Wirksamkeit von organischen Injektionsmitteln zur Verfestigung und Feuchtigkeitsabdichtung von Bestandsmauerwerk, sowie deren Emissionsverhalten

Abstract

Ziel der Forschungsarbeit war es, anhand von vier unterschiedlichen Kunstharzen (drei Polyurethantypen und ein Epoxidharz) nachzuweisen, inwieweit eine Verfestigung und eine nachträgliche Horizontalabdichtung des Ziegelmauerwerks möglich sind, unter Berücksichtigung variabler Randbedingungen wie Durchfeuchtungsgrad und Schadsalzbelastung des Mauerwerks, sowie drei unterschiedlicher Bohrraster.<br />Aus wirtschaftlicher Sicht war die Frage zu klären, welcher maximale Bohrlochabstand noch zielführend ist, da die Kosten mit zunehmend enger werdendem Bohrraster - analog dem Arbeits- und Injektionsaufwand (Materialverbrauch) - steigen.<br />Weiters war das Emissionsverhalten der Kunstharze nach den Injektionsarbeiten zu untersuchen.<br />Zusammenfassend kann die Aussage getroffen werden, dass eine Verfestigung von Bestandsmauerwerk mittels Kunstharzinjektionen ein Vielfaches der Ausgangsfestigkeit ermöglicht, wobei die Limitierung durch die vorhandene Ziegelfestigkeit gegeben ist.<br />Ein Ergebnis dieser Arbeit ist, dass der Grund für die Limitierung im Penetrationsverhalten zu finden ist, welches mittels Mikroskopie nachgewiesen wurde. Die Ausbreitung des Injektionsgutes erfolgt - wieder Erwarten - nahezu ausschließlich im Mörtel. Wesentlich ist aber, dass es zu einer Ertüchtigung des Mauerwerkverbands kommt, der in den standardisierten Berechnungsverfahren jedoch keine Berücksichtigung findet.<br />Bei allen Kunstharzen konnte eine abdichtende Wirkung nur mit dem engsten Raster (10 cm Bohrlochabstand) erzielt werden, wobei eine deutliche Abhängigkeit vom Injektionsmittelverbrauch festgestellt wurde.<br />Hinsichtlich des Emissionsverhaltens der injizierten Kunstharze wurde mittels gaschromatographischen Untersuchungen nachgewiesen, dass unmittelbar nach der Injektion die zulässige Schadstoffbelastung von 3mg/m³ von einigen Kunstharztypen überschritten, nach sieben Tagen jedoch von allen unterschritten wurde.<br />Bei Anwendung der thermischen Verfahren zur beschleunigten Bauteiltrocknung nach bereits durchgeführten Injektionsarbeiten, stellte sich heraus, dass mit einem Festigkeitsverlust der ertüchtigten Bauteile von 10 bis 30 % zu rechnen ist, abhängig vom jeweiligen Kunstharztyp und dem Trocknungsverfahren.<br />

This present research paper aims proving - by means of four different synthetic resins - to what extent there exists feasibility for brick walls to be strengthened and horizontally sealed after the fact.<br />This has been accomplished with due consideration given to varying circumstances, such as degree of soaking and/or damage due to chlorides, sulphates or nitrates, using three different drilling geometrics.<br />From an economic point of view, clarification was required as to which maximum distance between drilling holes would be advisable, in as much as labour and injection efforts (consumption of material) become more expensive with an increasing number of drilling holes.<br />In addition, the emission performance of synthetic resins after injection had to be examined.<br />Summing up, it may be stated that a multiplication of the original strength of the existing brickwork can be achieved by means of injecting synthetic resins, the strength of the individual brick is the limiting factor, however.<br />One result of this research work establishes that the reason for this limiting factor is the mortar's penetration performance. This fact was proved by means of microscopy. The distribution of the injected material occurs almost exclusively within the mortar. It is the utmost importance, however, to strengthen the brickwork in its entirety, a fact not being considered in standardized calculation procedures.<br />With all kinds of synthetic resins, sealing effect was achieved only within the shortest possible distance between drilling holes (i.e. 10cm) with a marked dependence on the volume of injection material applied.<br />Regarding emission performance of injected synthetic resins, it was possible to prove by means of gas-chromatographic tests that immediately following the injection, the permissible pollution level of 3mg/m³ was surpassed by some types of synthetic resins, whereas after seven days all of them fell below the permitted level.<br />When applying thermic methods aimed at an accelerated drying of construction parts after the injection work having been completed, it became manifest that there will be a 10 - 30% loss of strength of the construction parts treated, depending on the various types of resins and drying methods.