Prüfbericht. Untersuchungen zum Wasserdampfsorptionsverhalten von Lehmbauplatten

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1 Prüfbericht Untersuchungen zum Wasserdampfsorptionsverhalten von Lehmbauplatten Projekt: Sorptionsverhalten WEM,, Lehmbauplatte Projekt-Nr.: Auftrags-Nr.: 2011_055 Auftraggeber (AG): WEM Wandheizung GmbH Geschäftsführer G. Meurer und H. Elert Am Ufer 17 D Koblenz Auftragnehmer (AN): Dr.-Ing. Christof Ziegert Schlesische Straße 26, Aufgang A D Berlin Tel.: 030 / Fax: 030 / ziegert@zrs-berlin.de Berlin, Dieser Bericht umfasst insgesamt 12 Seiten, eine Zusendung erfolgt grundsätzlich nur digital. Sollte der Bericht zusätzlich in Papierform benötigt werden, erfolgt die Zusendung nach Aufforderung.

2 Inhaltsverzeichnis: 1 Aufgabenstellung und Zielsetzung 3 2 Anforderungen und theoretische Grundlagen 3 3 Prüfung der Sorptionseigenschaften Ausgangsmaterial Vorbereitung Probekörperherstellung und -lagerung Durchführung Auswertung der Prüfergebnisse 6 4 Ausblick und weiterführende Empfehlungen 8 5 Verzeichnisse Literatur Tabellen Abbildungen 9 6 Formale Aspekte Urheberrecht Umfang 10 Anhang

3 1 Aufgabenstellung und Zielsetzung Der Auftraggeber wünscht die Prüfung der Sorptionseigenschaften einer Lehmbauplatte inklusiv des System-Lehmputzes zur Information und Werbung. Die erforderlichen Prüfungen wurden im büroeigenen Prüflabor durchgeführt. Die vorhandenen Prüfeinrichtungen sind in Ihrem Leistungsbereich speziell auf die Prüfung von Lehmbaustoffen ausgelegt. 2 Anforderungen und theoretische Grundlagen Das zu untersuchende Lehmbauplattensystem wurde vom Auftraggeber nicht genauer auf seine Bestandteile hin definiert. Auf Wunsch des AG wurden die Anforderungen an Lehmputzmörtel nach Lehmbau Regeln [1], Technisches Merkblatt Lehmputze [2] und Technisches Merkblatt Lehmputzmörtel [3] zugrundegelegt. Die Fähigkeit von Baustoffen aus der Umgebungsluft Wasserdampf zu sorbieren, wird auch als Wasserdampfsorption oder Sorptionsvermögen bezeichnet. Damit wird die Fähigkeit von Baustoffen beschrieben, Wasser aus der Raumluft (Luftfeuchtigkeit) in einem bestimmten Zeitabschnitt aufzunehmen, zu speichern und auch wieder abgeben zu können. Offene Putzoberflächen können somit als Puffer für die Raumluftfeuchte agieren. Die Sorptionseigenschaften von Putzen sind ein wichtiges Qualitätsmerkmal. Für das Soptionsverhalten von Lehmputzen existieren Empfehlungen nach [3]. Betrachtet man die Einteilung der Sorptionsklassen für Lehmputze (siehe Tabelle 1), so ist die Wasserdampfsorptionsklasse WS I derart angelegt, dass die Sorption üblicher mineralischer Putze gerade übertroffen werden soll. Die Mindestwerte der Sorptionsklasse WS II sind derart angelehnt, dass die Werte ca. 50% über der WS I liegen sollen, und sich der Baustoff damit deutlich von sonstigen mineralischen Baustoffen abhebt. 3

4 Tabelle 1: Wasserdampfsorptionsklassen von Lehm-Putzmörteln nach [3] 3 Prüfung der Sorptionseigenschaften 3.1 Ausgangsmaterial Für die Prüfung wurden vom Auftraggeber die folgenden Materialien geliefert. Weitere Aspekte zeigt Tabelle Stück Lehmbauplatte 498 x 198 mm (Ausschnitt aus WEM-Klimaelement) - 5 kg WEM Lehm-Oberputz 3.2 Vorbereitung Die Putzmörtelmischung wurden trocken, in gesiebtem Zustand geliefert, eine gesonderte Siebung durch ZRS erfolgte nicht. Weitere Informationen zu den zur Verfügung gestellten Proben zeigt Tabelle 2. Probe Entnahmeort/ grobe Be- B schreibung WEM Werksmischung Proben- eingang Bestandteile Sept.11 Feinkörnig, Strohfasern Beschreibung Farbe Zustand Siebung (8 mm) Masse bei Ankunft [kg] Ocker trocken Nein 5 Tabelle 2: Übersicht Probendaten 4

5 3.3 Probekörperherstellung und -lagerung Für die Prüfung der Luftfeuchtesorption wurden 3 Prüfflächen hergestellt. Die jeweilige Lehmbauplatte wurde in einen Stahlblechkasten mit den Innenabmessungen 50 x 20 x 2,5 cm eingelegt. Anschließend wurde die Lehm Oberputzmischung aufbereitet und gemäß Absprache mit dem AG mit einer durchschnittlichen Schichtdicke von etwa 7 mm aufgetragen. Für die Verarbeitung des Lehmputzes wurde vom Hersteller keine Anmachwassermenge vorgegeben. Der Lehmputz wurde deshalb in der Lehmputz Soll-Konsistenz nach [3] verarbeitet. Auf Grund des Höhenunterschiedes zwischen Probekörper und Stahlblechform, wurden die überstehenden Wandungen mit Silikon luftdicht abgedichtet. Abbildung 1: Sorptionsfläche, WEM Lehmbauplatte Die Probekörperhöhe beträgt im Mittel 37 mm. Sie ist damit größer als die Probekörperhöhe nach [3]. Nach Messungen von Ziegert [4] und Simulationen von Utz [5] beträgt die Eindringtiefe von Luftfeuchteschwankungen in 9 h etwa 10 mm und rund 15 mm nach 12 h. Die größere Probendicke hat demnach erst nach mehr als 12 h Auswirkungen. 5

6 3.4 Durchführung Die Analysen zum Sorptionsverhalten wurden entsprechend den Vorgaben aus [3] durchgeführt. Die Probekörper wurden bis zur Massekonstanz bei Normklima 23 C / 50 % RLF im Klimaschrank (Fabrikat - Vötsch VC ) gelagert. Für den Versuch wurde die Luftfeuchtigkeit dann auf 80 % RLF angehoben und die Probekörper gewogen. Aufgrund der hohen Masse der Proben konnte die Wägung nur mit einer Genauigkeit von 0,1g anstatt 0,01g durchgeführt werden. Nach Meinung des Auftragnehmers ist die Wägung hinreichend genau. 3.5 Auswertung der Prüfergebnisse Die Ergebnisse der Sorptionsmessungen sind vergleichend grafisch in Abbildung 2 dargestellt. Im Vergleich mit klassischen Putzen zeigt das untersuchte System aus Lehmbauplatte und Lehmputz eine sehr gute Wasserdampfsorptionsfähigkeit. Diese liegt im oberen Bereich von handelsüblichen Lehmputzen. Besonders positiv ist die kurze Reaktionszeit, ersichtlich aus dem hohen 0,5 Stunden- Wert bzw. dem steilen Anstieg der Sorptionskurve, zu bewerten. Das System lässt sich somit sicher in die Wasserdampfsorptionsklasse WS II nach [3] einordnen. 6

7 90 Wasserdampfsorption nach Feuchtesprung von 50 % RLF auf 80 % RLF [g/m²] Zeitverlauf der Messintervalle [h] WEM Lehmbauplatte Kalkputz Kalk-Zement-Putz Maschinengipsputz Gipsgebundener Haftputz Abbildung 2: WEM Lehmbauplatte im Vergleich mit klassischen Putzen/ Oberflächensystemen 7

8 4 Ausblick und weiterführende Empfehlungen Es empfiehlt sich eine laufende Produktüberwachung nach [1], [2] und [3] durchzuführen Werden Veränderungen an der Rezeptur vorgenommen, so sind die Ergebnisse der Sorptionsuntersuchung dieses Reports nicht mehr gültig. Orientierend an [3] sollten Sorptionsuntersuchungen im Rahmen der laufenden Qualitätsüberwachung alle 2 Jahre wiederholt werden. 8

9 5 Verzeichnisse 5.1 Literatur [1] Dachverband Lehm e.v. (Hrsg.): Lehmbau Regeln, Begriffe Baustoffe Bauteile. Vieweg + Teubner Verlag, 3. Überarbeitete Auflage 2009 [2] Dachverband Lehm e.v. (Hrsg.): Anforderungen an Lehmputze. Technische Merkblätter Lehmbau, Blatt 01, Eigenverlag des DVL, Weimar 2008 [3] Dachverband Lehm e.v. [ed.]: Lehmputzmörtel Begriffe, Baustoffe, Anforderungen, Prüfverfahren; Technische Merkblätter Lehmbau, Blatt 04, Eigenverlag des DVL, Weimar 2011 [4] C. Ziegert, W. Eckermann, U. Röhlen: Zum Einfluss von Lehmbaustoffen auf die Raumluftfeuchte, veröffentlicht im Sanierungskalender 2008, H. Venzmer (Hrsg.), Beuth Verlag GmbH 2008, Berlin-Wien-Zürich [5] R. Utz: Stabilisierung von Lösslehmoberflächen in Archäologischen Grabungen am Beispiel der Terrakottaarmee des Qin Shihuangdi, Dissertation Universität München, Tabellen Tabelle 1: Wasserdampfsorptionsklassen von Lehm-Putzmörteln nach [3] 4 Tabelle 2: Übersicht Probendaten Abbildungen Abbildung 1: Sorptionsfläche, WEM Lehmbauplatte 5 Abbildung 2: WEM Lehmbauplatte im Vergleich mit klassischen Putzen/ Oberflächensystemen 7 9

10 6 Formale Aspekte 6.1 Urheberrecht Dieser Prüfbericht darf nur in Verbindung mit dem beschriebenen Baulehm verwendet werden. Alle Urheberrechte verbleiben beim Autor. 6.2 Umfang Dieser Prüfbericht besteht aus: 10 Seiten Text einschließlich Deckblatt und Inhaltsverzeichnis 2 Seiten Anhang einschließlich Deckblatt. Insgesamt umfasst der Prüfbericht 12 Seiten. Berlin, Dr.-Ing. Christof Ziegert M. Eng. S. Kuban 10

11 Prüfbericht Untersuchungen zum Wasserdampfsorptionsverhalten von Lehmbauplatten Projekt: Sorptionsverhalten WEM, Lehmbauplatten Projekt-Nr.: ANHANG Anhang 1: Ergebnistabelle Sorption

12 Ergebnisse der Sorptionsmessung Projekt: Bestimmung der Wasserdampfsorption WEM Lehmbauplatte Wasserdampfsorption gemäß Kap [2] Messintervall [h] Probenbezeichnung 0 0, WEM-01 1,00 1,70 3,70 5,40 8,00 WEM-02 1,00 2,00 3,40 5,40 7,80 WEM-03 1,10 1,50 3,60 4,90 8,20 0 Mittel [pro 0,1 m²] 1,03 1,73 3,57 5,23 8,00 Mittel [pro 1,0 m²] Anforderung WS I nach [3] 3,5 7,0 13,5 20,0 35,0 Anforderung WS II nach [3] 5,0 10,0 20,0 30,0 50,0