zur Faser PVC-hart PVC-weich PP PE-H PE-N PMMA PIB PS PA

Lineare Wärmedehnzahl T 10−6  1/K 12 12 19 33 24 30 9...12 6...8 8...10 5 3 1,5 5...8 8...9 3...10 25...60 70...80 125...180 160...180 115...185 200...230 70...80 70...80 60...80 70...120

1.29

1A Baustoffe Tafel 1.30a Erläuterungen und Beispiele zu den Baustoffklassen nach DIN 4102

Baustoffklasse A nicht brennbare Baustoffe

A1

A2 B brennbare Baustoffe

B1

B2 B3

Erläuterungen Beispiele anorganische Stoffe und Stoffe mit Stahl, Metall, Sand, Lehm, einem organischen Anteil  1 % Kies, Gips, Zement, Beton, Glas, Steine, Steinzeug, Keramik, Mineralfaserplatten Baustoffe, die zwar brennbare Gipskartonplatten, MineralBestandteile enthalten, jedoch nur faserplatten mit organischen ein geringes Brandrisiko darstellen Bindemitteln enthalten nennenswerte Mengen Holzwolle-Leichtbauplatten, brennbarer Bestandteile, deren Ent- Gipskartonplatten flammbarkeit durch verschiedene Maßnahmen reduziert wurde normal entflammbare Baustoffe Holz und Holzwerkstoffe mit einer Dicke d > 2 mm; PVCBeläge, Linoleum, Dachpappen etc.

Einsatz im Bauwesen untersagt Holz d < 2 mm, Papier

Tafel 1.30b Baustoffklassen nach DIN EN 13 501-1

Baustoffklasse Erläuterungen A leisten in keiner Phase des Brandes, einschließlich des voll entwickelten A1 nicht brennbar Brandes, einen Beitrag halten einer Beanspruchung durch einen einzelnen brennenden Gegenstand mit ausreichend verzögerter und begrenzter Wärmefreisetzung A2 stand; liefern unter den Bedingungen eines Vollbrandes keinen wesentlichen Beitrag zur Brandlast und zum Brandanstieg B wie Klasse C, aber mit strengeren Anforderungen schwer entflammbar C wie Klasse D, aber mit strengeren Anforderungen schwer entflammbar D halten dem Angriff einer kleinen Flamme ohne wesentliche Flammennormal entflammbar ausbreitung über einen längeren Zeitraum stand; halten einer Beanspruchung durch einen einzelnen brennenden Gegenstand mit ausreichend verzögerter und begrenzter Wärmefreisetzung stand E halten dem Angriff durch eine kleine Flamme ohne wesentliche Flamnormal entflammbar menausbreitung für eine kurze Zeit stand F Bauprodukte, für die das Brandverhalten nicht bestimmt wird oder die leicht entflammbar nicht in eine der Klassen A bis E klassifiziert werden können Tafel 1.30c Kennwerte für Trass und Gesteinsmehle

Eigenschaften/ Kennwerte Spezifische Oberfläche Glühverlust Sulfat (SO3) Chlorid (Cl) Dichte1) Schüttdichte1) 1)

1.30

[cm2/g] [M.-%] [M.-%] [M.-%] [kg/dm3] [kg/dm3]

Trass nach DIN 51043 Gesteinsmehl nach DIN 4226-1 Quarz Kalkstein  5000  1000  3500  12 0,2 ca. 40  1,0  1,0  1,0  0,10  0,02  0,02 2,40...2,60 2,65 2,60...2,70 0,70...1,00 1,30...1,50 1,00...1,30

Richtwert für bisherigen Erfahrungsbereich.

Baustofftabellen – Baustoffeigenschaften Tafel 1.31 Eigenschaften von Mörteln, Putzen und Estrichen

Kurzbezeichnung

Anhydritestrich Fließestrich Gipsestrichplatten Gipsfaserestrichplatten Gussasphaltestrich Lehmestrich Magnesiaestrich Zementestrich Gipsputz Gipsmörtel mit Sand abgemagert Gipskalkputz Luftkalkputz Hoch-hydraulischer Kalkputz Kalkzementputz Zementputz Kunstharzputz Silikatputz Leichtputz

Dichte

Druckfestigkeit

Zugfes- E-Modul Lineare WärmeSpez. tigkeit Wärme- leitfähig- Wärmekaausdehkeit pazität nung ρ fc ft E α λ c [kg/m3] [N/mm2] [N/mm2] [N/mm2] [104 K] [W/(m · K)] [kJ/(kg · K)] 2100– 17000– 18–50 – – 0,7–1,2 0,84–1 2200 18000 1800– 17000– 28–40 – – 1,38–1,87 – 2000 18000 1000

–

–

–

–

0,25–0,47

–

1000

–

–

–

–

0,27

–

–

–

–

–

0,70–0,90

1,05

3–4

–

–

5

0,81–1,16

1

12–60

–

–

–

0,47–0,70

1,5

18–80

–

–

–

1,40

1,13

3

0,3

5000

12

0,36–0,47

0,85

3

–

–

12

0,700

0,85

2

–

–

8–12

0,7–0,87

0,85–0,96

1,5

0,1

5000

5–12

0,87

0,96

4–20

0,2

5–12

0,87

0,96

2,5–4

0,3

5000– 6000 6000

12

0,87–0,9

0,96–1,13

15

1,5

15000

6–10

1,40

1,13

5 5

1,0 0,3

15 12

0,7 0,7

– 0,84

2,5–3

0,3

3–15

0,3

–

0,7

0,1

5000 7000 1800– 6000 1000

15

0,15–0,25

–

0,7

0,1

1000

–

0,19–0,28

0,90–0,92

0,7

0,1

–

–

0,15

0,90

<4

0,3

3000

15

–

–

2000– 2300 1700– 2000 1400– 2300 2000 1000– 1200 1200– 1400 1400– 1600 1600– 1800 1600– 1800 1800 1800– 2000 1100 1750 1300

Wärmedämmputz 300–600 Dämmputz mit exp. leichten Ge- 600–800 steinskörnungen Dämmputz mit 550 Perliten Sanierputz < 1400

1.31

1A Baustoffe Tafel 1.32 Eigenschaften von Normalbeton, Leichtbeton, Platten und Dachsteine

Kurzbezeichnung Dichte

E-Modul Lineare WärmeSpez.

Wärme- leitfähigWärmeausdehkeit kapazität nung ρ fc ft E α λ c [kg/m3] [N/mm2] [N/mm2] [N/mm2] [104 K] [W/(m · K)] [kJ/(kg · K)] 2000– Normalbeton 5 2,6–3,2 – 10 1,5–2,10 1,1–1,13 2400 2000– Normalbeton 10 4,0–5,2 22000 10 1,5–2,10 1,1–1,13 2400 2000– Normalbeton 15 5,0–7,0 26000 10 2,03–2,10 1,1–1,13 2400 2000– Normalbeton 25 6,9–10,2 30000 10 2,03–2,10 1,1–1,13 2400 2000– Normalbeton 35 8,4–12,9 34000 10 2,03–2,10 1,1–1,13 2400 2000– Normalbeton 45 9,8–15,5 37000 10 2,03–2,10 1,1–1,13 2400 2000– 11,1– Normalbeton 55 39000 10 2,03–2,10 1,1–1,13 2400 17,9 2000– 22000– Stahlbeton 5–55 – 10 2,1–2,30 1,1–1,13 2500 39000 Blähtonbeton 600– 500– 1,7–4 0,3–1,05 10 0,16–0,42 1,1–1,13 (Haufwerk) 1100 4000 Blähtonbeton 1100– 4000– 4–20 1,05–2,5 10 0,16–0,42 1,1–1,13 (Haufwerk) 1700 16000 Blähtonbeton, 1100– 9000– 14–28 – 10 0,43–0,67 1,1–1,13 dicht 1800 17500 400– 1200– Gasbeton 2,5–10 0,5–2 8 0,12–0,29 1,0 1400 2500 Holzspanbeton 600–800 2,0 – – 8 0,14–0,27 1,5 900– 5000– Hüttenbimsbeton 25 – 8 0,52–0,63 1,13 1600 10000 1000– Kalksandstein 12–35 – – 8 0,56–0,77 0,9 1400 Kalksandstein 1800 4–60 – – 8 0,99 0,9 Polystyrolbeton 400 1,0 0,5 800 12 0,14 1,4 600– 1000– Polystyrolbeton 2,2–6,0 0,7–1,5 12 0,21–0,42 1,4 1000 3000 Ziegelsplittbeton 1600 – – – – 0,73–0,87 0,92 800– Gipsbauplatten 10–35 3–7 – – 0,29–0,58 0,8 1200 Gipsfaserplatten 1000 – 7,0 – 37 0,27 0,84 Vermiculite350– Brandschutz– 1,0–6,0 – – 0,11–0,14 – 950 platten Mineralfaser430– Brandschutz– 3,4–7,6 – – 0,08–0,17 – 900 platten Betondachstein 2400 – – – – 2,1 1,1–1,13 Dachplatten 1700 – 6,0 15500 10 0,35 1,0 1.32

Druckfestigkeit

Biegefestigkeit

Baustofftabellen – Baustoffeigenschaften Tafel 1.33a Eigenschaften ausgewählter keramischer Baustoffe – Steine, Dachziegel, Platten und Fliesen

Kurzbezeichnung

Dichte

Druckfestigkeit

ρ fc [kg/m3] [N/mm2] 1500–1800 10–25 600–1400 2,5–25 2000 60 1800 – 1800 25–50

Vollziegel Lochziegel Klinkerziegel Dachziegel Vormauerziegel Spalt- und Klinkerplatten für den 2000–2100 Fußboden Wandspalt- und 2000 Klinkerplatten Wandfliesen, innen 1700–2000 Bodenfliesen in 2300 Zementmörtel

E-Modul

E [N/mm2] 5000–20000 5000–20000 20000–70000 5000–20000 9000

Lineare WärmeSpez.

Wärleitfähig- Wärmekameauskeit pazität dehnung α λ c [104 K] [W/(m · K)] [kJ/(kg · K)] 5 0,46–0,83 0,92 5 0,13–0,50 0,92 5 0,8–1,16 0,88 4,5–5 0,46–0,69 0,90 5 0,96 0,92

150

–

–

1,05–1,11

0,88–0,90

–

–

–

0,96–1,05

0,9–0,92

–

–

9

0,87–1,04

0,90

–

–

9

1,28

0,9

Tafel 1.33b Lichtdurchlässigkeit von technischen Gläsern

Glasart Fensterglas Kristallspiegelglas Gartenglas Drahtspiegelglas Gussglas, Drahtglas Verbundsicherheitsglas, Mehrscheibenglas

Lichtdurchlässigkeit [%] 90...92 90...92 88...90 88 80...90 85...90

1.33

1B Bauschadensvermeidung Prof. Dipl.-Ing. Wolfgang Pützschler

Inhaltsverzeichnis Seite 1

Einleitung ................................................................................................................... 1.36

2 2.1 2.2 2.3 2.4

Ursachenbereich „Feuchtigkeit“ ............................................................................. 1.37 Schwinden ................................................................................................................... 1.37 Dampfdiffusion ........................................................................................................... 1.38 Wasseraufnahme ......................................................................................................... 1.41 Feuchtemessung .......................................................................................................... 1.42

3 3.1 3.2 3.3

Ursachenbereich „Frostangriff“ .............................................................................. 1.43 Frostbeständigkeit von Baustoffen ............................................................................. 1.43 Einflussfaktoren und Formen der Schädigung ........................................................... 1.45 Kombination mit Tausalzen ........................................................................................ 1.45

4 4.1 4.2 4.3 4.4

Ursachenbereich „Chemischer Angriff“ ................................................................ 1.46 Wasser, Boden, Luft ................................................................................................... 1.47 Nutzung, Betrieb ......................................................................................................... 1.48 Reinigung/Pflege ........................................................................................................ 1.48 Einordnungsvorgaben am Beispiel Beton .................................................................. 1.49

5 5.1 5.2

Ursachenbereich „Verschleiß“ ................................................................................ 1.50 Verschleißarten ........................................................................................................... 1.51 Baustoffanforderungen (Beton, Industrieböden, Fliesen) .......................................... 1.52

6 6.1 6.2 6.3 6.4

Ursachenbereich „Verformung“ ............................................................................. 1.53 Verformung unter Belastung ...................................................................................... 1.53 Temperaturverformung ............................................................................................... 1.54 Schwindverformungen ................................................................................................ 1.56 Setzungen .................................................................................................................... 1.56

7 7.1 7.2

Ursachenbereich „Rissbildung“ .............................................................................. 1.57 Rissursachen ............................................................................................................... 1.57 Erfassung von Rissmerkmalen ................................................................................... 1.58

8 8.1 8.2 8.3 8.4

Ursachenbereich „Verbundwirkung“ ..................................................................... 1.59 Einsatzbereiche ........................................................................................................... 1.59 Anforderungen ............................................................................................................ 1.60 Taupunktbildung ......................................................................................................... 1.61 Mangelhafte Trocknungsverfahren ............................................................................. 1.61

9 9.1 9.2 9.3 9.4

Ursachenbereich „Korrosion von Baumetallen“ ................................................... 1.62 Allgemeines zu Vorgang und Bedeutung ................................................................... 1.62 Umgebungsbedingte Metallkorrosion ........................................................................ 1.62 Kontaktkorrosion von Baumetallen ............................................................................ 1.63 Korrosionswirkung anorganischer Bindemittel .......................................................... 1.64

10 10.1 10.2

Ursachenbereich „Personal/Qualifikation“ ............................................................ 1.65 Einflussbedeutung ....................................................................................................... 1.65 Häufige Qualifikationsmängel .................................................................................... 1.65

1B Bauschadensvermeidung

1

Einleitung

Der Bauschadensvermeidung kommt im Strukturwandel des Bauwesens eine überproportional steigende Bedeutung zu, da bei gespannter Auftragslage und Gewinnerwartung jede Schadenssituation und der hieraus entstehende Beseitigungsaufwand den unternehmerischen Erfolg für alle in Planung, Bemessung, Ausführung und Überwachung von Baumaßnahmen Beteiligten schmälert, aufhebt oder nicht selten gar bis zur Leistung von über den kalkulierten Gewinn hinausgehenden Beseitigungskosten umkehrt.

Beim gleichzeitig steigenden und im Bereich des Hochbaus [3. Bauschadensbericht] schon bei mehr als 50 % Anteil an der gesamten Bauleistung angekommenen Betätigungsfeld innerhalb Instandhaltung, Modernisierung und Instandsetzung ist zur Vermeidung von Bauschäden, anders als im reinen Neubaudenken, stets auch die vorhandene Bausubstanz mit Blick auf die verwendeten Stoffe, die eingesetzten Techniken und sich hieraus möglicherweise ergebenden Kombinationsausschlüssen zu hinterfragen. Durch das beim Nutzer bestehende Bewusstsein bezüglich vormals baulich vorhandener Schwächen und der vorrangig auf eine nachhaltige Verbesserung ausgerichteten Zielsetzung wird daher gerade beim Bauen im Bestand ein noch größeres Augenmerk auf die Vermeidung erneuter Baumängel gelegt.

Für den Aufbau eines gezielteren Bewusstseins zur Bauschadensvermeidung ist zunächst eine Verdeutlichung der maßgeblichen Einflussfaktoren notwendig. Die nachfolgende Auflistung zeigt zunächst wesentliche Ansätze von häufiger zu Bauschäden führenden Aspekten auf.  Auftrags-, Zeit- und Preisdruck  Ausreizung von Personalressourcen  Planungs- und Ausführungsfehler  Vielfalt und Spezialisierung bei Materialien und Verfahren  Nicht ausreichend aktuelle Sachkenntnis der am Bau Beteiligten Der Ausrichtung des vorliegenden Entwurfs- und Tabellenwerks folgend soll mit diesem Abschnitt vorrangig durch eine knappe Vorstellung von häufig wiederkehrenden Schädigungsmechanismen und eine ausgewählte Angabe zugehöriger Materialkenndaten oder Grenzwertaufstellungen ein nutzbringendes Hilfsmittel mit dem Ziel einer verbesserten Erkennung und einer konsequenteren Vermeidung von Bauschäden zur Verfügung gestellt werden. Üblicherweise wird Information durch gezielte Auswahl von Themenbezügen wie Bauphysik, Baukonstruktion, Stahlbau o. Ä. beziehungsweise zu nach Baustoffgruppen geordneten Themenschwerpunkten wie zum Beispiel Holz, Kunststoffe oder mineralische Werkstoffe vermittelt, weil hierdurch verbesserte Zuordnungs- und Suchmöglichkeiten gegeben sind. Innerhalb der Bauaufgabe ergeben sich jedoch ständig komplexe Verschmelzungen von Fachbezügen und baustofflich kombinierten Anwendungen. Dieser Tatsache folgend werden in diesem Kapitel Informationen auf Ursachenbereiche von Bauproblemen ausgerichtet und dazu überschaubar und direkt vergleichbar Kriterien, Hinterfragungen oder Kenndaten in exemplarischer Auswahl hinterlegt.

Bauschadensvermeidung lässt sich nicht in Tabellenform oder mit checklistenartigem Denken erledigen, sondern erfordert eine ständige Bereitschaft zur Filterung und Vorerkennung von problematischen Zusammenhängen oder Stoffanwendungen. Erst danach kann im Bestreben um eine konsequente Bauschadensvermeidung die gezielte Suche nach gekonnten Lösungen in ausführlichen Tabellen und zu exakten Materialangaben oder sogar speziell herangezogenen Produktdaten einzelner Hersteller erfolgen.

Es handelt sich somit um eine übergeordnete Thematik, welche vom Verständnis grundlegend vorgehalten werden muss, um im Erkennungsfall mit besonderem Problembewusstsein und gezielt auf exaktere Ermittlungen und Materialkriterien zurückgreifen zu können.

1.36

Ursachenbereich „Feuchtigkeit“

2

Ursachenbereich „Feuchtigkeit“

Dem Problemkreis Feuchtigkeit kommt im Bauwesen schon seit jeher eine erhöhte Bedeutung zu, was sich in der jüngeren Vergangenheit durch ein allgemeines Bestreben um besonders kurze Bauzeiten zusätzlich verstärkt. Die inzwischen geradezu zum Maßstab von Bauleistungsfähigkeit gewordene Herabsetzung von Zeitbedarf zwischen Bau- und Nutzungsbeginn ist dabei meist ohne Veränderungen im Trocknungs- oder Baustoffverhalten erfolgt.

Grundsätzlich kann bei Baustoffen durch völlig unterschiedliche Vorgänge eine erhöhte oder veränderliche Feuchtesituation vorliegen.

Tafel 1.37

       

Einflussfaktoren auf Baustofffeuchten im Bauzustand und bei Nutzungsbeginn

Überschusswasser aus der Baustoffherstellung/-gewinnung Planmäßige Vor- oder Nachbehandlung mit Wasser Aufnahme von Bodenfeuchte Bewitterung in der Bauphase Aufnahme der im Neubau noch erhöhten Luftfeuchte Wassereinsatz bei Reinigungsmaßnahmen Tauwasserbildung im ersten Winter durch noch zu hohe Feuchtewerte Besondere Vorkommnisse (Rohrbruch, Undichtigkeiten usw.)

In Abhängigkeit von der im Bauwerk noch bestehenden Abgabemöglichkeit des Wassers ergeben sich aus den Feuchtezusammenhängen und der Dampfdiffusion sehr unterschiedliche Transportvorgänge. Durch danach erst entstehende Austrocknungen kann schließlich eine zum Teil beträchtliche Schwindung bei hierfür anfälligen Baustoffen eintreten.

Während im Bauwesen Güteklassifizierungen von Baumaterialien anhand von Festigkeits- oder Wärmedämmeigenschaften o. Ä. allgemein geläufig sind, bleibt das abrufbare Wissen um den Themenbereich Baustofffeuchte meist verhältnismäßig gering, obwohl die daraus erwachsenden Schadenszusammenhänge für Bauteile und Bauwerke von erheblicher Bedeutung sein können.

2.1

Schwinden

Unter Schwindung von Baustoffen ist eine mit der Austrocknung von Baumaterialien verbundene Volumenverringerung zu verstehen, welche durch gute Trocknungsbedingungen wie erhöhte Umgebungstemperaturen, Sonneneinstrahlung, Wind oder in Bauwerken bei mit der Nutzung eintretender Beheizung ganz erheblich beschleunigt oder verstärkt werden kann. Bei größeren Bauteildicken und/oder nur einseitig möglichen bzw. verringert gegebenen Trocknungsbedingungen kann dieses Problem allerdings über mehrere Jahre andauern und bezogen auf die Auswirkungen für das Bauteil sehr ungleich verlaufen.

Problematisch wird es vorrangig dann, wenn die zwangartig auftretende Verformung infolge fester Anbindung der betroffenen Bauwerksbereiche oder Bauteile durch unverschiebliche Lagerung oder Verbund mit benachbarten Konstruktionselementen behindert wird. Die dann auftretenden Zugspannungen überschreiten häufig die beim Material bis dahin erreichten Zugfestigkeiten und führen so zu Rissbildungen (häufig bei Beton, Estrich, Putz, Mauerwerk). Dies wiederum macht nicht selten Rissverfüllungen notwendig, weil zum Beispiel die Tragfähigkeit, Dichtigkeit oder die Dauerhaftigkeit des Bauteils gefährdet ist.

Die nachfolgende Tafel enthält Wertstellungen für die Schwindverformung unterschiedlicher Baustoffe und liefert somit einen Anhalt für das infolge Schwindung bestehende Gefährdungspotenzial.

1.37

1B Bauschadensvermeidung Tafel 1.38

Anhaltswerte für die Schwindverkürzung verschiedener Baustoffe

Werkstoff Mit mineral. Bindemitteln gebundene Stoffe

Naturstein

Holz (unterhalb der Fasersättigung)

Mauersteine

Baustoff

Schwindverkürzung mm/m

Normalbeton noch plastisch

0,5–3,0

Normalbeton erhärtet

0,1–0,8

Zementmörtel

1–2

Lehmbaustoffe

10–50

Granit, Basalt, Kalkstein dicht

um 0,1

Sandstein

0,3–0,7

Vollholz, in Faserrichtung

4

Vollholz, tangential

80

Vollholz, radial

40

Mauerziegel

0

Kalksandsteine

0,2

Porenbetonsteine

0,2

Für einige der häufig im Bauwesen verwendeten Stoffe liegen bezogen auf die Einschätzung der Schwindwirkung in Verbindung mit bestimmten Gegebenheiten auch Bewertungshilfen vor.

2.2

Dampfdiffusion

Beim aus der Bauphysik hinreichend bekannten Vorgang der Dampfdiffusion durchdringt Wasserdampf planmäßig und berechenbar Baustoffschichten und ganze Bauteilkonstruktionen.

In Abhängigkeit von der Durchlässigkeitswirkung der hierbei durchwanderten Baumaterialien ergeben sich dabei unterschiedliche Sperrwirkungen, welche bautechnisch durch die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl µ eines Stoffs beschrieben werden.

In der Baupraxis zeigt sich jedoch ein für dieses wichtige Bewertungskriterium auch bei langjährig tätigen Baubeteiligten nur geringfügig ausgeprägtes Einschätzungsgefühl. Die Hintergründe für diesen (anders als bei Baustoffeigenschaften wie Rohdichte, Druckfestigkeit, Wärmedurchlässigkeit) vermehrt auftretenden Missstand sind vorrangig in den nachfolgenden Zusammenhängen zu sehen. a) Die Bewertung des Dampfdiffusionsproblems erfolgt typischerweise formalistisch. b) Selbst die formale Abhandlung der erforderlichen Nachweise wird überwiegend durch den Einsatz von Rechenprogrammen und dabei auch noch einmalig und auf wenige Beteiligte reduziert erledigt. c) Die Wertstellungen der Wasserdampfdiffusionswiderstandszahlen umfassen selbst in Zehnerpotenzen ausgedrückt ein ganz erhebliches Spektrum und erschweren damit bei der insgesamt auch noch enorm gewachsenen Vielfalt von Bauprodukten die Entwicklung eines abrufbaren Praxisgefühls. d) Die eigentliche Sperrwirkung für den Wasserdampfstrom ergibt sich erst durch Multiplikation der Dampfdiffusionswiderstandszahl µ mit der Schichtdicke des Stoffes, wodurch sich nochmals Zehnerpotenzen erreichende Unterschiede ergeben können.

Unter Berücksichtigung der vorstehend aufgeführten Zusammenhänge wird als Ansatz für eine bessere Vorstellbarkeit der tatsächlichen Sperrwirkung einer Baustoffschicht innerhalb von Bauteilkonstruktionen zu einer nutzerbezogenen Datenaufbereitung geraten.

1.38

Ursachenbereich „Feuchtigkeit“ Tafel 1.39

Werkstoff

Dampfdiffusionswiderstand bei praxisüblichen Schichtdicken von Baustoffen

Baustoff

Dampfdiffusionswiderstandszahl µ

Bautypisches Dickenbeispiel der Schicht mm

Schichtdickenbezogener Dampfdiffusionswiderstand m

Luft

„Luftschicht“

1

120

0,12

Mit mineral.

Bindemitteln gebunden

Beton

60–150

300

18–45

Kalk-, Zementmörtel

15–35

15

0,225–0,525

Gipsmörtel

ca. 10

15

ca. 0,15

Anhydritestrich

15–20

60

0,90–1,20

Sanierputz Naturstein

Lehmbaustoffe Granit, Basalt, Marmor Sandstein, weicher Kalkstein

Holzbaustoffe Mauerwerk

0,75–1,50

ca. 10.000

30

ca. 300

30–40

30

0,90–1,20

150–200

30

4,50–6,00

20–100

100

2,00–10,00

Spanplatte

10–50

20

0,20–1,00

Sperrholz

50–250

20

1,00–5,00

Mauerziegel

5–10

240

1,20–2,40

Klinker KMz

50–100

115

5,75–11,50

5–10

240

1,20–2,40

15 - 25

115

1,725–2,875

Porenbetonstein

5–10

300

1,50–3,00

Innenfarbe waschfest

100–500

0,10

0,01–0,05

Disp.-Fassadenfarbe

0,15–0,45

1.000–3.000

0,15

Epoxydharz

ca. 30.000

3

ca. 90

Acrylharz

ca. 15.000

0,25

ca. 3,75

Polyurethan

ca. 50.000

3

ca. 150

50–200

3

0,15–0,60 0,10–1,00

Kunstharzputz

Sonstige Stoffe

< 0,24

150

Vollholz

Kalksandstein-Verbl.

Dämmstoffe

20

5–10

Kalkstein

Kalksandstein

Anstriche, Beschichtungen

Soll < 12

mineral./pflanzlich

1–10

100

Kunststoffe

1–300

100

0,10–30

Schaumglas

praktisch dicht

100

praktisch dicht

Glas, glasierte Fliesen

praktisch dicht

6

praktisch dicht

Bitumenbahnen

2.000–80.000

6

12–480

> 10.000

1,5

> 15

800–1.000

3

2,40–3,00

Kunststoffbahnen Linoleum

Die mit der vorausgehenden Tafel aufgezeigte Aufstellung und Aufbereitung von Daten ist für Baubeteiligte im PC mit wenig Aufwand möglich und im Laufe weniger Bauvorhaben unternehmensbezogen bereits sehr brauchbar aufgebaut sowie jederzeit einfach ergänzbar und sogar mit Produktangaben zu versehen.

Für planerische Ansätze wird damit die tatsächliche Sperrwirkung einer typischen Baustoffschicht wesentlich transparenter und auch überschlägliche Umrechnungen im Hinblick auf andere Schichtdicken bzw. abweichende Wasserdampfdiffusionswiderstandszahlen einfach möglich. Außerdem ergibt sich gerade bei Anstrichstoffen erst mit dem Schichtdickenbezug die in der folgenden Tafel vorgestellte Bewertbarkeit.

1.39

1B Bauschadensvermeidung Tafel 1.40a

Einteilung der Wasserdampfdurchlässigkeit von Anstrichen [Stark 97]

Diffusionswiderstand sd Klasse bei s = 200 · 10–6 m

Einstufung als

Zuordnung der Anstriche

I

< 0,1 m

mikroporös, wasserdampfdurchlässig

Silikonharze, Kalkanstriche, Zementschlämme

II

0,1–0,5 m

wasserdampfdurchlässig

Dispersionssilikatfarben, Polymerisatharze

III

0,5–2,0 m

wasserdampfbremsend

Dispersionen, Polymerisatharze

wasserdampfdicht

gas- und wasserdampfdichte Anstriche, Betonsanierungssysteme

IV

> 2,0 m

Im Zusammenhang mit dem Vorgang der Dampfdiffusion und insbesondere mit Blick auf die Vermeidung von Bauschäden muss ganz besonders auch auf die nachträglich möglichen Verringerungen des Dampfdurchganges hingewiesen werden.

Die nachstehende Tafel stellt exemplarisch verschiedene bautypische Situationen mit möglicherweise erheblichem Einfluss auf das Dampfdiffusionsverhalten von Stoffen vor und gibt dabei auch Hinweise auf zu erwartende Schädigungen.

Tafel 1.40b

Beispiele für nachträgliche Veränderungen der Dampfdiffusionsmöglichkeit von Bauteilen und dadurch mögliche Schädigungen

Oberflächenveränderung

Schädigende Wirkung

Flächige Oberflächenverdichtung von nicht hinterlüfteten Natursteinfassaden durch zunehmend dichte Verkrustungen aus Schmutz, Ruß usw.

Gerade bei sonst sehr offenporigen Natursteinen wie zum Beispiel bei Sandsteinen können derartige Verkrustungen so maßgeblich werden, dass es bei Dampfdiffusion zu allmählichen Stauwirkungen mit Druckaufbau und Gefahr von Frostabsprengungen im Winter kommt.

Nachträgliche Oberflächenbehandlung von Außenfassaden (aus Naturstein- oder Verblendmauerwerk bzw. Putz) zur Gestaltung, Abdichtung oder Verfestigung

Bei nicht ausreichender Abstimmung des aufzubringenden Materials bezüglich des Saugverhaltens der bisherigen Fassadenoberfläche bzw. hinsichtlich Auftragsmenge oder Schichtenfolge der Behandlung kann es ebenfalls zu den vorgenannten Erscheinungen kommen.

Aufbringung von weiteren Folgeanstrichen auf Fassaden ohne Entfernung oder Öffnung der Altanstriche

Diese häufig wiederkehrende Bauaufgabe erfordert stets die Frage nach einer bei Folgeanstrichen noch ausreichend vorhandenen Diffusionsoffenheit, da sonst Blasen-bildungen, Anstrichablösungen oder Frostabsprengungen nach Wasserstau die Folge sind.

Beschichtung oder dampfdichte Belegung von erdberührten Sohlen

Bei noch in großer Menge vorhandener Feuchtigkeit oder gar dauerhaft anzunehmender Zuführung derselben besteht die Gefahr eines sich stationär einstellenden Wasserdampfdurchganges in Richtung der Sohlenoberfläche und damit ein möglicherweise ganz erhebliches Dampfdruckproblem mit entsprechenden Ablösungsschäden an Belägen oder Beschichtungen.

Bei Anwesenheit von organischen Schichten (zum Beispiel Kunstharzkleber unter Bahnenware) können außerdem Fäulnisund Zersetzungserscheinungen eintreten.

Nachträgliche Verblendung mit dichter oder glasierter Keramik

Besonders bei nicht hinterlüfteten Außenfassaden kann es hierdurch nach flächiger Aufbringung zu einer erheblichen Sperrwirkung mit den bereits geschilderten Schadensfolgen kommen.

1.40

Stichwortverzeichnis

Stichwortverzeichnis

Abdichtungen – Altbau 2.32 – Neubau 2.5 Abflussspenden 11.34 Abminderungsfaktoren 3.16 ff.

Abnahme 5.65 – förmliche 5.65 – fiktive 5.65 Abnahme nach VOB/B 5.65 ff Abrechnung nach VOB 5.52 ff Abriss 12.23 Abschlagszahlung 5.68 Absetzanlagen 11.85 Absolute Luftfeuchte 3.37 Absorber 3.101 Absteckungen 10.63 ff Absturzsichernde Verglasungen 2.103 Abwasserableitung 11.60 ff Abwasseranfall 11.60 Abwasserbehandlung 11.83 Abwasserteiche 11.85 Addition von Schallpegeln 3.53 Allgemeine Tafeln 12.43 ff Anerkannte Regeln der Technik 5.13 Ankerschienen 2.165 Anlagenaufwandszahl 3.124 Anrampungslängsneigung 11.12 Anscheinsvollmacht 5.7 Äquivalente Schallabsorptionsfläche 3.96,3.105 Äquivalenter Wasserzementwert 8.2 Architektenverträge und Allgemeine Geschäftsbedingungen 5.82 ff ( ) Aufpflasterungen 11.24 Auflager und Eckabhebekräfte 8.29 Ausführungsfristen 5.51 ff Ausführungszeichnungen 12.11 Ausschreibungs-Checkliste 5.51 Außendruck 6.32 Außenwände 2.9 Aussparungen 12.23 Aussteifung 7.76 – Grundprinzip 7.78 – Tragwerke 8.30 Aussteifungselemente 7.76, 7.78, 7.79 Aussteifungskerne 7.87 Autobahnen 11.12 Badfußböden, Altbau 2.44 Balken und Plattenbalken 8.61 Balkenkonstruktion 7.194 Balkone 2.19

Barrierefreies Bauen 4.3 ff Basisprodukte, Glas 2.84 Bauaufnahmezeichnungen 12.13 Bauaufsicht 5.15 Bauaufsichtliche Regelungen im Glasbau 2.110 Baubehinderungen 5.62 Baubehinderungen 5.61 ff Baubestandszeichnungen 12.13 Baugruben 2.3, 10.36 ff Baugrund 10.6 ff Bauleistungen 5.58 Bauordnungsrecht 5.114 ff ( ) Bauordnungsrechtliche Brandschutzanforderungen 3.204 ff Bauplanungsrecht 5.108 ff ( ) Bauplatten 6.16 Baustahl 1.16 Baustelleneinrichtung 5.16 ff ( ) Baustellenorganisation 5.11 ff ( ) – Instrumente 5.12 ( ) Baustoffanforderungen 1.52 Baustoffkennwerte 8.20 ff, 9.4 ff Baustofftabellen 1.28 ff Bausummengarantie 5.24 Bausummenüberschreitung 5.22 Bauteile – mit inhomogenen Schichten 3.6 – mit keilförmigen Schichten 3.7 Bauteilspezifische Regelungen 8.58 Bauvorlagezeichnungen 12.11 Bauwerksabdichtungen 6.17 Bauzeichnungen 12.10 Beanspruchung 6.4 Beauftragung 5.3 – gestufte 5.3 – stillschweigende 5.3 Befestigungsuntergründe 2.146 Befestigungstechnik, Sonderthemen 2.164 Begehbare Verglasungen 2.107 Bemaßung 12.20 Bemessungsfahrzeuge 11.19 Bemessungshilfen, Holzbau 9.52 ff Bemessungssituation 6.4 Bemessungstabellen 8.68 ff Bemessungswert des Tragwiderstandes 6.7 Bemessungswerte der Beanspruchung 6.6 Bemessung Verankerungssysteme 2.154 Benutzungspläne 12.14 Berechnungsverfahren zur EnEV 2014/2016 3.117 ff – für Nichtwohngebäude 3.157 ff

13.91

Stichwortverzeichnis Bernoulligleichung 11.36 Beschaffenheitsvereinbarung 5.14 Beton 1.10, 8.20 – nach Eigenschaften 8.2, 8.8 – nach Zusammensetzung 8.2, 8.13 Betondruckfestigkeitsklassen 8.7 Betonstahl 1.17, 8.23 Betonzusammensetzung 8.7 Bettungszifferverfahren 7.109 Beulen 8.103 Bewegliche Trennwände 2.71 Bewehrung 12.24 Bewehrungskonstruktion 8.44 Bewehrungsplan 12.30 Bewehrungszeichnungen 12.16 Biegedrillknicken 8.99 Biegeknicknachweis 8.95 Biegelisten 12.28 Biegen von Betonstahl 8.49 Biegung und Längskraft 8.30 Bilanzierungsverfahren 3.125 BIM, Einsatz und Motivation 4.63 ff BIM, Grundlagen 4.58 ff BIM, Standards 4.65 ff Bituminöse Baustoffe 1.25 Blattgrößen 12.17 Blockbau 2.36 Bodenbeläge 2.77 Bodengleiche Duschelemente 2.80 Bogen 7.59 Bogen-Gitterschalen 7.94 Bogen-Seilnetz 7.94 Brandschutz 2.167 Brandschutzbemessung nach den Eurocodes 3226 ff Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen 3.216 ff Brandwände 2.70 Brücken 6.15 Chemisch vorgespanntes Glas (CVG) 2.86 Chemischer Angriff 1.46 Dachausbau 2.22 Dachbegrünungen 2.24 Dachdeckungen – Altbau 2.48 – Neubau 2.22 Dachdeckungen 6.17 Dachformen 2.21 Dachgauben, Altbau 2.47 Dachgeschossausbauten, Altbau 2.48 Dachkonstruktion 7.136 Dachtragwerke – Altbau 2.45 – Neubau 2.21 Dämmstoffe 1.26. 2.59, 6.15 Dampfdiffusion 1.38

13.92

Dauerhaft genehmigungsfähige Planung 5.13 Decken – Altbau 2.39 – Neubau 2.14 Deckenbekleidungen 2.72 Deckengleicher Unterzug 7.52 Dehnungsfugen 7.86 Detailzeichnungen 12.12 Dielenböden, Altbau 2.43 Dimensionierung 7.63 Dreigelenkbogen 7.61 Dreigelenkfachwerkrahmen 7.61 Dreigelenkrahmen 7.61 Duldungsvollmacht 5.7 Düngemittel 6.23 Durchlaufträger 7.12 ff7.60 Durchbiegungen 7.26 Dynamische Steifigkeit 3.56 Dynamischer E-Modul 3.56 Ebene Massivdecken, Altbau 2.40 Eckausrundung 11.26 Eigenlasten 6.13 Einbaumöbel 2.81 Einbauten 2.80 Einbruchhemmende Türen 2.79 Einfamilienhäuser 4.20 ff – Beispiele 4.22 Elastizitätsmoduln 9.88 Energetische Bewertung des Heizsystems nach DIN V 18599-5 3.173 Energetische Bilanzierung – Heizungsanlagen 3.127 – Trinkwassererwärmung 3.139, 3.187 Energieeffizientes Bauen 4.39 ff – Nichtwohnungsbau 4.50 – Wohnungsbau 4.41 EnEV 2014/2016 3.109 Einfeldträger 7.3, 7.60 Einflussfaktoren 1.45 Einfluss von Tragwerksverformungen 8.35 Eingespannte Stützen 7.80 Eingespannte Treppenstufen 7.109 Einheitspreisvertrag 5.60 Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG) 2.86 Einsichtsrecht 5.64 Einzelfundament 7.56 – Altbau 2.29 Einzel- und Streifenfundamente 10.22 ff Elastizitätsmodul 8.87 Elementare Funktionen 12.7 Energiebedarf 2.123 ff Energieerhaltungsgesetz 11.36 Energiequellen 2.123 ff Entwurfszeichnungen 7.115 ff, 12.10 Ersatzstützweite 7.46 Estriche 1.8 ff Estrichmörtel 2.61ff.

Stichwortverzeichnis ETAG-Leitlinien 2.152 ff Eurocodes 6.2 Europäisches Klassifizierungssystem 3.218 Expositionsklasse 8.2, 8.44 Fachwerkbau 2.36 Fachwerkbinder 7.61 Fachwerkbogen 7.59 Fachwerke 7.25, 7.82 Fachwerkrahmen 7.58 Fachwerkträger 7.57 Fachwerkträgerrost 7.58 Fahrbahnteiler 11.28 Fahrbahnversatz 11.22 Faserdämmstoffe 2.59 Fasern 8.11 Fassadenbekleidungen 2.13 Fenster 12.22 Fenster 2.11 Fertigteilzeichnungen 12.16 Fertigzargen 2.78 Festbetoneigenschaften 8.6 Feste Brennstoffe 6.21 Feuchtigkeit, Ursachenbereich 1.37 Feuchtemessung 1.42 Feuerwiderstandsfähigkeit von Bauteilen 3220 Fischaufstiegsanlagen 11.55 Flachdächer 2.23 Flachdächer 6.44 Flachdecken 7.49 Flächenermittlung 10.61 ff, 12.4 ff Flächenheizungen 2.75 Fließbeton 8.2 Fließformeln 11.37 Flugasche 8.10 Flüssigkeiten 6.21 Formvorschriften 5.5 Freihandzeichnungen 12.31 ff ( ) Freistehende Dächer 6.38 Freistehendes Mauerwerk 7.92 Frischbetoneigenschaften 8.5 – Konsistenz 8.5 Frischbetonrohdichte 8.6 Frischbetontemperatur 8.6 Frostangriff 1.43 Frostbeständigkeit von Baustoffen 1.43 Füllstoffe 6.15 Fundamente 8.65 – Neubau 2.3 Fußböden gegen Erdreich, Altbau 2.44 Fußbodenaufbauten – Altbau 2.43 – Neubau 2.16 Fußbodenbeläge 2.75 Fußbodensysteme 2.75 Fußgängerverkehr 11.34

Gebäudeklassen 3.205 Gefahrstoffe 2.66 ff.

Gegengewichtsstapler 6.27 Geländer 2.20 Gelenkträger 7.7 Geneigte Dächer, Altbau 2.45 Generalplaner 5.3 geometrisch nichtlineares Verhalten 7.37 Gesamtschuldnerische Haftung 5.27 Geschossdecken 7.49 Geschwindigkeitsdämpfung 11.22 Geschwindigkeitsdruck 6.30 Gesteinskörnungen 1.6, 8.4 Gewölbte Massivdecken, Altbau 2.39 Gipsbauplatten 2.50 Glas 1.15, 2.84 Glasbearbeitung 2.85 Glasdicke 7.63 Glaser-Verfahren 3.45 Glaskanten 2.85 Glasoberflächen 2.85 Glasprodukte 2.87 Glasveredelung 2.86 Gleichgewichtsfeuchte 1.42 Gleichgewicht 7.38 ff Grenzwerte max. c/t 8.94 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit (GZG) 6.10 – Nachweise 8.39, 9.15 Grenzzustände der Tragfähigkeit – Nachweise 8.30, 9.12, 9.19 Grundlagenvermessung 10.50 ff Grundriss 12.29 Gründung auf Schüttungen, Altbau 2.30 Gründungen – Altbau 2.28 – Nachweise 7.213 – Neubau 2.3 Haftung des Architekten 5.86 ff ( Hallen mit Kranbahn 7.107 Haltestellen 11.37 Hängebänder 7.41 Heber 11.41 Heizlast 2.120 Hilfsenergiebedarf 3.148 HOAI, Aufbau 5.25 ff Hochbau 6.4 Hochfeste Schrauben 8.105 Hofkellerdecken 6.28 Höhenangaben 12.20 Hohlmauerwerk 2.35 Hohlplatten 7.51 Hohlsteindecken 7.50 Holz 1.20, 6.14 Holzbalkendecke 7.52 Holzbalkendecken 2.42 Holzschutz 9.57

)

13.93

Stichwortverzeichnis Holzschutzmittel 9.58 Holzstützen 7.54 Holztragwerke 9.14 Holzwerkstoffplatten 2.54 Honoraranspruch 5.41 Honorargrundlage 5.27 ff Horizontale Nutzlasten 6.29 Horizontalkräfte 7.76 Horizontallastabtrag 7.100 Horizontalverglasungen 2.94, 2.101 Hubschrauber 6.27 Hydrodynamik 11.48 Hydrologie 11.44 ff Hydromechanik 11.47 ff Hydrostatik 11.47 Hyparschale 7.62 Imperfektionen 8.88 Innendruck 6.37, 7.44 Innenwände 2.10 Innenwandsysteme 2.68 Innerortsstraßen 11.19 ff Interaktionsdiagramme 8.74 ff Kanalnetzdimensionierung 11.48 Kapillare Wasseraufnahme 1.41 Kassettendecken 7.50 Kehlbalkendach 7.24, 7.47 Kehlnähte 8.113 Keramische Baustoffe 1.13 Kettenhäuser 4.13 ff – Beispiele 4.18 Kinematik 7.36 Kippen 8.99 Klothoide 11.9 Knicklasten 7.28 ff Knicklinien 8.96 Koinzidenzgrenzfrequenz 3.54 Kombinationsbeiwerte 6.6 Kombinationsregeln 6.10 Kombinationswert 6.5 Konformitätskontrolle 8.11 Konformitätskriterien 8.11 Konoidschale 7.62 Konstruktiver baulicher Brandschutz 3.224 ff Kontaktkorrosion von Baumetallen 1.63 Kontinuitätsgesetz 11.36 Kooperationsvertrag 5.2 Koordinatenbestimmungen 10.50 ff Koordinierungspflicht 5.15 Kopplungsverbot 5.5 Korrosion 2.166 Korrosion von Baumetallen 1.62 Korrosionswirkung anorganischer Bindemittel 1.64 Kostenermittlungsarten 5.28 ff Kraftfahrzeugbestand 11.3 Kragscheibe 7.55

13.94

Kragträger 7.5, 7.60 Kranbahn 7.108 Kreis 7.39 Krümmungsradien 7.39 Kugelschale 7.62 Kühldeckensysteme 2.73 – geschlossene 2.74 – offene 2.74 Kündigung des Bauvertrages 5.70 ff Kündigungsgründe 5.10 Kündigungsrecht 5.10 – Auftraggeber 5.10 Kündigungsrechte 5.71 – des Auftraggebers 5.71 – des Auftragnehmers 5.73 Kunststoffe 1.23, 2.63 Kuppe 11.9 Lagergüter 6.19 Landstraßen 11.16 Landwirtschaftliche Lagergüter 6.22 Lastannahmen 7.46, 7.129 Lasterweiterung 7.98 – Vertikale 7.98 Leichtbauplatten 2.57 Leichte Außenwände, Altbau 2.38 Leichte Trennwände 6.26 Leistungsbilder der HOAI 5.6 Leitlinie ETAG 2.152 Liefergrößen, Glas 2.89 Lineare Gleichungssysteme 12.8 Linienarten 12.17 Linienbreiten 12.17 Luftschallschutz 3.91 ff.

Lufttechnik 2.131 ff Mängelansprüche 5.66 ff Mangelhafte Trocknungsverfahren 1.61 Massivdecken, Neubau 2.14 Maßlinienbegrenzung 12.21 Maßordnung im Hochbau 9.62 Materialeigenschaften Glas 2.84 Mathematische Zeichen 12.1 ff Matrizen 12.7 Mauermörtel 1.8, 2.61 ff.

Mauerwerk 6.13 Mauerwerk, freistehendes 7.92 Mauerwerk nach DIN EN 1996-1-1/NA und DIN EN 1996-3/NA 9.66 ff Mauerwerksbau nach DIN EN 1996-39.76 ff Mauerwerkswände 7.55 Mehlkorngehalt 8.7 Mehrscheiben-Isolierglas (MIG) 2.88 Membrane 7.43 – einfach gekrümmte 7.43 – doppelt gekrümmte 7.43 Messungselemente 10.42 ff Metalle 6.14

Stichwortverzeichnis Metallische Baustoffe 1.16 Mineralische Baustoffe 1.4 Mineralfaserplatten 2.53 Musterverträge 5.6 Nachbarschutz 5.119 ff ( ) Nacherfüllung 5.23 Nachhallzeit T 3.97 Nahrungsmittel 6.23 Natursteinmauerwerk 2.33 Nichteisenmetalle 1.19 Nichttragende Wände 9.89 Niederschlag 11.32 Normalschallpegeldifferenz 3.57 – bewertete 3.58 Norm-Trittschallpegel 3.81 – äquivalent bewerteter 3.81 ff.

– bewerteter 3.81 Nutzlasten 6.24 Objektvermessung 10.57 ff Optionsvertrag 5.2 Organisation der Baustelle 5.11 ( Organische Baustoffe 1.20 Outriggersystem 7.89

)

Parabel 7.38 Parkhäuser 6.26 Parkraumplanung 11.30 Perioden-Bilanzverfahren 3.45 Pfahl- und Pfahlrostgründungen 10.39 ff – Altbau 2.31 Pfettendach 7.48 Pflanzenkläranlagen 11.86 Pilzkopfdecken 7.49 Planungsfehler 5.12 Planungsgrundlagen, allgemein 4.2 – Mauerwerksbau 9.62 Plattenbalkendecken 7.50 Plattenbaustoffe 2.50 Plattengründungen, Altbau 2.30 Positionspläne 12.14 Primärenergiebedarf 3.123 Profiltafeln 8.120 ff Profilübersicht, Stahlbauprofile 8.116 ff Pultdächer 6.35 Pultdächer 6.44 Putze – Altbau 2.38 – Neubau 2.13 Putzmörtel 1.8, 2.61 ff.

Qualifikationsmängel 1.65 Querkraft 8.36 – Bewehrung 8.60 Querneigung 11.11 Querschnittswerte 7.29 ff – Glas 2.89

Radienfolge 11.8 Radverkehr 11.35 Rahmen 7.58 Rahmen 7.22 ff, 7.81 Rahmenträger 7.53 Rahmenvertrag 5.2 Rampen 12.21 Rauch- und Feuerschutztüren 2.78 Räumliches Fachwerk 7.58 Raumlufttechnische Anlagen 2.138 ff Rechenregeln 12.1 ff Rechnungsstellung u. Zahlungen 5.67 ff Rechtsmängel 5.12 Rechtsnatur des Architektenvertrages5.76 ( Reflektoren 3.101 Regelfläche 7.62 Regelquerschnitte 11.13, 11.16 Regelungen zur Bauausführung 5.64 ff Regenrückhaltebecken 11.78 Reihenhäuser 4.13 – Beispiele 4.16 Relative Luftfeuchte 3.38 Resonanzfrequenz 3.56 Ringbalken 7.85 Rippendecken 7.50 Risikomanagement 5.21 ff ( ) Risikostoffe 2.66 ff.

Rissbildung 1.57 Rissbreitenbegrenzung 8.39 Rissursachen 1.57 Rohbauzeichnungen 12.15 Rohrabmessungen 11.53 Röhrentragwerke 7.90 Rotationsschale 7.62

)

Sachmängel 5.12 Sachwalter 5.2 Sanitär- und Feuchtraumzellen 2.81 Sanitärinstallationen 2.80 Sanitärobjekte 2.80 Satteldächer 6.33 Satteldächer 6.44 Schachtwände 2.69 Schadenersatz 5.26 Schadenersatzansprüche 5.25 Schadstoffe 2.66 ff.

Schalentragwerke 7.62 Schallabsorptionsgrad 3.95, 3.103 Schalldämm-Maß 3.54 – bewertetes 3.58 – resultierendes bewertetes 3.59 Schallpegeldifferenz D 3.57 Schallpegelminderung 3.100 Schallschutztüren 2.79 Schalpläne 12.14 Schalungen, Bekleidungen, Altbau 2.39 Schaumkunststoffe 2.60 Scheibenlagerung 2.91

13.95

Stichwortverzeichnis – linienförmige 2.91 – punktförmige 2.92 Scheibenwirkung 7.85 Schlammbehandlung 11.83 Schneeanhäufungen 6.46 Schneelasten 6.43 – auf dem Boden 6.43 – außergewöhnliche 6.44 – auf dem Dach 6.44 Schneeverwehungen 6.47 Schnittführung 12.19 Schnittgrößenermittlung 8.24 ff Schornsteine 2.25 Schraffuren 12.20 Schraubverbindungen 8.105 Schraubverbindungen 8.111 Schubmodul 8.87 Schulbau 4.30 ff – Beispiele 4.33 Schweißverbindungen 8.111 Schwinden 1.37 Schwindverformungen 1.56 Seilabspannung 7.93 Seilbinder 7.39 Seilbinder 7.41 Seilbinder 7.59 Seilnetz 7.59 Seilsysteme 7.41 Seismik 2.168 Sekundärhaftung 5.19 Selbstverdichtender Beton (SVB) 8.6 Setzungen 1.56 Sicherheitskonzept 6.3 – nach EC 7 10.2 ff Sicherheitsleistungen 5.69 ff Sichtweite 11.30 Silicatstaub 810 Sohlplatte 7.56 Sommer-Klimaregionen 3.16 Sommerlicher Wärmeschutz 3.13 Sonneneintragskennwert 3.13 Spannbänder 7.41 Spannbeton-Hohlplatten 7.51 Spannstahl 1.18 Spannverbundträger 7.53 Spannungen 7.32 ff Sparrendach 7.47 Spezialbauplatten 2.56 Spezifische Wärmespeicherkapazität 3.33 Spreizbinder 7.59 Stabachse 7.104 Stabilitätsnachweis 8.35 Stahlbetonbalken 7.52 Stahlbetonstützen 7.54 Stahlbetonüberzug 7.52 Stahlbetonwände 7.55 Stähle 8.86 Stahlsteindecken 7.51

13.96

Stahlstützen 7.54 Stahlverbunddecken 7.51 Standardbeton 8.2 Standard-Schallpegeldifferenz 3.58 – bewertete 3.58 Ständerwände 2.69 Standsicherheit 7.78 Starre Scheibe 7.78 Steigungen 12.21 Strahlenschutztüren 2.79 Strahlenschutzwände 2.70 Straßenkategorien 11.6 Straßennetz 11.5 ff Streckgrenze 8.87 Streifenfundament 7.56 Streifenfundamente, Altbau 2.28 Strukturen der Bauwirtschaft 5.3 ( ) Stützen 8.63 Stützenbekleidungen 2.69 Stützkonstruktionen 10.28 ff Subtraktion von Schallpegeln 3.54 System- und Installationsböden 2.76 Taupunktbildung 1.61 Taupunkttemperatur 3.39 Tausalze, Kombinationen 1.45 Tauwasserbildung 3.40 Tauwassermenge 3.46 Teilfertigteilplatten 7.51 Teilfüllungswerte 11.55 Teilsicherheitsbeiwerte 6.8 ff Teilvorgespanntes Glas (TVG) 2.86 Temperaturberechnung 3.10 Temperaturdehnzahl 8.87 Temperaturfaktor 3.13 Temperaturverformung 1.54 Terminplanung 5.19 ff ( ) Textile Baustoffe 2.65 Theorie II. Ordnung 9.26 Thermische Behaglichkeit 2.118 Toleranzgrenze 5.23 Toleranzrahmen 5.23 Tonnendächer 6.46 Tonnenschale 7.62 Trägerbekleidungen 2.69 Trägerrost 7.57, 7.60 Tragfähigkeit von Schrauben 8.108 Tragsysteme 6.4, 7.41 Tragwerksidealisierung 7.104 Tragwerksplanung für ein Wohnhaus 7.113 ff Tragwiderstand von Mauerwerk 9.77 Translationsschale 7.62 Trennwende – bewegliche 2.71 – umsetzbare 2.70 Treppen 2.17, 12.21 Trinkwasserversorgung 11.56 ff Trittschallpegel 3.80

Stichwortverzeichnis Trittschallschutz 3.91 ff.

Trittschallverbesserungsmaß 3.83 Trockenrohdichte 8.7 Türen 2.12, 12.22 Türsysteme 2.78 Überwachung 8.14 Überwachungsklasse 8.2 Überwachungsklassen für Beton 8.14 Umgebungsbedingte Metallkorrosion 1.62 Umlenkkräfte 7.39 Umsetzbare Trennwände 2.70 Unterdecken 2.72, 2.73 Unterspannter Träger 7.57, 7.60 Unwirksame Klauseln 5.9 Verankerung der Bewehrung 8.50 – Geotechnik 10.35 Verbände 7.86 Verbindungen, Holzbau 9.28 ff Verbunddecken 2.15 Verbundglas (VG) 2.87 Verbund-Sicherheitsglas (VSG) 2.87 Verbundträger 7.53 Verbundwirkung 1.59 Verdunstung 11.33 Verdunstungsmenge 3.46 Verformung 1.53 Verformungsbegrenzung 8.42 Vergütung und Nachträge 5.60 ff Verkehrsarten 11.2 Verlegezeichnungen 12.17 Verschleiß 1.50 Verschleißarten 1.51 Versickerungsanlagen 11.79 Vertikalverglasungen 2.94, 2.98 Verträge des Bauherrn 5.5 ( ) Vertragsbeendigung 5.84 ff ( ) Vertragsbestandteile nach VOB/B 5.59 ff Vertragsschluss und Leistungsumfang5.77 ff ( ) Vertragsstrafen 5.61 ff Vertragstypen, besondere 5.76 ff ( ) Verwaltungsbau 4.23 ff – Beispiele 4.27 VOB/A 5.45 ff – Private Auftraggeber 5.50 Vollbetondecken 7.49 Vollfüllungstabellen 11.58 Vollmachten des Architekten 5.81 ff ( ) Vollwandträger 7.57 Volumen und Oberflächen 12.5 ff Vorbelastung 7.36 Vorbemessungsbeispiele 7.65 ff Vorbeugender Brandschutz,Grundlagen 3.202 Vordächer 6.36 Vorentwurfszeichnungen 12.10 Vorgespannte Gläser 2.86 Vorsatzschalen 2.68

Vorschriftenlage Befestigungstechnik 2.151 Vorspannung 7.36 Vorspannung 7.77 Vorvertrag 5.2 Wabenträger 7.53 Wandartige Träger 7.55 Wände 6.19 Wände, Altbau 2.35 Wände, Neubau 2.9 Wandscheiben 7.83 Wanne 11.9 Wärmedurchgangskoeffizient 3.5, 3.6, 3.7 – von Fenstern 3.8 Wärmedurchgangswiderstand 3.4 Wärmedurchlasswiderstand 3.4, 3.5 – Mindestwerte 3.12 – Ru unbeheizter Räume Wärmeleitfähigkeit – Bemessungswerte 3.18, 3.33 Wärmeschutz 3.3 ff Wärmetechnik 2.118 Wärmeübergangswiderstand 3.4 Wärmeübertragung 2.118 Wärmeversorgungsanlagen 2.124 ff Wasseraufnahme 1.41 – kapillare 1.41 Wasserbedarf 11.56 Wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke 3.40 Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahlen 3.18, 3.33, 3.40 Wasserdampfpartialdruck 3.38 Wasserdampfsättigungskonzentration 3.35 ff.

Wasserdampfsättigungsdruck 3.37 Wasserdurchlässigkeit 11.54 Wassergehalt, wirksamer 8.2 Wassergewinnung 11.57 Wasserspeicherung 11.59 Wasserverteilung 11.58 Wasserzementwert 8.2 – Äquivalenter 8.2 Werkvertrag 5.2 Wiederaufbau 12.23 Winddruck 6.31 Windkräfte 6.41 Windlasten 6.29, 7.132 Winterlicher Wärmeschutz 3.11 Wirkprinzipien von Verankerungen 2.150 Wirksamer Wassergehalt 8.2 Wohnungsbau 4.7 ff Zeitbeiwertverfahren 11.51 Zement 8.3 Ziegelmauerwerk 2.34 Zonierung von Gebäuden 3.162 Zugabewasser 8.5 Zugfestigkeit 8.87

13.97

Stichwortverzeichnis Zusatzmittel 8.4, 8.11 Zusatzstoffe 8.4, 8.10 Zwängungen 7.88

13.98

Zweigelenkfachwerkrahmen 7.61 Zweigelenkrahmen 7.61 Ď&#x2030;-Zahlen 8.102

1A 1B

Baustoffe Bauschadensvermeidung

2A 2B 2C 2D 2E 2F

Baukonstruktion Neubau Baukonstruktion Altbau Baukonstruktion Ausbau Glasbau Gebäudetechnik Befestigungstechnik

3A 3B 3C

Bauphysik EnEV 2014/2016 und Gebäudetechnik Baulicher Brandschutz

4A 4B

Objektplanung BIM Building Information Modeling

5A 5B 5C 5D 5E 5F

Baubetrieb (nur online) HOAI AVA Bauvertragsrecht nach VOB/B Architektenrecht (nur online) Öffentliches Baurecht (nur online)

6

Lastannahmen

7A 7B 7C 7D 7E 7F 7G

Baustatik Seil- und Membrantragwerke Vorbemessung Aussteifung von Bauwerken Lastweiterleitung Tragwerkidealisierung Tragwerksplanung exemplarisch

8A 8B 8C 8D

Beton Stahlbetonbau Stahlbau Stahlbauprofile

9A 9B

Holzbau Mauerwerksbau

10A Geotechnik 10B Bauvermessung 11A Verkehrswesen 11B Wasserwesen 12A 12B 12C 12D

Mathematik Bauzeichnen Die Freihandzeichnung (nur online) Allgemeine Tafeln

13

Anhang

DIE NEUEN KOMPAKTEN FACHINFORMATIONEN FÜR ARCHITEKTEN MIT VIELEN ZAHLENBEISPIELEN. • Schneller fachlicher Zugriff durch Daumenregister • AKTUELL: – – – –

Neueste bautechnische Entwicklungen Aktueller Beitrag Building Information Modeling Aktueller Beitrag zur Befestigungstechnik Aktueller Beitrag zum Bauvertragsrecht nach VOB/B

• BERÜCKSICHTIGUNG VON NORMENÄNDERUNGEN u. a.:

– Lastannahmen DIN EN 1991-1-1/NA/A1: 2015-05 DIN EN 1991-1-3/A1: 2013-10 DIN EN 1991-1-7/A1: 2014-08 – Mauerwerksbau DIN EN 1996-1-1/NA/A1: 2014-03 DIN EN 1996-1-1/NA/A2: 2015-01 DIN EN 1996-3/NA/A1: 2014-03 DIN EN 1996-3/NA/A2: 2015-01 – Stahlbetonbau DIN EN 1992-1-1/A1: 2015-03 DIN EN 1992-1-1/NA/A1: 2015-06 – Stahlbau DIN EN 1993-1-1/A1: 2014-07 DIN EN 1993-3-1/NA: 2014-10 – Holzbau DIN EN 1995-1-1/A2: 2014-07 – Geotechnik / Grundbau DIN EN 1997-1: 2014-03

Alle Beiträge komplett mit fachlichen Ergänzungen z. B. zum Kapitel Bauvermessung unter www.holschemacher-online.de Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. Klaus Holschemacher, HTWK Leipzig. Unter Mitwirkung namenhafter Autoren aus Praxis und Wissenschaft.

ISBN 978-3-410-25040-1

9 783410 250401

www.beuth.de