Interessante Fallbeispiele und Grundsatzartikel

Risse überbrücken - aktueller Stand

Aus der Deutschen Malerzeitschrift "Die Mappe" 12/97 und 1/98

Die Entwicklung von rißüberbrückenden Fassadenbeschichtungen führte zu modifizierten Systemen auf Siliconharz-Bindemittelbasis. Ein Vergleich mit herkömmlichen Beschichtungssystemen zeigt, was die neue Generation leistet.

Bisher haben sich für die Behandlung gerissener Außenputze und Fassaden vor allem plastoelastische Beschichtungssysteme auf Dispersionsbindemittelbasis bewährt. Ihre rißüberbrückenden Eigenschaften sind hauptsächlich von der Schichtdicke und dem Dehnungsvermögen des Bindemittels abhängig. Daraus folgt, daß solche Beschichtungssysteme nach intensiver Untergrundvorbehandlung relativ dickschichtig in mehreren Arbeitsgängen appliziert werden, wobei - abhängig von der Rißart - vielfach Gewebe (über dem Riß verlaufend oder vollflächig) eingelegt wird. Grundsätzlich sind derartige Systeme seit mehr als 20 Jahren in der Fachwelt bekannt. Lediglich in der Anfangszeit ist bei der Formulierung dieser Systeme die Bauphysik nicht immer berücksichtigt worden. Es kam vor, daß manche Beschichtungen Blasen bildeten: Öffnete man die Blasen, spritzte einem nicht selten Wasser entgegen.

Weitere Entwicklungen

Über die Jahre sind andere Systeme entwickelt worden. Anfangs standen Polyvinylacetat-Copolymere als Bindemittel im Vordergrund, die durch UV-vernetzende Reinacrylate mit guter Kälteelastizität abgelöst wurden. War die Wasserdampfdurchlässigkeit bei den Polyvinylacetat-Copolymeren oft ein Kritikpunkt, sind es bei den UV-vernetzenden Reinacrylaten Trocknungsschwierigkeiten auf feingliedrigen Architekturelementen wie Stuck oder anderen Schmuckelementen und Fassadenflächen, die für UV-Strahlung schlecht oder gar nicht zugänglich sind. Sie führen zu Schmutzanhaftungen, die gerade an stark befahrenen Straßen die Optik der Fassade beeinträchtigen. Die aktuelle Generation rißüberbrückender plastoelastischer Beschichtungssysteme basiert daher entweder auf modifizierten, elastifizierten Reinacrylaten oder weiterentwickelten Polyvinylacetat-Copolymeren. Andere Entwicklungen befassen sich mit speziellen Bindemitteln auf der Basis von Siliconharz-Emulsionen unter Zusatz von elastifizierten Reinacrylaten.

Was leisten diese modernen Beschichtungssysterne? Um die bindemittelspezifischen Unterscheidungskriterien bezüglich der rißüberbrückenden Eigenschaften herauszuarbeiten, hat das Institut für Beschichtungen, Bodenbeläge und Anstrichtechnik iba in Koblenz mit folgenden Beschichtungstypen Versuchsreihen durchgeführt:

  • System aus Polyvinylacetat- Copolymer
  • System aus elastifiziertem Reinacrylat
  • System aus Siliconharz-Emulsion mit elastifizierten Reinacrylat-Zusätzen

Neben den rißüberbrückenden Eigenschaften wurden noch die Haftzugfestigkeit sowie die Wasserdampfdurchlässigkeit und die Wasseraufnahme der Beschichtungen untersucht (siehe dazu die Tabellen, sowie die Prüfmethode auf der vorhergehenden Seite).

Siliconharz-Systeme überbrücken Haarrisse

Die durchgeführten Prüfungen zur Bestimmung der rißüberbrückenden Eigenschaften belegen, daß Beschichtungen auf der Basis von emulgiertem Siliconharz-Bindemittel (3) bei einer Auftragsmenge von 600 ml/qm Haar- und Schwindrisse bis zu einer Breite von 0,20 mm überbrücken. Selbst bei tiefen Temperaturen (-10° C) werden noch Rißbreiten von < 0,150 mm überbrückt. Damit können derartige Systeme nach dem BFS-Merkblatt Nr. 19 als rißüberbrückende Beschichtungssysteme klassifiziert werden. Ihre Haftung auf mineralischen Untergründen kann auf Grund der ermittelten Werte als sehr gut bezeichnet werden. Alle drei geprüften Beschichtungssysteme erfüllen die Anforderungen an den Feuchteschutz (Wasseraufnahmekoeffizient w < 0,5 kg/(qm x sqr(h)) und Produkt aus w und sd weniger als 0,2 kg/(m x sqr(h)) Die Beschichtungen auf Siliconharz-Bindemittelbasis weisen jedoch mit ihren charakteristischen Merkmalen der geringen Wasseraufnahme und der sehr guten Wasserdampfdurchlässigkeit insgesamt betrachtet die günstigsten bauphysikalischen Eigenschaften auf.
Die Versuche haben aber auch gezeigt, daß im Vergleich zu den Systemen auf Polyvinylacetat-Copolymer- Bindemittelbasis (1) die Systeme auf Basis modifizierter Reinacrylate (2) eine verbesserte Wasserdampfdurchlässigkeit zeigen. Diese bleiben auch im Tieftemperaturbereich länger elastisch. Zur Überbrückung von Rißbreiten > 0,200 mm, wie bei großflächigen, schollenartigen Rißbildern und/oder Setzrissen, müssen derartige Systeme gegebenenfalls mit faserarmierten Zwischenbeschichtungen oder Gewebeeinlagen eingesetzt werden, da hierzu noch keine Alternative bekannt ist.

Durch Haar- und Schwindrisse kann Feuchtigkeit hinter Beschichtungen dringen und zu Schäden führen
Durch Haar- und Schwindrisse kann Feuchtigkeit hinter Beschichtungen dringen und zu Schäden führen
Das Siliconharz-System hat Vorteile bei Rißmarkierungen: Wasser dringt nicht ein, sondern perlt ab.
Das Siliconharz-System hat Vorteile bei Rißmarkierungen: Wasser dringt nicht ein, sondern perlt ab.

Versuche zum Leistungsprofil von rißüberbrückenden Beschichtungssystemen

Untersucht wurden die reinen Zwischen- und Endbeschichtungen auf systemspezifischen Grundierungen.
Die rißüberbrückenden Eigenschaften der Beschichtungen wurden nach einem neuartigen Verfahren für Beschichtungen auf mineralischen Prüfkörpern ermittelt, bei dem die Beschichtung über einem künstlich erzeugten Riß im Prüfkörper mehrmals (100 Zyklen) gedehnt wird. Das heißt, es wird nicht an vorgebrochenen Probekörpern geprüft. Für ein Beschichtungssystem ist dies wohl die härteste Prüfung, denn in die Praxis übertragen bedeutet dies, daß die Beschichtung auch solche Risse überbrückt, die nachträglich in einem Außenputz entstehen.
Zum Bruch der Prüfkörper wurde ein mobiles Prüfgerät verwendet, wie es unter der Leitung von Prof. Dr. Schäper an der Fachhochschule Wiesbaden entwickelt wurde.
Um einen Anhaltspunkt für das kohäsive und adhäsive Verhalten von Beschichtungen auf Außenputzen und Beton zu erhalten, wurde die Haftzugfestigkeit gemessen in Anlehnung an DIN ISO 4624 »Abreißversuch zur Beurteilung der Haftfestigkeit«. Denn der Verlust der Haftung von Beschichtungen zum Untergrund und/oder unzureichende Oberflächenfestigkeiten der oberflächennahen Randzone der Untergründe selbst sind oft die Ursachen für Schäden.
Zur Ermittlung von bauphysikalischen Kenndaten wurden in Anlehnung an die EN 1062-2 und die EN 1062-3 die Wasserdampfdurchlässigkeit beziehungsweise die Wasseraufnahme bestimmt.

Für die Prüfungen wurden armierte Betonprobenkörper verwendet. Sie lassen eine gute Reproduzierbarkeit der Prüfergebnisse zu, da sie gleicher Betongüte entsprechen und unter gleichen Bedingungen hergestellt worden sind. Die Prüfkörper wurden nach vorherigem Abbürsten gemäß Herstellervorschrift mit den vorgegebenen Grundierungen und Aufbringmengen beschichtet:

  • System 1 mit 2 x 220 ml/qm
  • System 2 mit 2 x 250 ml/qm
  • System 3 mit 2 x 300 ml/qm

Um vor der Prüfung der rißüberbrückenden Eigenschaften eine Alterung zu simulieren, wurden die Prüfkörper zwei Tage bei Raumtemperatur gelagert, danach noch 28 Tage im Freiluftklima (45° Lagerwinkel). Danach wurden sie zusätzlich unter folgenden Bedingungen konditioniert:

  • 2 h im Wasser bei +20° C
  • 4 h an der Luft bei -20° C
  • 2 h an der Luft bei +20° C
  • l4 h an der Luft bei +60° C.

Danach folgten noch 64 Stunden Lagerung bei +20 0C. Über einen Zeitraum von fünf Wochen sind fünf solcher Zyklen durchgeführt worden.

Die Prüfung der Haftzugfestigkeit zeigt auch, wo die Bruchzonen verlaufen.
Die Prüfung der Haftzugfestigkeit zeigt auch, wo die Bruchzonen verlaufen.

   

Haftzugfestigkeit

Bindemitteltyp*

Temperatur**

Abreißfestigkeit (N/qmm)

Bruchzone/ Bruchbild***

elastifiziertes Reinacrylat

+20° C
-10° C

1,06
1,62

55%A,40%C/D,5%D
60%A,40%D

Siliconharz-Emulsion mit elastifiziertem Reinacrylat

+20° C
-10° C

1,15
1,98

65% A, 20% B/C, 15% C/D
55% A, 30% B/C, 15% C/D

* Das Polyvinylacetat-Copolymer-System wurde nicht berücksichtigt, da solche System an Marktbedeutung verlieren
** Temperatur, bei der die Prüfkörper konditioniert wurden
*** Klassifizierung gemäß DIN ISO 4624
Trennfall A: Kohäsionsbruch im Untergrund (Prüfkörper)
Trennfall B/C: Adhäsionsbruch zwischen Grundierung und Zwischenanstrich
Trennfall C/D: Adhäsionsbruch zwischen Zwischenanstrich und Endbeschichtung
Trennfall D: Kohäsionsbruch in der Schlußbeschichtung

   

Wasserdampfdurchlässigkeit und Wasseraufnahme

Bindemitteltyp

sd-Wert (m)*

w (kg/[qm x sqr(h)])**

sd x w (kg/[m x sqr(h)])***

Polyvinylacetat-
Copolymer

0,60

0,050

0,030

elastifiziertes Reinacrylat

0,31

0,086

0,027

Siliconharz-Emulsion mit elatifiziertem Reinacrylat

0,39

0,049

0,019

* wasserdampfdiffusionsäquivalente Luftschichtdicke
**Wasseraufnahmekoeffizient
***Rechenprodukt zur Bewertung des Regenschutzes

   

<< Zurück zur Übersicht