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Mauerwerksanierung

Durch Umwelteinflüsse gibt es im Mauerwerk eine natürliche Alterung, bei starken Beanspruchungen und Umweltverschmutzung auch häufig eine unnatürlich schnell. Die Schäden entstehen überwiegend durch Feuchtigkeit, aber auch durch Zersetzung und mechanischen Abrieb. Meistens tritt eine Kombination der Schadensarten auf.

Typische Schadensquellen und Schadensbilder

Feuchtigkeitsschäden

Steine besitzen einen natürlichen Feuchtigkeitsausgleich. Mauerwerk ist nie hundertprozentig trocken. Die Feuchtigkeit bewegt sich im Gestein nach den Prinzipien des osmotischen Drucks. Wo an den Außenseiten Wasser abtrocknet, wird es von innen oder unten her praktisch nachgesogen.
So verteilt sich Wasser im Gestein von solchen Stellen her, an denen es anliegt. Diese Stellen können a) Grundwasser im Boden sein, b) Rinnenwasser und Pfützen auf Bauteilen und c) Kondensate.
a) Gegen Grundwasser und feuchten Boden wird Mauerwerk in erster Linie durch eine Drainage geschützt, die drückendes Wasser abfließen lässt. Eine Schicht an der Mauer in Gestalt eines Noppenprofils oder einer groben losen Schüttung, die das Wasser nach unten ableitet, beschleunigt deren Wirkung. Weiter können Mauerwerksteile im Boden verpicht werden und durch Folien geschützt werden. Vollen Schutz gewährt eine umlaufend durchgehende Folienlage in einer horizontalen Fuge. Nachträglich kann eine Feuchtigkeitssperre durch neue Verfahren der Trockenlegung erfolgen, bei denen durch dünne Bohrlöcher durch Druck ein dünnflüssiges dauerelastisches (Silikon-)Material in die Mauer gepresst wird (auch Niederdruckverfahren). Das injizierte Mittel durchtränkt die gesamte Steinlage und macht sie wasserundurchlässig. Ein anderes Verfahren für bestimmte undichte Punkte ist das Elektroosmoseverfahren, das die natürliche Fließrichtung des Wassers durch das Anbringen von Anoden und Katoden im Mauerwerk umkehrt.
b) Wasser auf Bauteilen wird nach Möglichkeit ganz vermieden. Dazu dienen Blechverwahrungen und Rinnen. Wo steinerne Rinnen geplant sind, muss das Fließgefälle gewährleistet sein. Andernfalls kann durch Schutzfolien und -anstriche noch versucht werden, Feuchtigkeit vom Eindringen ins Gestein abzuhalten. Besondere Beachtung verdienen Hohlkehlen und ähnliche Stellen, in denen Wasser stehen bleiben kann.
c) Kondensate entstehen am Mauerwerk immer dann, wenn warme feuchte Luft am kalten Mauerwerk abkühlt. Ab einem bestimmten Taupunkt fällt das Wasser aus. Alte Kirchenmauern sind schlecht isolierte Bauteile, bei denen eine kalte Außentemperatur auch kalte Innenseiten zur Folge hat. Zudem werden Kirchen kurzfristig aufgeheizt und die kalten Mauern halten dabei mit der Erwärmung der Luft nicht Schritt. Daher kommen häufig kalte Steine mit wärmerer Luft in Berührung. In voll besetzten Kirchen wird die Luft zudem noch stark durch das Ausatmen mit Feuchtigkeit beladen. So kommt es, dass die Wände zum Beispiel an Weihnachten anfangen zu "schwitzen" und Wassertropfen zeigen.

Wo austretendes Wasser an Mauerwerk abtrocknet, hinterlässt es Mineralien und andere Stoffe, die im Wasser gelöst waren. So erklären sich Aussalzungen (Sulfate, Nitrate) oder Spuren von Metalloxiden. Der Schaden kann durch eine entsprechende Reinigung behoben werden, wird jedoch wieder auftreten, solange der Wasserfluss nicht gestoppt wird.
Wasser im Mauerwerk kann dort Samen zum Keimen und Wurzeln bringen. In der Folge wird Wurzelsprengung beobachtet.
Wasser im Mauerwerk kann auch zum Lebensraum unwillkommener Schimmelpilze werden. Wo schwarze Flecken entstehen, zeigt sich eine Kombination aus dem Schimmel dem Staub, der auf den feuchten Stellen haftet und liegenbleibt. Eine Reinigung, gegen Schimmel mit antibiologischen Substanzen, vertreibt die Symptome, muss jedoch mit einer Untersuchung der Schadensursache gekoppelt werden.
Die stärksten Schäden entstehen durch ein Zusammentreffen von Wasser und Frost. Da sich das Volumen von Wasser beim Gefrieren zu Eis vergrößert, werden durch gefrierendes Wasser im Gestein äußere Schichten regelrecht abgesprengt. Entstandene kleine Risse sorgen für mehr Wassereintritt und größere Risse und schließlich Abschalungen (Schalenbildung zwischen 1 mm und mehreren cm möglich).

Die Schadensbilder an Sandstein:
- Absanden = Ablösen einzelner Körner (auch vieler einzelner)
- Abschuppen = Ablösen ganzer Kornpakete
- Schalenbildung = Überlappung von Abschuppungen (häufig oberflächenparallel)
- lagerhaftes Aufschalen = Schalenbildung im Lagerbereich, gesteigert durch dortigen Lagerdruck.

Sandstein, der durch verlorenes Bindemittel absandet, kann unter Umständen durch Zugabe von Kieselsäure stabilisiert werden, die ein Kieselgel bildet, welches als neues Bindemittel fungiert.

Verschmutzung

Verschmutzend wirksam sind vor allem Staub- und Russpartikel. Sie sammeln sich zuerst an Stellen an, die eine frei liegende Oberseite haben und dort, wo Feuchtigkeit Partikel haften lässt.
Schäden am Gestein entstehen durch agressiven Schmutz, vor allem Säuren.

Materialprobleme

Bauwerke sind dynamische Gebilde im Material bei Veränderungen der Temperatur und der Feuchte. Dazu kommen noch Kräfte durch Auflasten, Schwingungen und Winde. Das Verhalten jedes einzelnen Materials ist dabei verschieden, was zu Spannungen im Bereich der Materialberührungen führt und zu typischen Schadensbildern.
Wo Eisen in Gestein einbindet, kann es durch Rostbildung zu Rostsprengung kommen. Aufgrund nicht sorgfältig vorgenommenen Rostschutzes kommt es dadurch zu Rissen im Gestein.
Vor allem dünne Stäbe (z.B. Maßwerk) können durch erhöhte Kantenpressungen bei Schwingungen zu schrägen Abrissen führen.
Ungünstige Materialwahl sorgt für Schadensbildung. Zum Beispiel müssen Gesteinsart und Mörtel zueinander passen. Vor allem bei früheren Erneuerungsarbeiten wurde dieses missachtet.
Wenn beispielsweise der Mörtel zu hart ist, wirkt er am Mauerwerk spröde und platzt ab. Kommt dazu, dass er zu dünn aufgetragen wurde bzw. Ersatzmörtel zu wenig tief ins Mauerwerk einbindet, dann kommt es zu durchgehenden Schadensbildern.

Schadensbehebung

1. Erste Einschätzung der Schadhaftigkeit

In einem ersten Gang wird die Kirche beklettert oder fachkundige Personen lassen sich mit einem Hub- oder Kranwagen an verschiedene Stellen der Fassade bringen. Sie nehmen dabei eine erste Einschätzung des Schadensumfangs durch Augenschein vor. Gegebenenfalls können auch Gesteinsproben genommen werden.

2. Aufnahme der vorhandenen Steine und der Schäden

Wenn die Notwendigkeit einer Sanierung bestätigt wurde, dann erfolgt eine genaue Aufnahme der Schäden. Dabei wird im Interesse eines optimalen Ergebnisses im Sichtmauerwerk jeder einzelne Stein erfasst. Erforderlich ist dafür eine Kartierung der Steinlagen. Die Kirche wird durch eingemessene Markierungspunkte räumlich bestimmt und daraufhin werden fotografische Aufnahmen im Computer in das räumliche Netz eingezeichnet und für jede Fassade als Planzeichnung ausgedruckt (1:20).
Eine gründliche Prüfung am Bau erlaubt die Befunde in die erstellten Pläne exakt einzutragen. In die Planzeichnung werden die Gesteinsarten eingetragen (Beispiel: hellgrün = Keupersandstein, dunkelgrün = Schilfsandstein, orange = Travertin, usw.). Ein weiterer Plan zeigt die festgestellten Schäden (Beispiel: gelb = Sanden, rot = Schuppen, dunkelrot = Schalen, blau = lagerhaftes Aufschalen, Zackenlinie = Riss, usw.). < BR > Die genaue Aufnahme und Planung verschlingt zwar eine ordentliche Summe Geld, zahlt sich aber andererseits bei der Kostenoptimierung und beim Controlling aus.

3. Planung der Sanierung

Für jeden festgestellten Schaden muss geprüft werden, ob der Schaden alsbald repariert werden muss oder ob er insgesamt unschädlich ist und bleiben kann. Ist der Schaden zu reparieren, dann gibt es die Möglichkeit, dies unter Erhalt des vorhandenen Mauersteins zu tun, indem dieser saniert wird, durch Mörtel oder durch einen Einsatzstein ergänzt wird. Wenn sich das nicht (mehr) empfiehlt, wird der Stein ausgetauscht gegen einen neuen Ersatz. Wenn ein Schaden keine unmittelbaren Folgeschäden erzeugt (z.B. durch eindringende Feuchtigkeit), dann kann es eine finanzielle Ermessensfrage sein, ob er bis zur nächsten Sanierung unbearbeitet bleiben kann. Steine im Sockelbereich können leichter aufgeschoben werden, da für sie eine Einzelsanierung jederzeit in Frage kommt. Für hoch gelegene Steine vor allem am Turm kommt dies nicht in Frage, weil die Gerüstkosten einen erheblichen Teil der Kosten von Mauerwerksanierungen ausmachen. Je höher also eine Stelle liegt, umso gründlicher muss sie mit saniert werden, wenn gerade ein Gerüst vorhanden ist. Für die Sanierung werden im Plan detaillierte Angaben je Stein und Fuge gemacht (Beispiel: rot = Erneuerung, gelb = Festigung mit KSE, rotes Dreieck = Kittung Fugenränder, blau = Restauriermörtelergänzungen, usw.).

4. Durchführung der Sanierung

Erforderlich ist in den meisten Fällen ein feststehendes Gerüst. Dieses muss für die Dauer der Arbeiten geliehen oder gekauft werden. Öfter empfiehlt sich sogar der Kauf, da man dabei in mehreren Bauabschnitten das Gerüst um die Kirche wandern lassen und anschließend wieder verkaufen kann.
Die Fassade wird zunächst grundgereinigt. Danach beginnt die Arbeit mit einzelnen Steinen.
Die Sanierungsarbeiten verlangen im Bereich der Nachfertigungen fachlich qualifizierte Steinmetze. Mauerwerksanierungen sollten nur eingeführten Fachbetrieben für konservierende Maßnahmen übertragen werden.

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