Lehm als Abdichtungsmaterial im Fundamentbereich

Abstract

Durch das Forcieren des nachhaltigen Bauens rückt der Baustoff Lehm zunehmend in den Fokus des modernen Bauens. Während seine bauphysikalischen und ökologischen Vorteile gut dokumentiert sind, fehlt es noch an Forschung im Bereich seiner abdichtenden Fähigkeiten für den Hochbau. Diese Arbeit untersucht Lehm und Lehmprodukte auf ihre abdichtenden Eigenschaften und versucht herauszufinden, ob sie als alleinige Abdichtung gegenüber Feuchtigkeit im Bereich der Gründungen eingesetzt werden können. Im Mittelpunkt steht die Frage, ob Lehm ohne zusätzliche konventionelle Abdichtungsmaßnahmen vor Feuchtigkeit schützen kann und somit eine ökologische Alternative zu bituminösen oder kunststoffbasierten Abdichtungsprodukten darstellt.Zur Beantwortung dieser Fragestellung werden marktübliche Abdichtungsprodukte, wie sie derzeit im Hochbau verwendet werden (Braune Wanne), als auch Lehmproben untersucht, die aus verschiedenen historischen Bauwerken entnommen wurden. Diese werden aufbereitet und anschließend vergleichend analysiert. Die Labor Untersuchungen konzentrieren sich auf die relevanten bauphysischen und mineralogischen Eigenschaften, die für die Abdichtungsfunktion entscheidend sind. Verwendete Verfahren sind eine Korngrößenverteilung, darauf aufbauend wird der k-Wert (Wasserdurchlässigkeitsbeiwert) berechnet. Eine Gesamt- und eine tonmineralogische Untersuchung, die mittels Röngtendiffraktometrie (XRD) durchgeführt werden. Durch den Einsatz dieser Methoden kann eine detaillierte Beurteilung der Fähigkeiten der Materialien Wasser zu sperren gegeben werden. Darüber hinaus können die einzelnen Bestandteile der Proben bestimmt werden. Zusätzlich zu den experimentellen Verfahren, werden die unterschiedlichen Einbauarten der Bauprodukte dargestellt und verglichen.Neben den technischen Aspekten hebt diese Untersuchung die ökologische und denkmalpflegerische Relevanz von Lehm als Abdichtungsmaterial hervor. Lehm ist meist regional verfügbar, benötigt keine energieintensive Herstellung im Vergleich zu bitominösen oder Kunststoff haltigen Abdichtungen und enthält keine Schadstoffe. In der Denkmalpflege kann Lehm zudem zerstörungsfrei eingebracht und bei Bedarf auch wieder entfernt werden. Diese machen ihn zu einem idealen Baustoff für reversible Maßnahmen.

As sustainable construction gains momentum, clay is emerging as a material of growing interest in contemporary building. While its building-physical and ecological advantages are well documented, there remains a significant research gap concerning its potential sealing properties for use in structural engineering. This study aims to investigate the waterproofing performance of clay and clay-based products, with a particular focus on their applicability as moisture barriers in foundation areas. The central research question addresses whether clay, without the supplementation of conventional sealing systems, can provide protection against moisture ingress, thereby constituting a viable ecological alternative to bituminous or polymer-based sealing products.To explore this question, both commercially available sealing systems currently used in structural engineering, such as the so-called “Braune Wanne”, and clay samples extracted from various historic buildings are examined. These samples are prepared and subjected to comparative analysis. The investigation focuses on building-physical and mineralogical properties that are critical to the material’s sealing performance.The methodological approach includes particle size distribution analysis, from which the coefficient of permeability (k-value) is derived, as well as comprehensive mineralogical and clay mineralogical analyses conducted via X-ray diffraction (XRD).These laboratory-based analytical techniques enable a detailed assessment of the materials capacity to inhibit water penetration. Moreover, they allow for the identification and classification of the constituent components within the samples. In addition to the experimental methods, different construction techniques for applying the sealing materials are documented.Beyond the technical considerations, this research underscores the ecological and heritage-related significance of clay as a sealing material. Clay is generally locally sourced, requires no energy-intensive manufacturing processes in contrast to bituminous or synthetic alternatives, and is free from harmful substances. In the context of monument preservation, clay offers the further advantage of being non-invasive and fully reversible in application, rendering it particularly suitable for sensitive restoration work and temporary structural interventions.