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.| Koeffizient α[1/°C)
(Faktor x 10⁻⁶)
|
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.
| 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)
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
| 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.
| 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.
| 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 |
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.
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!
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.
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