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5.2. Querschnittsabdichtung von feuchte Wände durch drucklose und druckbehaftete Injektionsverfahren

Das kostengünstige chemische Verfahren ist nicht geeignet bei Mauerwerk mit größeren Hohlräumen, Schalenmauerwerk, Mauerwerk aus dichtem Naturstein.
Das Verfahren hat zum Ziel, entweder den kapillaren Durchmesser zu vermindern oder die Oberflächenspannung in den Kapillaren drastisch zu erhöhen, d. h. einen Wasser abweisenden Effekt zu erzielen.
In den Injektionsmitteln befinden sich die Wirkstoffe:

Das Wirkprinzip der Reaktionsprodukte beruht auf:

Die Anwendungsgrenze liegt bei einer Durchfeuchtung von max. 60 %, da bei einem Durchfeuchtungsgrad >50 % das Eindringen des Injektionsmittels in die Kapillaren immer unvollständiger wird. Ist das Mauerwerk sehr feucht, so muss es vor dem Anlegen der Injektage getrocknet werden.
Da bei den meisten Injektionsmitteln die Wirkungsweise auf dem Hydrophobieprinzip beruht, ist es erforderlich, dass im Mauerwerk diese Hydrophobie aufgebaut werden kann. Bei einem hohen Durchfeuchtungsgrad des Mauerwerkes ist dies erschwert. Es sind Mehrstufeninjektionen erforderlich. Bei extrem hohen Luftfeuchtigkeiten über 90 % wird die Trocknung des Stoffes sehr stark erschwert, wenn nicht sogar unmöglich gemacht. Der Wirkungsmechanismus der Hydrophobie kann nicht aufgebaut werden. Das erfolgt nur bei einer niedrigeren Luftfeuchtigkeit von ca. 60 bis 70 %. Dies wird erreicht, wenn möglichst gleich nach der Injektage ein Kondensattrockner für einige Monate aufgestellt wird.
Die Bohrlöcher werden möglichst in 2 Reihen gegeneinander versetzt in einem Abstand von ca. 15 cm unter 25 - 30° in die Wand getrieben. Bei einer Reihe erfolgt die Bohrung in einem Abstand von 8 bis 12 cm mit einem Bohrlochdurchmesser ca. 2,5 cm sowie einer Tiefe von (Wandstärke - 5 cm) betragen. Wichtig ist, dass durch das Bohrloch wenigstens eine Lagerfuge gekreuzt wird. Nach Ausblasen der Bohrlöcher erfolgt die Tränkung drucklos.
Unter langsames über mehre Tage sich erstreckendes Eindiffundieren durch Tränkung, bis das Mauerwerk keine Flüssigkeit mehr aufnimmt, ist es wirksamer als eine Drucktränkung. (Die Sauggeschwindigkeit der Kapillare wird durch Druck nicht beschleunigt.) Hat das Mauerwerk eine hohe Durchfeuchtung, Kapillare und Poren haben einen großen Wassergehalt, so stehen keine freien Kapillaren und Poren für das Injektionsmittel zur Verfügung. Eine Verdrängung des Wassers durch Injektionsmittel ist nicht möglich.
. Daneben gibt es Injektage mit Hochdruck und das Impulsverfahren. Beim Ersteren soll zusätzlich das in den Kapillaren befindliche salzhaltige Wasser verdrängt werden. Eine günstigere Wirksamkeit wird jedoch erreicht, wenn eine Vortrocknung des Mauerwerks mittels Heizpacker mit Druckluftanschluss erfolgt. Einzelne Injektionsmaterialien benötigen eine gewisse Reaktionszeit, wo statt einer permanenten Hinzufügung eine stoßweise sinnvoller ist. /15/
Das Verfahren hat keinen Einfluss auf die Standsicherheit, der Abdichtungsgrad liegt bei ca. 70 bis 80%.

Alkalisilikate wirken kapillar verengend. Das Wasserglas benötigt CO2 zur Erhärtung. Dabei entsteht Pottasche beziehungsweise Soda, was durch Ausblühungen auf dem Mauerwerk gekennzeichnet wird. Dabei kann die Kristallisation und hygroskopische Feuchte auftreten. Alkalisilikat wird im feuchten Mauerwerk verdünnt.
Die Verfüllung mit Alkalisilikat (Natrium- oder Kaliumsilikat) ohne weitere Zusätze hat zum Ergebnis, dass nach dem Verdunsten des überschüssigen Wassers in den verfüllten Kapillaren und vollständiger Austrocknung des gebildeten Kieselgels sogenannte Sekundärkapillaren mit geringerem Durchmesser entstehen und das Mauerwerk erneut durchfeuchtet wird. /15/

Alkalisilikat-Silikonat-Kombination wirken wie das Alkalimethylsilikonat hydrophobierend. Diese Eigenschaften kommen erst durch CO2 zum Tragen und es entsteht Pottasche mit dem negativen Effekt. Für Durchfeuchtung von < 50 % und Mauerwerk < 50 cm (wegen CO2). Kaliumpropylsilikonat benötigt kein CO2 und kann für stärkere Mauerwerksdicken verwendet werden. Ausschlaggeben für die Wirksamkeit ist der Wasseranteil und die gelösten Salzionen. Auf diese Kombination basiert ein Großteil der auf dem Markt angebotenen Bohrlochinjektionsmittel.
Silicomikroemulsionskonzentrate haben auch bei hoher Durchfeuchtung eine gute Verteilung im Mauerwerk.

Silikonharze funktionieren bei wassergesättigtem Mauerwerk nicht, da die Wasser abweisenden Substanzen nicht in die fraglichen Kapillaren gelangen.

Bild Horizontalabdichtung mit ParafinParaffine wirken Kapillar verengend. Sie müssen auf eine hohe Temperatur gebracht werden. Dies wird erreicht, in dem die Bohrlöcher mit Heizstäben (bis auf 180 ºC) vollständig getrocknet werden und im Anschluss daran heißes Paraffin eingefüllt wird.


Bild 10: Horizontalabdichtung mit Paraffin [21]

Kunstharzlösungen auf Basis von Epoxidharz, Polyurethan- und Polyesterharzen funktionieren basiert auf Kapillarverengung. Sie werden mit Druck eingepresst. Feuchteempfindliche Harze verteilen sich nicht sehr gut im Mauerwerk, es kann zu Reaktionsstörungen beziehungsweise Abbindestörungen kommen. Einzelne Harze können aufgrund ihrer Molekülgröße selten in die Kapillaren eindringen. [4, 15]
zum Beispiel das 3-Komponenten-Polyacrylat-Gel von WEBAC lässt sich zur nachträglichen rückwärtigen Flächenabdichtung (Schleierinjektion) einsetzen. Da das Material auch in Fugen eindringt, wird so zusätzlich eine Horizontalsperre im Mauerwerk gebildet. Es haftet gut auf trockenen und nassen mineralischen Untergründen. Bei wechselnder Feuchtigkeit schrumpft (Trockenheit) und quillt das Gel. [22]
Bild Schematische Darstellung einer SchleierinjektionWeitere spezielle Injektionsharze dienen zur Verpressung von Rissen, Hohlräume nach Setzungen oder Undichtigkeiten im Bereich der Arbeitsfugen. Hier finden Injektionsschläuche oder Injektionspacker ihre Anwendung.

Bild 11: Schematische Darstellung einer Schleierinjektion, das Gel wird durch die Bohrlöcher zur Rückseite des Mauerwerkes gepresst und bildet dort einen abdichtenden Gelschleier aus. Zusätzlich dringt es in Fugen ein und bildet so zusätzlich eine Horizontalsperre.

Zementschlämmen haben keine ausreichende Wirkung.

In einer Wirksamkeitsuntersuchung von Raupach und Wolff wird in den nachfolgenden Bildern die Verteilung eines Injektionsstoffes auf Epoxidharzbasis über die Ziegelquerschnittsfläche. Der Bereich der injizierten Fläche umfasst etwa nur 50% der gesamten Querschnittsfläche. Eine wirksame Horizontalabdichtung kann in diesem Fall nicht erreicht werden.

Bild 12: Verteilung eines Injektionsstoffes auf Epoxidharzbasis in einem Ziegel

Bilder zur Verteilung eines Injektionsstoffes auf Epoxidharzbasis in einem Ziegel

Im Ergebnis dieser Untersuchung soll hier die Zusammenfassung genannt werden. "Chemische Bohrlochinjektionsmaßnahmen sind geeignet, unter bestimmten Randbedingungen wirksame Horizontalabdichtungen zu erzeugen. Dabei sind vor allem Injektionsstoffe mit einem hohen Wirkstoffgehalt vorteilhaft, um auch nach einer Vermischung des Injektionsgutes mit dem in den Kapillarporen enthaltenen Wasser eine effektive Abdichtung zu gewährleisten.
Weiterhin ist auf einen maximalen Bohrlochabstand von je nach Randbedingungen etwa 10 bis 12 cm sowie auf ausreichende Injektionsmengen zu achten. Eine Injektionsmenge in der Größenordnung des Kapillarporenvolumens des Substrates ist in der Regel nicht ausreichend, da durch seitlich austretendes Injektionsgut sowie Hohlräume und die bereits angesprochene Vermischung ein Teil des lnjektionsgutes keine Wirksamkeit entfalten kann. Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass etwa die zwei- bis vierfache Injektionsmenge bezogen auf das Kapillarporenvolumen anzustreben ist."[19]

Detaillierte Prüfungsanforderungen für die eingesetzten Wirkstoffe zur Ausbildung der chemischen Horizontalsperren können dem WTA - Merkblatt 4-4-04 entnommen werden. Da es keine anderen anerkannten Prüfungsanforderungen gibt, werden diese künftig als Qualitätsmaßstab zugrunde gelegt.

Kosten: 205 bis 290 Euro/m²
Lebensdauer: 10 bis 25 Jahre

Alternativ wird ein ähnliches Verfahren angeboten. Zunächst werden Löcher für Heizstäbe im Abstand von 10 cm gebohrt. Sie trocknen bei einer Temperatur von mehr als 100 Grad Celsius das Mauerwerk vollständig aus. Anschließend wird in die Löcher heißes Paraffin gefüllt. So entsteht eine circa 30 cm hohe, kapillar dichte Horizontalsperrung über die gesamte Wanddicke.

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