Studie über das Rissüberbrückungsvermögen ausgewählter Innenraumbeschichtungen und Beschichtungssysteme anhand von Laboruntersuchungen und Monitoring eines Prototyps

Abstract

Bei der Planung und Ausführung von Bauprojekten wird der Schwerpunkt auf die architektonische Gestaltung, die Umsetzung nach den Regeln der Technik und besonders auf die ökonomischen Aspekte gelegt. Die Baubranche ist stets vom Wirtschaftlichkeitsgedanken geprägt, welcher sich durch sämtliche Bauphasen zieht. Nach Errichtung eines Bauwerks muss dieses regelmäßigen Erhaltungs- und Sanierungsmaßnahmen unterzogen werden. Ein Teil der Sanierungsmaßnahmen bezieht sich auf die Sanierung von optischen Mängeln, die in Form von Rissen in den Wand- und Deckenoberflächen im Gebäudeinneren auftreten. Da die Herstellung von völlig rissfreien Oberflächen nicht oder nur mit erhöhtem technischem und fi-nanziellem Aufwand realisierbar ist, kann der Ansatz ergriffen werden, entstehende Risse mithilfe möglichst elastischer Innenraumbeschichtungen bzw. Beschichtungssystemen zu überbrücken und somit Reparaturkosten zu sparen. Die vorliegende Diplomarbeit befasst sich mit der Evaluierung des Rissüberbrückungsvermögens ausgewählter Innenraumbeschichtungen und Beschichtungssysteme. In Anlehnung des klassischen 3-Punkt-Biegeversuchs werden prismatische Biegebalken aus zementgebundenen Holzfaserplatten mit den Abmessungen 300 x 73 x 24 mm gezielt einer Biegedeformation unterzogen, um eine Dehnung der darauf aufgetragenen Innenraumbeschichtung hervorzuru-fen. Die ermittelte maximale Dehnung (Dehnung an der Beschichtungsoberfläche zum Zeit-punkt der Erstrissentstehung) und die maximale Rissöffnung (Rissöffnung im Untergrund zum Zeitpunkt der Erstrissentstehung in der Beschichtungsoberfläche) ermöglichen Aussagen über das Rissüberbrückungsvermögen der getesteten Beschichtung. Die Laboruntersuchungen werden in zwei Messreihen mit unterschiedlichem Versuchsprinzip durchgeführt. In der ersten Messreihe werden die Probekörper lediglich mit der jeweiligen Innenraumbeschichtung versehen und getestet. In der zweiten Messreihe hingegen wird ein gesamtes Beschichtungssystem, bestehend aus einem Verspachtelungssystem samt Armierung und einer Innenraum-beschichtung, auf die Probekörper aufgetragen und getestet. Zusätzlich wird bei dieser Messreihe durch die Variation der unterschiedlichen Komponenten des Beschichtungssystems deren Einfluss auf das Rissüberbrückungsvermögen des Gesamtsystems verdeutlicht. Nach Durchführung der Laboruntersuchungen werden ausgewählte Beschichtungssysteme an einem Prototyp verarbeitet und deren Verformungsverhalten unter realen klimatischen Bedingungen und mittels Heiz- und Entfeuchtungsperioden des Innenraums untersucht. Im Zuge eines in etwa 2 Jahre andauernden Monitorings werden laufend die Plattenfeuchtigkeit und das Risslängenwachstum an den Wänden im Innenraum des Prototyps gemessen und protokolliert. Dies ermöglicht Rückschlüsse auf das Rissüberbrückungsvermögen der verarbeiteten Beschichtungssysteme. Durch den Vergleich der Laborergebnisse mit den In-Situ-Ergebnissen wird die Korrelation beider Werte überprüft, was in weiterer Folge eine erste Verifizierung der angewandten Prüfmethode ermöglicht.

During the planning and execution of construction projects, the focus is placed on the architectural design, the implementation of engineering standards and especially on economics. The construction industry is constantly shaped through financial concerns, which pervades every phase of construction. After the erection of a building, regular maintenance and restoration must be carried out. A part of the restoration measures concern the repair of optical faults in the form of cracks which appear in wall and ceiling surfaces of building interiors. Since the production of completely crack-free surfaces is unrealizable or requires higher financial and technical expenditures, one can take the approach of bridging developing cracks using interior coatings or rather coating systems which are as elastic as possible, thus saving on repair costs. The following thesis paper concerns the evaluation of crack-bridging capabilities of selected interior coatings and coating systems. Through the method of the classic 3-point bending test, prismatic bending beams of cement-bound particle board with dimensions of 300 x 73 x 24 mm will undergo targeted bending deformation, causing strain on the interior coating applied to the board. The determined maximum strain (strain on the surface of the coating when the first crack develops) and the maximum crack opening (crack opening of the underlying surface when the first crack in the coating appears) will allow conclusions to be drawn about the crack-bridging capabilities of the tested coatings. The laboratory tests will be carried out in two series with different test principles. In the first series, only the respective interior coating is applied to the test object and tested. In the second series, however, an entire coating system, comprised of a trowel application system including reinforcement and an interior coating, is applied to the test object and tested. This series additionally clarifies the influence of the different components on the crack-bridging capability of whole coating system through variation of the components. After the execution of the laboratory experiments, selected coating systems are applied to a prototype and their deformation behavior is tested under normal climate conditions and via heat and dehumidifying periods in the interior of the prototype. Over the course of approximately 2 years of continuous monitoring, the board humidity and the length of developing cracks along the interior walls of the prototype are measured and recorded. This allows for conclusions to be drawn about the crack-bridging capability of the tested coating systems. Through the comparison of the laboratory results and the in situ results, the correlation of both collected data sets will be verified, which subsequently allows for an initial verification of the applied test methods.