8 Wesentliche Einsatzkriterien

8.1 Fugenkonstruktionen und -dimensionierungen

8.1.1 Ursachen der Bewegungen im Fugenbereich

Der wesentliche Faktor der Veränderungen im Fugenbereich ist vor allem die temperaturbedingte Längenänderung der Bauelemente.

Diese Längenänderung wird von drei Faktoren beeinflusst:
  • Linearen, spezifischen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Baustoffs (α)
  • Temperaturdifferenz zwischen Sommer und Winter an der Fassade
  • Länge des Bauelementes

8.1.2 Der lineare Wärmeausdehnungskoeffizient

Jeder Baustoff hat einen bestimmten Ausdehnungskoeffizienten, der die Längenänderung eines Bauelements bei Temperaturänderungen beschreibt.

Tabelle 4: Lineare Ausdehnungskoeffizienten wichtiger Baustoffe
  Koeffizient α[1/°C)
(Faktor x 10)
Ausdehnung
bei ΔT = 100°C
in mm pro Meter
Aluminium  24  2,4
Kupfer  16,5  1,6
Nicht rostender Stahl  10 - 16  1,0 - 1,6
Stahl  13  1,3
     
Beton  6 - 14  0,6 - 1,4
Mauerwerk  5  0,5
Porenbeton  11  1,1
Zementmörtel  13  1,0 - 1,3
     
Kalksandstein  8,5  0,85
Keramische Platten  6  0,6
Klinker  7  0,7
Holz
längs zur Faser
 7  0,7
Holz
quer zur Faser
 40 - 50  4 - 5
Hinweis:
Für die Vermessung von Bewegungsfugen wird bei Naturstein grundsätzlich der Wert 1,0 mm/m angesetzt
Granit  5 - 9  0,5 - 0,9
Kalkstein  3 - 8  0,3 - 0,8
Marmor  3 - 8  0,3 - 0,8
Sandstein  12  1,2
Quarzit  8 - 12,5  0,8 - 1,25
Travertin  7  0,7
Acrylglas  80  8,0
Hart-PVC  80  8,0
Polycarbonat  70  7,0
Floatglas  9  0,9

8.1.3 Die Temperaturdifferenz

Die Farbgebung der Oberfläche ist von wesentlicher Bedeutung für die Belastungen in der Fuge. Je dunkler der Farbton, umso höher ist die Oberflächentemperatur und damit die Temperaturdifferenz zwischen warmer und kalter Jahreszeit.

Die Farbigkeit beeinflusst auch bei Natursteinen das Aufheizverhalten der Oberflächen.

Zur Berechnung der Temperaturdifferenz wird die untere Temperatur im Winter auf -20 °C festgelegt.

Tabelle 5 zeigt die maximalen Oberflächentemperaturen der einzelnen Farbgebungen.

Tabelle 5: Oberflächentemperaturen bei Naturstein
Maximale Oberflächentemperatur (°C) Tönung
40 – 50 Hell getönt
50 – 65 Mittel getönt
65 - 80 Dunkel getönt


Zur Berechnung der Temperaturdifferenz wird die obere Temperatur im Sommer auf +50 °C und die untere Temperatur im Winter auf -20 °C festgelegt.

8.1.4 Berechnung der Bewegung in der Fuge

Aus den drei Faktoren
  • linearer Ausdehnungskoeffizient (α)
  • Temperaturdifferenz in ° Celsius (ΔT)
  • Länge des Bauteils in mm (L)
kann die zu erwartende Bewegung berechnet werden.

Berechnungsformel der Bewegung:
Bewegung in mm (Längenänderung ΔL) = α x ΔT x L

Berechnung am Beispiel eines 2 m langen Fassadenelements aus Aluminium hell getönt und einer Temperaturdifferenz von 70 °C (von -20 °C bis +50 °C)

Längenänderung: 24 x 10ˉ6 1/°C x 70°C x 2000 mm = 3,4 mm

8.1.5 Berechnungsformel zur Errechnung der erforderlichen Fugenbreite

Zugelassen für den Außenbereich der Fassade sind spritzbare Dichtstoffe mit einer Zulässigen Gesamtverformung (ZGV) von 12,5% bis 25%.

Berechnungsformel:
Längenänderung in mm x 100
ZGV des Dichtstoffs

Tabelle 6: Erforderliche Fugenbreiten für spritzbare Dichtstoffe
ZGV
25 % 12,5 %
Fugenbreite
für eine Längenänderung von 3,4 mm
14 mm 27 mm

Schlussfolgerung
Um einen elastischen Dichtstoff mit einer ZGV von 25 % nicht zu überfordern, muss die Fugenbreite zwischen 2 m langen Aluminiumelementen und einer Temperaturdifferenz von 70 °C also mindestens 14 mm betragen.

Bei Dichtstoffen mit einer geringeren ZGV muss die Fuge deutlich breiter ausgeführt werden.

8.1.6 Fugendimensionierung

Um in Anschluss- und Bewegungsfugen einen spritzbaren Dichtstoff dauerhaft und funktionsgerecht einsetzen zu können, muss der Planer oder der ausführende Betrieb die später in den Fugen auftretende Bewegung im Vorfeld berechnen oder abschätzen können. Um dadurch die Zulässige Gesamtverformung (ZGV) des Dichtstoffs nicht zu überschreiten und Fugenschäden zu vermeiden.

Die erforderliche Fugenbreite wird bestimmt durch die temperatur- und witterungs-bedingten Maßänderungen der Bauteile sowie durch die ZGV des eingesetzten Dichtstoffs und anderweitig bedingten Maßänderungen, wie z.B. das Setzen einer Badewanne beim Befüllen, Schwund etc. Bei kritischen Fugen wird die Fugenbreite durch den Planer oder AG vorgegeben.

Abbildung 7
Bauteilfuge Prinzipskizze zur Fugendimensionierung


Tabelle 7: Dichtstofftiefe tD im Verhältnis zur Dichtstoffbreite bF
bF 6 mm 10 mm 15 mm 20 mm 25 mm 30 mm
tD 6 mm 8 mm 10 mm 12 mm 15 mm 15 mm

8.1.7 Die Dimensionierung der Bodenfuge

Die Fugenabmessungen ergeben sich aus der Summe der Beanspruchungen und der physikalischen Eigenschaften der Baustoffe.

Sie müssen vom Planer unter Berücksichtigung des Schwindverhaltens der Baustoffe, der zu erwartenden Temperaturdifferenzen, der Baustofftemperatur zum Einbauzeitpunkt und der zulässigen Gesamtverformung (ZGV) der vorgesehenen Dichtstoffe berechnet werden.

Die nachfolgende Tabelle 8 kann vom ausführenden Betrieb zur Überprüfung der Mindestfugenbreite benutzt werden, sie ist keine Bemessungsgrundlage.

Tabelle 8: Fugendimensionierung
Fugenabstand Mindestfugenbreiten bei zulässiger Gesamtverformung von
  25 % 20 % 12,5 %
 ΔT = 80 °C

2,0 m
4,0 m
6,0 m
Breite/Tiefe
in mm
10/10
15/10
20/15
Breite/Tiefe
in mm
15/10
20/15
25/20
Breite/Tiefe
in mm
15/10
25/20
--------
 ΔT = 40 °C

2,0 m
4,0 m
6,0 m
Breite/Tiefe
in mm
10/10
10/10
15/10
Breite/Tiefe
in mm
10/10
10/10
15/10
Breite/Tiefe
in mm
10/10
15/10
20/15
 ΔT = 20 °C

2,0 m
4,0 m
6,0 m
Breite/Tiefe
in mm
10/10
10/10
10/10
Breite/Tiefe
in mm
10/10
10/10
10/10
Breite/Tiefe
in mm
10/10
10/10
10/10

Abbildung 8
Anschlussfugen Wand/Boden


Das Verhältnis zwischen der Breite des Dichtstoffs in der Fuge (bF) und der Tiefe des Dichtstoffs (tD) ist in Tabelle 8 dargestellt.

8.2 Verträglichkeit mit angrenzenden Baustoffen

Ungeeignete Dichtstoffe können an Natursteinen sogenannte Randzonenverschmutzungen verursachen. Grund hierfür ist das Auswandern von Bestandteilen in die poröse Struktur des Steins.

Abbildung 9
Starke Natursteinverschmutzung aufgrund eines nicht geeigneten Dichtstoffes. Zusätzlich starke Fleckenbildung durch Abstellen von z.B. Primerflaschen etc.


Randzonenverschmutzungen zeigen sich häufig erst nach mehreren Wochen/Monaten bzw. manchmal auch erst nach Jahren. Demnach ist bei der Verwendung eines ungeeigneten Dichtstoffs, Primers oder Glättmittels nicht die Frage ob, sondern wann eine Randzonenverschmutzung eintritt.

Der Einsatz von geeigneten Dichtstoffen ist daher gerade bei der Natursteinverfugung von äußerster Wichtigkeit wie obiges Beispiel zeigt.

Die Verwendung eines natursteinverträglichen Dichtstoffs ist jedoch noch keine Garantie für eine einwandfreie Verfugungsarbeit. Der Einsatz von geeigneten Haftvermittlern (Primern) ist auf den jeweiligen Naturstein abzustimmen.

Generell sind bei Naturstein geeignete Glättmittel einzusetzen.

Die Verträglichkeit der verschiedenen Dichtstoffe mit den angrenzenden Baustoffen ist von großer Bedeutung. Auf die Herstellerempfehlung ist zu achten!

Herausgeber:
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