Prävention der Bildung von Thaumasit und Ettringit bei der Sanierung von historischem Mauerwerk

• Applicant: Privatdozent Dr.-Ing. Frank Bellmann
• Subject Area: Construction Material Sciences, Chemistry, Building Physics
• Term: from 2008 to 2011
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 77677668

Bei der Sanierung von historischem, gipshaltigem Mauerwerk kommt es immer wieder zu großen Schäden an der Bausubstanz, die durch eine Unverträglichkeit zwischen dem vorhandenen Altmörtel und dem Saniermörtel hervorgerufen wird. Diese Unverträglichkeit beruht auf chemischen Reaktionen zwischen den beiden Materialien. Dabei kommt es zu Treiberscheinungen und Festigkeitsverlusten im Bauwerk hervorgerufen durch eine Bildung von Ettringit und Thaumasit. Derzeit werden mehrere Produkte angeboten, die laut Hersteller für die Sanierung von gipshaltigem Mauerwerk geeignet sind. Trotzdem kam es bei Verwendung dieser Produkte zu schweren Schäden. Die Mechanismen zur Vermeidung der Bildung von Ettringit und Thaumasit sind bisher ungenügend erforscht. Im vorliegenden Forschungsvorhaben sollen Grundlagenuntersuchungen durchgeführt werden, die diese Lücke schließen. Experimentelle Vorarbeiten haben gezeigt, dass C-S-H Phasen mit einem sehr geringen Calcium/Silizium-Verhältnis immun gegen die Bildung von Thaumasit sind. Diese C-S-H Phasen entstehen bei der Hydratation von Hüttensand und Steinkohlenflugasche. Die Bildung von Ettringit soll durch einen Entzug von Calcium aus dem chemischen System durch eine Konkurrenzreaktion (Bildung von C-S-H Phasen durch puzzolanische Stoffe) vermieden werden. Dadurch ist es möglich, Bindemittel zu entwickeln, die sowohl zur Sanierung von ungeschädigtem, gipshaltigem Mauerwerk, als auch von bereits geschädigten Bauwerken eingesetzt werden können. Im beantragten Forschungsvorhaben sollen die bisher vorliegenden Ergebnisse durch thermodynamische Berechnungen, Laboruntersuchungen und Applikationen validiert und erweitert sowie Möglichkeiten zum Einsatz hüttensandhaltiger und steinkohlenflugaschenhaltiger Bindemittel bei der Sanierung von historischem Mauerwerk aufgezeigt werden.

• DFG Programme: Research Grants