Forschungsprojekt von Dipl.-Ing. Jan Hebig

Einfluss von Feuchtigkeit auf die Tragfähigkeit von Mauerwerk

Beitrag zur numerischen Modellierung

Die Feuchteempfindlichkeit eines Materials ist vom Strukturaufbau sowie Eigenschaftsmerkmalen eines Stoffes abhängig und bestimmt den Grad der Durchfeuchtung. Nicht nur historische Bausubstanzen unterliegen der Feuchteeinwirkung, wodurch die Tragfähigkeit einer Struktur stark beeinflusst wird und zum eventuellen Tragversagen führen könnte, sondern es sind unter anderem auch Neubauten davon betroffen. In heutigem Zeitalter steht eine große Palette an Berechnungsprogrammen zur Verfügung, die es uns ermöglichen, eine Aussage über die Trag-, Gebrauchstauglichkeit, Ermüdungseigenschaften und Dauerhaftigkeit eines Bauwerkes zu treffen sowie unter bestimmten Einflüssen das Systemverhalten möglichst realitätsnahe zu beschreiben. Bei den behandelten Forschungsvorhaben wird auf das Tragverhalten von Mauerwerk unter Einfluss von Feuchtigkeit ein besonderes Augenmerkmal gelegt. Für eine wirklichkeitsnahe Betrachtung werden hierbei zwei historische Bestandsbauwerke herangezogen.

Die 1847 erbaute Kirche in Allrode, dessen Traggerüst aus Bruchsteinmauerwerk und Gipsmörtel besteht, sowie eine Schlossruine in Gehre, die im 12. Jahrhundert erschlossen wurde und 1933 einem Großbrand unterlag, dessen Tragsystem aus Sandsteinen und Gipsmörtel besteht. Diese zwei Bauwerke liefern eine gute Basis zur Durchführung von Versuchen zur Beurteilung von Feuchteschäden an Mauerwerksbauten hinsichtlich der Tragfähigkeit sowie bieten eine zentrale Plattform für eine Gegenüberstellung zwischen tatsächlichen und mittels Simulationssoftware ermittelten Wasseraufnahme- und Tragverhalten von Mauerwerkbauten, dessen Schwerpunkt dieser Forschungsarbeit liegt.

Ein wichtiger Bestandteil für die Untersuchungen ist es Erkenntnisse über das Zusammenspiel von Mörtelfugen und Steinen unter Lasteinwirkung im trockenen sowie auch feuchten Zustand zu sammeln. Hierbei wird die Auswirkung beim durchfeuchteten Mauerwerk, wie die feuchtigkeitsbedingte Formänderung und die Veränderung der Festigkeitswerte bestimmt. Die gesammelten Versuchsergebnisse sowie die Erkenntnisse aus der Literatur stellen ein umfangreiches Daten-Pool zur Verfügung, wodurch mittels einer genauen Nachbildung im FE-Modellen der Teilsysteme ein Vergleich zwischen dem SOLL- und IST-Zustand (Theorie und Praxis) erreicht wird, so dass eine optimierte Nachweisführung zukünftig in der Praxis als Grundlage zu Verfügung gestellt wird.