Abgesackt

Text: Uwe Wild

Ein Gebäude des Baujahres 1888 wurde 2012 zu einem Altenpflegeheim saniert und umgenutzt. Auf den Fußböden befand sich ein Kautschukbelag. Mitte 2014 zeichneten sich durch den Belag hindurch schollenartige Rissbildungen des Untergrundes ab. An den Rissufern betrugen die Höhenversätze im Kautschukbelag bis zu fünf Millimeter. Höhenversätze über vier Millimeter gelten nach der berufsgenossenschaftlichen Regel „BGR 181, Fußböden in Arbeitsräumen und Arbeitsbereichen mit Rutschgefahr“ als Stolperstellen. Es bestand also akuter Handlungsbedarf, zumal das Heim von älteren und gehbehinderten Menschen bewohnt wird.

Schadensbild und Untersuchung

Aus den Planungsunterlagen und Rechnungen des Ausführungsbetriebes ging hervor, dass die Geschossdecken aus Stampfbeton bestehen. Deren Oberflächen wurden im Zuge der Sanierung kugelgestrahlt; darauf wurde eine Grundierung als Haftbrücke und darüber eine zementäre Spachtelmasse aufgebracht. Abschließend wurde der Kautschukbelag verlegt.

Zur Klärung der Schadensursachen wurde zunächst der Bodenbelag in drei Räumen entfernt. Die Oberfläche der Spachtelschicht zeigte netz- und schollenartige Rissbilder und Höhenversätze. Zwischen den Rissen hatte sich die Spachtelschicht konkav verformt. Beim Abziehen der Oberfläche mit einem Hammer waren großflächig Hohlstellen unterhalb der Spachtelschicht hörbar. Im nächsten Schritt wurden insgesamt zehn Kernbohrungen mit einem Durchmesser von 80 Millimetern bis in die Geschossdecken durchgeführt. Die Anordnung der Bohrungen erfolgte unmittelbar in den Rissbereichen, aber auch auf nicht geschädigten Flächen.

Die Auswertung der Kernbohrungen ergab: Die Spachtelschicht war zweischichtig aufgebracht worden und ist zwei bis sechs Zentimeter dick. Die Risse endeten v-förmig im oberflächennahen Bereich des Stampfbetons und setzten sich in der Geschossdecke nicht fort. Die Rissbreite betrug teilweise bis zu zwei Millimeter. Der freigelegte Stampfbeton wies eine Struktur auf, die keiner kugelgestrahlten Oberfläche entspricht und sehr labil war.

Im oberflächennahen Bereich der Geschossdecke aus Stampfbeton ist eine labile Zone vorhanden, in der es durch das Verformungsbestreben der zementären Spachtelschicht zum Haftverbundschaden kam, so dass ein Hohlraum entstanden ist.

Anforderungen und Ursachen

Spachtel- und Ausgleichsschichten sind Estriche im Sinne der DIN EN 13318: 2000-12. Somit sind an den tragenden Untergrund die gleichen Anforderungen wie bei einem Verbundestrich zu stellen. Zementäre Spachtelmassen, vor allem mit Schichtdicken bis sechs Zentimeter, weisen erfahrungsgemäß beim Austrocknen ein relativ hohes Schwindmaß auf. Die Intensität der Schwindspannungen, in deren Folge sich die Spachtelschicht verkürzt, hängt maßgeblich von diesen Parametern ab:

• Dicke der Spachtelschicht (je dicker, desto größer die Schwindspannungen)

• Art und Menge der Zuschlagstoffe (Zugabe von Estrichsand verringert die Schwindspannungen)

• Wasser-Zementwert und Einhaltung der Herstellervorgaben (zu viel Wasser erhöht die Schwindspannungen)

Gemäß dem Produktdatenblatt der verwendeten Spachtelmasse handelte es sich in diesem Fall um eine selbst verlaufende zementäre Spachtelmasse mit Kunststoffmodifizierung und „extrem hoher Festigkeit“. Laut Hersteller ist die Spachtelmasse „ohne Schichtdickenbegrenzung“ einsetzbar. Weiter wird angegeben, dass die Spachtelmasse bei Schichtdicken von 30 bis 50 Millimetern mit 50 Prozent Estrichsand mit einer Körnung von null bis acht Millimetern gestreckt werden kann, um die Schwindspannung zu verringern. In den untersuchten Bereichen erfolgte dies aber nicht. Da die Spachtelmasse gemäß Laborbericht mit dem vorgegebenen Wasser-Zementwert eingebaut wurde, ist eine Überwässerung auszuschließen.

Im Gegensatz zur Spachtelmasse ist bei den Stampfbetondecken der Schwindprozess bereits abgeschlossen, so dass beim Schwinden der Spachtelschicht zwischen Spachtelschicht und Geschossdecke Scherkräfte (Zugspannungen) wirken. Es kommt entweder zum Kohäsionsbruch in der labilen Betonzone an der Oberseite der Geschossdecke oder zum Adhäsionsbruch zwischen Spachtelschicht mit Grundierung/Haftbrücke zum Untergrund. In der Spachtelschicht bilden sich folglich v-förmige Netz-, Trenn- und Kerbrisse. Da die Risse hier nicht tiefer in den Querschnitt der Geschossdecke verlaufen, sondern in der labilen Oberflächenzone des Betons enden, kann eine Rissbildung aufgrund einer Decken-Durchbiegung als Schadensursache ausgeschlossen werden.

Die Geschossdecken weisen eine mittlere Druckfestigkeit von 16,4 N/mm² auf, was der Festigkeitsklasse B 10 nach DIN 1045-2 entspricht. Aktuell wird die Betonfestigkeit mittlerweile in DIN EC 1992 geregelt. Die alte Betonfestigkeitsklasse B 10 entspricht etwa der Festigkeitsklasse C 8/10 nach der aktuellen Norm. Der Beton wurde als Stampfbeton eingebracht. Das erklärt ausreichend die inhomogene Betonmatrix, die an den entnommenen Bohrkernen deutlich erkennbar ist, sowiedie sehr geringe Betonfestigkeit. Die Geschossdecken aus Stampfbeton waren für die Aufnahme einer zementären Spachtelmasse mit „extrem hoher Festigkeit“ und einer Schichtdicke bis 60 Millimeter nicht geeignet!

Lösungen zur Sanierung

Mit Blick auf die hohe dynamische Belastung des Fußbodens durch das Fahren schwerer Pflegebetten sowie deren geringen Aufstandsflächen (Punktlasten der Räder), ist mit fortschreitenden Schäden zu rechnen. Es empfiehlt sich daher, die Spachtelschicht vollflächig abzutragen und den Fußboden auf Grundlage einer detaillierten Planung und einer objektbezogenen Empfehlung des Herstellers neu aufzubauen. Da beim Entfernen der Spachtelmasse die labile obere Betonschicht zwangsläufig mit abgetragen wird und die Decken nur 15 Zentimeter dick sind, muss unter Berücksichtigung des neuen Fußbodenaufbaus die Statik geprüft werden.

Aufgrund des inhomogenen Stampfbetons mit seiner geringen Festigkeit (Klasse C 8/10) wäre ein Estrich auf Trennlage oder mit Trittschalldämmung auf vorher ausgeglichener Geschossdecke eine mögliche Lösung (Detailaufbau siehe Info-Kasten „Sanierungs-Variante 1“). Allerdings könnte diese Variante hinsichtlich der Statik (hohes Flächengewicht) und des höheren Fußbodenaufbaus problematisch werden. Als Kompromisslösung bleibt dann nur eine Verbundkonstruktion mit einem festen Verbund von Spachtelschicht und Geschossdecke (Detailaufbau siehe Info-Kasten „Sanierungs-Variante 2“). Um das Festigkeitsprofil im Deckenquerschnitt zu verbessern, sollte eine Ausgleichsschicht aus Leichtbeton vollflächig und planeben aufgebracht werden. Darauf kann eine mineralische Spachtelmasse mit einer Schichtdicke von maximal zehn Millimetern verlegt werden.

Hier sind bei der Planung die schweren Pflegebetten (dynamische Punktlasten bei Fahrbeanspruchung) zu berücksichtigen. Die Festigkeiten der Ausgleichsschicht aus Leichtbeton und der Spachtelmasse müssen in Bezug auf den gesamten Schichtenaufbau abgestimmt sein. Das heißt, die Festigkeiten müssen von oben nach unten abnehmen. Da es sich bei kunststoffvergüteten Spachtelmassen um hochkomplexe Baustoffe handelt, sollte vom Hersteller eine objektbezogene Aufbauempfehlung zum detaillierten Schichtenaufbau eingeholt und bei Planung und Bauausführung berücksichtigt werden. Bei dieser Variante bestehen für Planer und Ausführende erhöhte Sorgfaltspflichten. Man sollte sich außerdem darüber im Klaren sein, dass mit einer Verbundkonstruktion in diesem Fall die Mindestanforderungen an den Schallschutz nicht erreicht werden können.

Uwe Wild ist Sachverständiger für das Fliesen-Platten- und Mosaiklegerhandwerk sowie das Estrichlegerhandwerk in Brandis bei Leipzig.

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Sanierungs-Variante 1
Entkoppelte ­Fußbodenkonstruktion

• Ausarbeitung einer Planung und Prüfung der Statik (Geschossdecke mit Last der neuen Fußbodenkonstruktion)

• schonender Ausbau der Kautschuk­beläge und Spachtelschichten

• Untergrundvorbereitung (mechanisches Entfernen von labilen Schichten)

• sorgfältige Prüfung des Untergrundes zur Aufnahme einer Ausgleichsschicht nach üblichen Prüfkriterien

• Ausgleichsschicht aufbringen

• Trennlage oder Trittschalldämmung

• Aufbringen einer ausreichend bemessenen Lastverteilungsschicht (Estrich auf Trennlage nach DIN 18 560-4 oder schwimmender Estrich nach DIN 18 560-2)

• Kautschukbelag nach Untergrundprüfung gemäß ATV DIN 18365

Sanierungs-Variante 2
Verbundkonstruktion

• Ausarbeitung einer Planung und Prüfung der Statik (Geschossdecke mit Last der neuen Fußbodenkonstruktion)

• Schonender Ausbau der Kautschuk­beläge und Spachtelschichten

• Untergrundvorbereitung (mechanisches Entfernen von labilen Schichten)

• sorgfältige Prüfung des Untergrundes zur Aufnahme einer Verbundkonstruktion nach üblichen Prüfkriterien

• Ausarbeiten einer objektbezogenen Aufbauempfehlung des Herstellers

• Haftbrücke aufbringen

• Leichtbeton als planebene Ausgleichsschicht in Anlehnung an DIN 18560-3

• mineralische Spachtelschicht (so dünn wie möglich und so dick wie nötig)

• Kautschukbeläge nach Untergrundprüfung gemäß ATV DIN 18365

Praxis-Tipp
Zementäre Spachtelmassen mit hohen Schwindmaßen neigen besonders bei größeren Schichtdicken zu Haftverbundschäden und Verformungen. Die Spachtelschicht sollte möglichst dünn und ausreichend abgemagert ausgeführt werden. Die Festigkeiten der Spachtelmasse und des Untergrundes müssen aufeinander abgestimmt werden. Im Zweifelsfall sollte der Hersteller der Spachtelmasse zur Ausarbeitung einer objektspezifischen Aufbauempfehlung hinzugezogen werden.