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Designmodell für nachhaltige, ausblüh- und verbrenn-resistente Fugenmörtel mit gezielter Einstellung der Mörtelfarbe im erhärteten Zustand

Designmodell für nachhaltige, ausblüh- und verbrenn-resistente Fugenmörtel mit gezielter Einstellung der Mörtelfarbe im erhärteten Zustand

Leitung:  Univ.-Prof. Dr.-Ing. Michael Haist
Team:  Tobias Schack, M.Sc.
Jahr:  2020
Förderung:  BMWi
Laufzeit:  24 Monate

In Deutschland beträgt die Gesamt-Fassadenfläche ca. 5.170 Mio. m², wobei ca. 62,6 % aus Putzfassaden ohne Wärmedämmverbundsysteme (WDVS), 14,3 % aus Klinkerfassaden, 9,5 % aus WDVS und 4,8 % aus vorgehängten hinterlüfteten Fassaden bestehen [Asa17]. Jährlich werden davon 16 bis 19 Mio./m² der Fassadenflächen verfugt. Die Verfugung erfolgt entweder mit Werk-Trockenmörtel oder mit Baustellen-Mörtel. Davon werden ca. 8.000 Tonnen Mörtel zum Verfugen von WDVS mit keramischer Bekleidung eingesetzt.

Dem beantragten Forschungsprojekt liegt die Aufgabe zugrunde, ein Designsystem sowie geeignete Materialien und Baustoffe zu entwickeln, die eine wesentliche Verbesserung der Funktionalität, der Ästhetik und der Verarbeitungseigenschaften von Fugenmörteln ermöglichen. Projektgegenständlich sind damit sowohl Fugenmörtel zum nachträglichen Verfugen von Mauerwerk, Klinkerriemchen auf Putz und WDVS, als auch Fugenmörtel mit sehr hoher Wasserabweisung. Das neuartige Lösungskonzept des Projekts liegt dabei auf materialtechnischer Ebene. Gegenüber dem Stand der Technik weist das zu entwickelnde Materialdesign auf unterschiedlichen Betrachtungsebenen Innovationen auf.

Da Fugenmörtel traditionell in erdfeuchter Konsistenz eingebaut wird, stellt die Verarbeitbarkeit ein besonderes Problem dar. Der Zusatz von wasserpuffernden Additiven führt in der Regel zu einer Agglomeration des Fugenmörtels, die zur vollständigen Ablehnung durch den Verarbeiter führt. Auch sehr niedrigviskose, nicht modifizierte Cellulosether führen zu diesem Effekt. Der Einsatz von entsprechenden Additiven führt in der Regel ebenso zu einer Intensivierung der Farbe. Dieser Effekt ist nicht gewünscht, da er dem Kundenwunsch entgegensteht bzw. eine exakte Farbeinstellung des Mörtels unmöglich macht.

Zur Vermeidung von karbonatischen Ausblühungen stellt die Zugabe latent hydraulischer Stoffe wie z. B. Trass oder Flugasche sowie Mikrosilika eine relativ einfache Lösung dar. Mit dieser Methode kann ein Teil der freien Calcium-Oxide bzw. Calciumhydroxide gebunden werden. Demgegenüber steht eine teilweise starke Veränderung der Farbeigenschaften, da der Einsatz von Zusatzstoffen bzw. Kompositzementen die Wirksamkeit farbiger Additive stark vermindert und demnach veränderte Farbeigenschaften vorliegen. Resultierend daraus ist u. a. das Ziel dieses Forschungsprojektes die Entwicklung von funktionsverbesserten Mörteln, bei gleichzeitiger Farbvielfalt und Farbechtheit, die karbonatische Ausblühungen und Verbrennungen, auch bei ungünstigen Klimabedingungen wie zu niedrigen oder zu hohen Temperaturen sowie hoher Luftfeuchtigkeit, verhindern.