Dauerhaftigkeitsprognose der Verfugung von gipshaltigem historischem Mauerwerk

Fast jede Erhaltungsmaßnahme an historischem Mauerwerk beinhaltet auch eine Fugensanierung. Der eingebrachte Fugenmörtel übernimmt dabei vor allem den Witterungsschutz der Fassade. Die Dauerhaftigkeit des Mauerwerks kann aber nur dann langfristig gewährleistet werden, wenn der Mörtel und der Stein-Mörtel-Verbund rissfrei bleiben. Gelingt dies nicht, dringt verstärkt Wasser durch die Risse in das Mauerwerk ein, wodurch die Verwitterung des Mauerwerks infolge von Gefügeveränderung und Gefügezerstörung stark beschleunigt wird. Es genügt also nicht, wenn der Verfugmörtel selbst eine gute Witterungbeständigkeit zeigt. Im Hinblick auf die Dauerhaftigkeit stellt die Verbundzone Fugenmörtel/Steinflanke die eigentliche Schwachstelle im Mauerwerk dar. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung von Prognosemodellen, mit denen eine Vorhersage einer eventuellen Rissbildung beliebiger Stein-/Mörtelkombinationen in gipshaltigem Mauerwerk erfolgen soll. Dafür werden bereits vorhandene Dauerhaftigkeitsmodelle besonders im Hinblick auf die Berücksichtigung viskoelastischen Materialverhaltens analysiert. Es wird überprüft, inwieweit die Feuchteabhängigkeit des mechanischen Verhaltens von Mörteln in bestehende Modelle implementierbar ist. Zur Beschreibung des viskoelastischen Verhaltens von Gips und von Gipsmörtel wird ein umfangreiches Versuchsprogramm durchgeführt. Der Fokus liegt dabei einerseits auf der Erforschung des Druck- und Zugkriechverhaltens, andererseits auf der Formulierung des Feuchteeinflusses auf dieses Verhalten. Aus den Versuchsergebnissen wird ein feuchteabhängiges Kriechmodell für Gips und Gipsmörtel abgeleitet. Mit diesen Erkenntnissen wird ein Ingenieurmodell erstellt. Die Materialparameter werden in einer mit dem Modell gekoppelten Datenbank zusammengestellt. Als Resultat wird ein einfaches praxistaugliches Instrument zur Verfügung gestellt, mit dem eine qualitative Abschätzung der Rissbildung und damit der Dauerhaftigkeit möglich ist. Für genauere Analysen möglicher Rissursachen wird ein komplexeres numerisches Modell entwickelt, welches gekoppelte Feuchte- und Wärmetransporte und die ausgeprägte Feuchteabhängigkeit des Verformungsverhaltens von Gipsmörteln berücksichtigt.