IBF-Untersuchung im Auftrag des IWM

Trocknungsverhalten verschiedener Estrichmörtel unter der Lupe

Im Auftrag des Industrieverbandes Werkmörtel (IWM) untersuchte das Institut für Baustoffprüfung und Fußbodenforschung (IBF) das Trocknungsverhalten von Calciumsulfatestrich-, Zementestrich- und Calciumsulfat-Fließestrichmörteln mit und ohne Fußbodenheizung. Über die Durchführung und Ergebnisse der Untersuchungen wurde der Prüfbericht Nr. M 17/13 erstellt, dessen Inhalt FussbodenTechnik in Kurzform wiedergibt.

Dem Calciumsulfat-Fließ-estrich werden dahingehend Vorbehalte entgegengebracht, dass aufgrund der fließfähigen Konsistenz und des vergleichsweise hohen Wassergehalts im Frischmörtel eine beispielsweise gegenüber konventionellen Zement- und Calciumsulfatestrichen langsamere Trocknung erfolgt. Bei der Trocknung sind aber, neben der Art des Mörtels, weitere Randbedingungen zu berücksichtigen, z.B. eine nach Norm geringere Estrichnenndicke und/oder der Möglichkeit des früheren -Beginns des Funktionsheizens. Ziel der Untersuchungen war zu überprüfen, wie sich das Trocknungsverhalten von Estrichen im Rahmen der in den bekannten Normen, Merk- und Hinweisblättern enthaltenen Randbedingungen unterscheidet. Die Untersuchung orientierte sich dabei an praxisüblichen Estrichmörteln ohne Berücksichtigung von Sonderbindemitteln oder besonderen Zusatzmitteln.

Untersuchungsprogramm

Die Untersuchung bezog sich auf jeweils einen Zementestrich, Calciumsulfatestrich und Calciumsulfat-Fließestrichmörtel in üblichen Mischungszusammensetzungen. Im Rahmen der Untersuchungen wurden die folgenden Estrichnenndicken bzw. Rohrüberdeckungen nach DIN 18560-2 für wohnraum-übliche Nutzung geprüft:

-Zementestrich: 45 mm Nenndicke bzw. 45 mm Rohrüberdeckung
-Calciumsulfatestrich: 45 mm Nenndicke bzw. 45 mm Rohrüberdeckung
-Calciumsulfat-Fließestrich: 35 mm und 45 mm Nenndicke bzw. 35 mm Rohrüberdeckung

Bei den Estrichen auf Fußbodenheizung wurde der Beginn des Aufheizens nach der "Schnittstellenkoordination bei Flächenheizungs- und Flächenkühlungssys-temen in Neubauten" für den jeweiligen Estrichmörtel gewählt. Die Beurteilung der Belegreife erfolgte nach den bekannten Grenzwerten.

Estrichmörtel

Die Untersuchungen wurden an Estrichmörteln ohne Verwendung von beschleunigenden Zusätzen und/oder Schnellbindemitteln durchgeführt. Bei dem Zement- und Calciumsulfat-estrichmörtel wurde ein übliches Zusatzmittel zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften eingesetzt. Für alle Estrichmörtel wurde eine gleichartige Gesteinskörnung (Rheinkiessand 0 - 8 mm; Siebline etwa B/C8) verwendet.

Die Estrichmörtel wiesen folgende Zusammensetzungen und Frischmörteleigenschaften auf:

Zementestrichmörtel:
-Zement CEM II/B-S 32,5 R
-Mischungsverhältnis 1 : 6,5 Masse-Teile
-w/z-Wert = 0,62
-Ausbreitmaß = 13,2 cm
-Luftporengehalt = 11,5 Vol.-%

Calciumsulfatestrichmörtel:
-Binder CAB 30
-Mischungsverhältnis 1 : 3,75 Masse-Teile
-w/b-Wert = 0,41
-Ausbreitmaß = 13,9 cm
-Luftporengehalt = 6,6 Vol.-%

Calciumsulfat-Fließestrichmörtel:
-Compound (Thermischer Anhydrit)
-Mischungsverhältnis 1 : 2,0 Masse-Teile
-w/b-Wert = 0,48
-Fließmaß = 23,5 cm

Anhand der Mischungsangaben ist erkennbar, dass der Calciumsulfat-Fließestrich, insbesondere aufgrund des hohen Anteils an Bindemittel, mit dem höchsten Ausgangswassergehalt im Mörtel hergestellt wurde.

Der Calciumsulfat- und Zement-estrichmörtel wurde in einem Zwangsmischer gemischt, praxisgerecht in die Probeflächen eingebaut, von Hand abgerieben und geglättet. Den Calciumsulfat-Fließestrichmörtel mischte man mit einem Rührwerk, er wurde in die Probeflächen eingebaut und im Kreuzgang geschwabbelt.

Versuchsdurchführung

Zur Durchführung der Untersuchungen legte das IBF unterschiedliche Probeflächen ohne und mit Fußbodenheizung an. Der Zement-estrich wurde zum Schutz der Oberfläche zwei Tage mit Folie abgedeckt.

Bei den unbeheizten Probeflächen handelte es sich um Proben mit etwa 30 cm Kantenlänge, gelagert in einem Klimaraum. Je Estrichmörtel stellte man sechs einzelne Flächen her.
Das Klima wurde während der Versuchsdauer von 10° C / 80 % rel. LF (kühles und feuchtes Baustellenklima, 3 Tage) über 20° C / 65 % rel. LF (bis zum 28. Tag) bis zu 23 °C / 50 % rel. LF (entsprechend einem üblichen Wohnraumklima, ab dem 28. Tag bis Versuchsende) verändert. Mit dem Wiegen der einzelnen Proben konnte der Gewichtsverlust bestimmt werden. Zu den festgelegten Prüfzeitpunkten wurde eine der Flächen zerstört, um den Feuchtegehalt durch CM-Messung und Darren zu bestimmen.

Die beheizten Probeflächen waren etwa 2 x 3 m groß, in der Prüfhalle hergestellt und durch eine Wand vor Zugluft geschützt worden. Die Probeflächen wurden als Heiz-estriche der Bauart A ausgeführt. Das Funktionsheizen begann mit einer Vorlauftemperatur von 25° C nach sieben Tagen (Calciumsulfat- und Calciumsulfat-Fließestrich) bzw. nach 21 Tagen (Zementestrich). Nach drei weiteren Tagen wurde die Vorlauftemperatur auf 45° C erhöht und für den weiteren Versuch gehalten.

Das Klima der Prüfhalle betrug dabei etwa 18° C und 40 bis 50 % rel. LF. Zu den festgelegten Prüfzeitpunkten wurde Prüfgut aus vorher ausgemessenen Stellen herausgestemmt, um daran den Feuchtegehalt durch CM-Messung und Darren zu bestimmen.

Die CM-Messung erfolgte nach der "Schnittstellenkoordination". Die Darrprüfungen wurden bei 105° C (Zementestrich) bzw. 40° C (Calciumsulfat- und Calciumsulfat-Fließ-estrich) bis zur Gewichtskonstanz durchgeführt. Das Prüfgut entnahm das IBF bei allen Messungen aus dem gesamten Estrichquerschnitt.

Ergebnisse der Untersuchungen

Zur Verlegung von Oberböden muss der Estrich "belegreif" sein. Die "Belegreife" wird dabei durch einen höchstzulässigen Feuchtegehalt definiert. Hierbei dürfen nach den derzeitigen technischen Regeln (beispielsweise BEB-Hinweisblatt "Beurteilen und Vorbereiten von Untergründen im Alt- und Neubau; Verlegen von elastischen und textilen Bodenbelägen, Laminat, mehrschichtig modularen Fußbodenbelägen, Holzfußböden und Holzpflaster; Beheizte und unbeheizte Fußbodenkonstruktionen", März 2014) folgende Feuchtegehalte nicht überschritten werden:

-unbeheizter Zementestrich:
2,0 CM-%
-beheizter Zementestrich:
1,8 CM-% (bei elastischen und textilen Bodenbelägen, Laminat, Parkett und Holzpflaster); 2,0 CM-% (bei Stein- und keramischen Belägen)
-unbeheizter Calciumsulfatestrich:
0,5 CM-%
-beheizter Calciumsulfatestrich:
0,3 CM-%

Aus dem Verlauf der Trocknung (regelmäßiges Wiegen der einzelnen Platten sowie Prüfung des Feuchtegehalts) wurden die oben genannten Grenzwerte bei den geprüften Estrichmörteln und unter den oben angegebenen Randbedingungen etwa in den Zeiträumen (siehe Tabellen auf Seite 2) erreicht bzw. unterschritten:
Vergleicht man die bis zum Erreichen der Belegreife erforderlichen Zeiträume, so lagen der ca. 45 mm dicke Zement- und Calciumsulfat-estrich sowie der etwa 35 mm dicke Calciumsulfat-Fließestrich in vergleichbaren Größenordnungen. Der etwa 45 mm dicke Calciumsulfat-Fließestrich benötigte, bei ansonsten gleichen Randbedingungen, deutlich länger bis zum Erreichen der Belegreife.

Bei den beheizten Estrichen ist zu beachten, dass das Funktionsheizen beim Zementestrich nach 21 Tagen, beim Calciumsulfat- und Calciumsulfat-Fließ-estrich bereits nach sieben Tagen begonnen wurde. In Verbindung mit der geringsten Rohrüberdeckung erklärt dies, dass der Calciumsulfat-Fließ-estrich seine Belegreife früher als die anderen geprüften Estriche erreicht hat.

Fazit

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Vorbehalte bezüglich des langsamen Trocknens von Calciumsulfat-Fließestrichen widerlegt werden konnten. Bei den unbeheizten Estrichen war das Erreichen der Belegreife aufgrund der nach DIN 18560-2 zulässigen geringeren Estrichnenndicke des Calciumsulfat-Fließestrichs nach etwa gleichen Zeiträumen erfolgt wie bei den anderen dickeren Estrichen. Bei einer höheren Estrichdicke verlängerte sich die Trocknung des Calciumsulfat-Fließestrichs.

Bei dem beheizten Calciumsulfat-Fließestrich war der Zeitraum bis zum Erreichen der Belegreife aufgrund der geringeren Nenndicke und des früheren Funktionsheizens kürzer als bei den anderen Estrichen.

Abschließend sei darauf hingewiesen, dass es für eine zügige Trocknung von Estrichen folgende Punkte zu beachten gilt:
-Die Estrichnenndicke sollte in Abhängigkeit von der Nutzlast nicht höher als nötig geplant werden.
-Die Estrichdicke nicht deutlich dicker als geplant ausführen (z.B.Ausgleich von Höhenlagen, Ebenheits- und Winkelabweichungen über geeignete Leichtausgleichmörtel).
-Die Zeiträume bis zum Beginn des Funktionsheizens möglichst einhalten. Je nach Material kann ggf. auch früher mit dem Funktionsheizen begonnen werden (Herstellervorgabe).
-Die Lagerung von Ausbaumaterialien (z.B. Gipskartonplatten) oder nachträgliche Durchfeuchtung von Estrichen (z.B. Nasssägearbeiten) sollte unterbleiben.
-Das Raumklima muss eine Trocknung ermöglichen, Feuchtigkeit muss abgeführt werden können. Für die Schaffung der geeigneten raumklimatischen Verhältnisse zur Trocknung des Estrichs ist der Auftraggeber verantwortlich.
-Eine technische Trocknung kann die Zeit bis zum Erreichen der Belegreife verkürzen.


Autoren:
-Institut für Baustoffprüfung und Fußbodenforschung, Troisdorf
-Industrieverband Werkmörtel, Duisburg aus FussbodenTechnik 05/15 (Wirtschaft)