Kalksandstein

Die industriell gefertigten Steine sind durch ihre helle bis weiße Oberfläche leicht zu erkennen. Die massiven Steine mit dem hohen Gewicht können für tragendes wie auch nichttragendes Mauerwerk verwendet werden. Kalksandsteine besitzen aufgrund ihrer hohen Dichte einen guten Schalldämmwert, ebenso hochwertig sind Brand-, Schall- und Wärmeschutz. Insbesondere der sommerliche Wärmeschutz ist durch die Speicherfähigkeit des Steins sehr gut, für den winterlichen Wärmeschutz werden die Außenwände mit einer zusätzlichen Wärmedämmschicht versehen.

Kalksandsteine sind in vielen verschiedenen Formaten erhältlich, die sich als Vielfaches des sogenannten Dünnformats (52 x 115 x 240 mm) gut kombinieren lassen. Durch die hohe Dichte genügen bereits 11,5 cm Wandstärke für eine tragende Wand. Ebenso sind Systeme erhältlich, die per Nut und Feder oder als großformatige Platten besonders effektiv verbaut werden. Durch ihre Frostbeständigkeit eignen sich Kalksandsteine als Vollsteine auch als Vormauersteine oder Verblender.

Kalksandsteine sind Mauersteine, die aus den natürlichen Rohstoffen Kalk, kieselsäurehaltigen Zuschlägen (Sand) und Wasser hergestellt, nach intensivem Mischen verdichtet, geformt und unter Dampfdruck gehärtet werden. Für die Erzeugung des Dampfdrucks und die Herstellung des Kalks wird die meiste Energie benötigt, weitere Emissionen fallen nicht an. Kalksandsteine werden für tragendes und nicht tragendes Mauerwerk vorwiegend für die Erstellung von Außen- und Innenwänden verwendet. Die wesentlichen Stationen der KS-Produktion sind in der Zeichnung zu sehen.

Die wesentlichen Stationen der Kalksandstein-Produktion
Quelle: © www.kalksandstein.de

1. Kalk und Sand aus den heimischen Abbaustätten werden im Werk in Silos gelagert. Die Rohstoffe werden im Mischungsverhältnis Kalk: Sand = 1 : 12 nach Gewicht dosiert, intensiv miteinander gemischt und über eine Förderanlage in Reaktoren geleitet.

2. Hier löscht der Brannkalk unter Zugabe von Wasser zu Kalkhydrat ab. Gegebenenfalls wird das Mischgut dann im Nachmischer auf Pressfeuchte gebracht.

3. Mit vollautomatisch arbeitenden Pressen werden die Steinrohlinge geformt und auf Härtewagen gestapelt.

4. Es folgt dann das Härten der Rohlinge unter geringem Energieaufwand bei Temperaturen von ca. 200 °C unter Wasserdampf-Sättigungsdruck, je nach Steinformat etwa vier bis zwölf Stunden. Der Vorgang ist von der Natur abgeschaut. Beim Härtevorgang wird durch die heiße Wasserdampfatmosphäre Kieselsäure von der Oberfläche der Quarzsandkörner angelöst. Die Kieselsäure bildet mit dem Bindemittel Kalkhydrat kristalline Bindemittelphasen – die CSH-Phasen –, die auf die Sandkörner aufwachsen und diese fest miteinander verzahnen. Die beim Herstellungsprozess gebildeten Strukturen aus Kalk, Sand und Wasser sind dafür verantwortlich, dass der Kalksandstein ein festes Gefüge hat. Es entstehen keine Schadstoffe.

5. Nach dem Härten und Abkühlen sind die Kalksandsteine gebrauchsfertig, eine werkseitige Vorlagerung ist nicht erforderlich.

Das Härten der Rohlinge erfolgt im Dampf-Härtekessel
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• Vollsteine (KS)
• Lochsteine (KS L)
• Plansteine mit Lochanteil
• Plansteine mit Lochanteil
• Blocksteine (KS R)
• Fasensteine (KS F)
• Vormauersteine (KS VM)
• Verblender (KS VB)

Kalksandsteine werden in verschiedenen Eigenschaften für unterschiedliche Anwendungsbereiche angeboten. Bei der Unterscheidung der Steinarten sind verschiedene Kriterien zu unterscheiden:

• Lochanteil bezogen auf die Lagerfläche (Vollsteine/Lochsteine)
• Stegdickensumme (Lochsteine)
• Anordnung und Ausbildung von Griffhilfen, Grifflöchern und Hantierlöchern
• Anordnung und Ausgestaltung von Lochbildern (Lochreihenanzahl, Stegdicken, Lochdurchmesser)
• Stoßfugenausbildung (Nut-Feder-System)
• Kantenausbildung (Fasensteine)

Wichtige Steinarten und Bezeichnungen
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Beispiele von Kalksandstein-Steinen zur Verarbeitung mit Normalmörtel
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Beispiele von Kalksandstein-Plansteinen zur Verarbeitung von Dünnbettmörtel
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Beispiele von Kalksandstein XL-Rasterelementen zur Verarbeitung mit Dünnbettmörtel
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Beispiele von Kalksandstein XL-Planelementen zur Verarbeitung mit Dünnbettmörtel
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Die Bezeichnung der Kalksandsteine erfolgt nach DIN 20000-402. Sie setzt sich zusammen aus

• der Steinsorte,
• der DIN-Hauptnummer,
• der Steinart,
• der Steindruckfestigkeitsklasse,
• der Steinrohdichteklasse und
• dem Format-Kurzzeichen.
• Ab dem Format 4 DF ist zusätzlich die Wanddicke anzugeben.

Anstelle des Format-Kurzzeichens dürfen auch die Maße in der Reihenfolge Länge/Breite/Höhe angegeben werden. Die Breite entspricht der Wanddicke.

Bedeutung der Kurzzeichen
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Durch seine helle Farbe ist Kalksandstein anfälliger für Verschmutzungen als zum Beispiel Mauerziegel. Insbesondere bei Sichtmauerwerk empfehlen sich ein Schutz der Oberflächen während der Bauphase sowie eine Imprägnierung zum Schutz vor weiteren Verunreinigungen. Kalksandstein reagiert empfindlich auf Säuren und darf nicht mit stark säurehaltigen Reinigungsmitteln behandelt werden.

Durch seine hohe Dichte wird für eine ausreichende Wärmedämmung Kalksandstein mit zusätzlicher Dämmschicht aufgebaut. Dadurch werden die guten Eigenschaften des Materials (guter Schallschutz, hohe Tragfähigkeit) genutzt, dennoch bleiben die Wandstärken wirtschaftlich und gehen nicht zulasten der Wohnfläche. Kalksandstein kann als ein- oder zweischalige Wand in verschiedenen Varianten ausgeführt werden.

Wo hohe Tragfähigkeit, guter Schallschutz sowie ausgezeichneter Brandschutz erforderlich sind, ist Kalksandstein als Massivbaustoff die ideale Wahl. Bereits mit geringen Wandstärken wird eine hohe Tragfähigkeit erreicht, das Material ist langlebig und unempfindlich gegen Witterungseinflüsse. Kalksandstein eignet sich für den Ein- und Mehrfamilienhausbau.

Über- oder Unterschreitungen sind nur bis zu 0,1 kg/ dm³ zulässig. Quelle: Kalksandstein Handbuch

Die Entwicklungen der Kalksandsteinindustrie haben den Mauerwerksbau in den letzten Jahrzehnten wesentlich vorangetrieben durch:

• Optimierung der Griffhilfen von Steinen zur Handvermauerung

• Mauerwerk ohne Stoßfugenvermörtelung (Steine mit Nut-Feder-System)

• Mörtelauftrag mit dem Mörtelschlitten

• Plansteinmauerwerk (KS-Plansteine bzw. großformatige Kalksandstein (KS XL)) durch Verwendung von Dünnbettmörtel

• Großformatige Mauersteine (KS XL) für das Vermauern mit Versetzgerät

Mauerwerkskonstruktionen sind damit weiterhin nicht nur wettbewerbsfähig, sondern im Regelfall die günstigste Ausführungsvariante.

Konventionell wird im Mauerwerksbau mit dem Planungsraster der DIN 4172 „Maßordnung im Hochbau“ geplant. Darin wird unterschieden in „Bauweise mit Fuge“ und „Bauweise ohne Fuge“. Das Grundraster der Planung (Richtmaß) beruht auf dem oktametrischen System, in dem sich alle Maße als Vielfaches von 12,5 cm nachbilden lassen. Das 12,5 cm-Raster wird auch als Oktametermaß oder Achtelmeter(1 am = 1/8 m = 12,5 cm) bezeichnet.

Richtmaße und Nennmaß für Bauweise mit Fuge
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Bei Mauerwerk mit Stoßfugenvermörtelung (Stoßfugenbreite = 1 cm) weichen die Nennmaße für Außenmaß, Anbaumaß und lichtes Maß um 1 cm vom Rohbau-Richtmaß ab.

Verblendmauerwerk für 1 cm dicke Stossfugen
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Auch bei Mauerwerk ohne Stoßfugenvermörtelung (Steine mit Nut-Feder-System) entsprechen die Steine dem Rohbau-Richtmaß.

Die Steinlängen der Kalksandsteine mit Nut-Feder-System sind um 2 mm kürzer als das Rohbau-Richtmaß (z. B. 500 mm – 2 mm =498 mm). Die Steinlänge ist dabei von Nut bis Feder gemessen. Die Sollfugenbreite von Steinen mit Nut-Feder-System beträgt 2 mm. Das Maß des Nut-Feder-Systems ist abhängig von der Mauersteinsorte, siehe Bild . Das Maß des Nut-Feder-Systems – Länge der Feder bzw. Tiefe der Nut – ist für die Ermittlung der Maße (Außenmaß, Anbaumaß, Innenmaß) von großer Bedeutung.

Maurerfibel
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Grundlage für alle Maße ist das Rohbau Richtmaß (n 12,5 cm). Außenmaße sind z. B. Pfeilerlänge, Gebäudelänge, Gebäudebreite.

Anbaumaße sind z. B. Längen von Vorlagen oder Vorsprüngen.

Innenmaße, auch als lichte Maße bezeichnet, sind z. B. Öffnungsmaße von Fenstern und Türen.

Mauerwerk besteht aus zwei verschiedenen Baustoffen – aus Steinen und Mörtel. Die im Werk hergestellten Steine werden auf der Baustelle mit Mörtel vermauert. Sowohl die Steine als auch der Mörtel können in Ihren Eigenschaften sehr unterschiedlich sein. Für die sachgemäße Planung und Ausführung ist die Einhaltung der Anwendungsnorm EC 6 „Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten“ mit ihren Nationalen Anhängen (DIN EN 1996) zu beachten. Diese Norm ist für Planer und Ausführende von grundlegender Bedeutung. Im weiteren Teil der KS-Maurerfibel wird vorrangig auf die Auswirkungen für den Ausführenden, den Maurer, eingegangen.

Wesentliches Merkmal von Mauerwerk ist die Vermauerung im Verband. Das bedeutet, dass die Stoß- und Längsfugen übereinander liegender Schichten versetzt sein müssen. Für das Tragverhalten des Mauerwerks ist dies von entscheidender Bedeutung. Nach DIN EN 1996-1-1 gelten folgende Überbindemaße

Überbindemaße in Abhängigkeit zur Steinhöhe
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INFO
Für die optimale Lastverteilung im Mauerwerk ist die halbsteinige Überbindung günstig (lol = 0,5 · Steinlänge). Das Überbindemaß sollte so groß wie möglich sein.

Das Mauern bei Frost bedarf nach DIN 18330, Abschnitt 3.1.2 grundsätzlich der Zustimmung des Auftraggebers. Auch in DIN EN 1996-2/NA wird darauf verwiesen, dass bei Frost nur unter besonderen Schutzmaßnahmen gearbeitet werden darf:

• Der Einsatz von Frostschutzmitteln ist nicht zulässig.
• Gefrorene Baustoffe dürfen nicht verwendet werden.

Bei gefrorenen Steinen kann der Haftverbund zum Mörtel erheblich gestört und das Aushärten des Mörtels verhindert oder beeinträchtigt werden. Das Messen der Luft oder Oberflächentemperaturen ist zwar ein wichtiger Anhaltspunkt, hat jedoch als Grundlage für die Einstufung „Frost“ nur beschränkte Bedeutung. Bei lang andauernder Frostphase sind deshalb die ersten frostfreien Tage für das Weitermauern nicht geeignet.

Lagern von Stein und Mörtel
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Frisches Mauerwerk ist von Regen und Frost zu schützen
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Starke Hitze führt zu einer schnellen Verdunstung des Anmachwassers, das im frisch verarbeiteten Mörtel enthalten ist. Die Verdunstung kann durch Wind noch beschleunigt werden. Liegen diese Bedingungen längere Zeit vor, kann das dazu führen, dass nicht mehr ausreichend Wasser für den Erhärtungsprozess des Mörtels vorhanden ist und die erforderliche Festigkeit des Mörtels sowie die feste Verbindung des Mörtels mit dem Stein nicht erreicht werden. Sehr trockene Steine können dem Mörtel auch Teile des Anmachwassers entziehen. Für das Mauern mit Mauermörtel wird unter den beschriebenen Bedingungen empfohlen, sehr trockene Mauersteine zeitig vor dem Mauern gründlich vorzunässen und die frisch erstellten Wände durch Abdecken mit Folien vor zu schnellem Austrocknen zu schützen.

Die Bestimmungen über die Mörtelbestandteile, die Mörtelzusammensetzung sowie die Anforderung an Mauermörtel sind in der europäischen Produktnorm DIN EN 998-2 [1] enthalten. Die in DIN EN 998-2 gestellten Anforderungen an Mauermörtel umfassen aber nicht alle Anforderungen, die in Deutschland an Mauermörtel gestellt werden. Damit Planer und Verarbeiter mit Mauermörtel nach DIN EN 998-2 Mauerwerk herstellen können, sind auch die Anforderungen in DIN V 18580 einzuhalten.

Mörtelbedarf
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Dünnbettmörtelbedarf
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Die Mörtelarten nach DIN V 18580/DIN EN 998-2 werden nach ihren jeweiligen Eigenschaften und/oder dem Verwendungszweck unterschieden in:

• Dünnbettmörtel (DM)
• Normalmauermörtel (NM)

Die Unterscheidung in Mörtelgruppen, wie sie nach DIN EN 1996/NA üblich ist, erfolgt in erster Linie durch ihre Festigkeit. Bei Leichtmauermörtel wird auch nach Wärmeleitfähigkeiten differenziert. Mörtelart und Mörtelgruppe werden für die Wände eines Gebäudes nach den jeweiligen Erfordernissen ausgewählt. Grundsätzlich können in einem Gebäude oder einem Geschoss verschiedene Mörtel verarbeitet werden. Aus wirtschaftlicher Sicht ist die Beschränkung auf einen Mörtel sinnvoll.

INFO
Bei Verwendung unterschiedlicher Mörtel auf einer Baustelle muss ausgeschlossen werden, dass diese verwechselt werden können.

Dünnbettmörtel wird als Werk-Trockenmörtel hergestellt. Er ist für Plansteinmauerwerk mit Fugendicken von 1 bis 3 mm geeignet. Die Sollhöhe der Plansteine (123 mm, 248 mm, 498 mm, 623 mm) entspricht dem Baurichtmaß (Vielfaches von 12,5 cm) zuzüglich 2 mm Lagerfugendicke.

Anmischen von Dünnbettmörtel
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Da nachträgliche Korrekturen (z.B. Ankeilen) zur Zerstörung des Haftverbundes führen können, ist darauf zu achten, dass die Kimmschichten exakt angelegt werden. Das Legen in Waage (ins Wasser) ist sowohl in Wandlängsrichtung als auch in Wandquerrichtung zu kontrollieren.

Kontrolle der Ebenheit der Wandlängsrichtung
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Die Kalksandsteinindustrie empfiehlt, bei der Herstellung von Planstein-Mauerwerk Dünnbettmörtel mit Zertifikat zu verwenden. Die vom Dünnbettmörtel-Hersteller empfohlene Zahnschiene, üblicherweise auf dem Mörtelsack abgebildet, ist zu verwenden.

Der Dünnbettmörtel wird mit dem Mörtelschlitten und der vom Dünnbettmörtel-Hersteller empfohlenen Zahnschiene aufgetrgen
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Die Trockenrohdichte von Normalmauermörteln beträgt mindestens 1.500 kg/m³. In Abhängigkeit von der Druck- und der Haftscherfestigkeit werden Normalmörtel in Mörtelgruppen bzw. Mörtelklassen unterschieden. Normalmauermörtel wird aus Gründen der Wirtschaftlichkeit im Regelfall als Werkmörtel (Trocken- oder Frischmörtel) verarbeitet. NM I ist nicht als Mauermörtel verwendbar.

Verarbeitung von Normalmauermörtel
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Bezeichnungen von Normalmauermörtel nach DIN EN 998-2 und zusätzliche Anforderungen nach DIN V 18580

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Ausführung von Mörtelfugen für Sichtmauerwerk

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Das Anlegen und Mauern der Kimmschichten Das Aufmauern der Wände aus Plansteinen und KS XL beginnt grundsätzlich mit einer Ausgleichsschicht aus Normalmauermörtel der Mörtelgruppe III (zügig abbindender Zementmörtel), Dicke d = 1 bis 3 cm. Die üblichen Putz- und Mauermörtel sind von der Sieblinie und dem Anbindeverhalten nicht zu empfehlen. Die Mörtelindustrie bietet spezielle Anlegemörtel für KS-Mauerwerk an. Die Ausgleichsschicht dient dem Höhenausgleich der Wand, der Herstellung eines planebenen Niveaus in Längs- und Querrichtung und dem Ausgleich von Unebenheiten in der Betondecke. Das genaue Anlegen der Ausgleichsschicht ist insbesondere bei Mauerwerk mit Dünnbettmörtel wichtig. Die Ausgleichsschicht muss vor dem Weitermauern ausreichend erhärtet sein.

Mörtel auf die Betonsohle auftragen
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Kimmschicht ins Mörtelbett verlegen
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Kimmsteine in Querrichtung ausrichten
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Kimmstein in Längsausrichtung ausrichten
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INFO
Es empfiehlt sich, die Kimmschichten mindestens einen Tag vor dem Aufmauern des restlichen Mauerwerks anzulegen.

Bei Großobjekten bietet sich sogar der Einsatzspezialisierter Teams für das Anlegen der Kimmschicht an. Empfehlungen für das Anlegen der Kimmschicht: - Verwendung von Mauermörteln der Mörtelgruppe mIII (höhere Anfangsfestigkeit) - Dicke des Anlegemörtels max. 3 cm - Die Kimmschicht ist sorgfältig anzulegen; Kontrolle der Ebenheit in Längs und Querrichtung - In den Kimmschichten ggf. erforderliche Lücken zum Verfahren der Versetzgeräte lassen - Anlegen der Kimmschichten ca. 1 Tag vor dem Aufmauern der Wandscheiben

Der Mörtel wird zweckmäßigerweise mit dem Mörtelschlitten aufgetragen, das Mauerwerk ist ggf. abzufegen und vorzunässen. Mörtelschlitten lassen sich für Normalmauer- und Dünnbettmörtel in der gewünschten Fugendicke genau einstellen, sorgen für einen gleichmäßigen Mörtelauftrag und reduzieren Mörtelverluste. Für Mauerwerk in Normalmauermörtel oder bei Mörtel für Verblendschalen beträgt die Mörtelfugendicke in der Regel 12 mm. Bei Mauerwerk in Dünnbettmörtel beträgt die fertige, mittlere Fugendicke 2 mm. Um dies zu erreichen, ist ein Auftrag von 3 bis 4 mm notwendig.

Der Dünnbettmörtelauftrag erfolgt einfach und schnell mit dem Mörtelschlitten
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INFO
Der Einsatz des Mörtelschlittens sichert eine gleichmäßige und vollflächige Mörtelschicht, spart Zeit und reduziert die Mörtelverluste

Bei den in der Mauerwerksnorm (DIN EN1996/NA) genannten stumpfen Anschlüssen von Wänden mittels Stumpfstoßtechnik ist die Anschlussfuge vollfugig zu vermörteln, z. B. mit 1 bis 3 mm Dünnbettmörtel oder bis ca. 2 cm Normalmauermörtel. Dies ist insbesondere für den Schallschutz von Bedeutung. Beim Mauerwerk ohne Stoßfugenvermörtelung werden Kalksandsteine mit Nut-Feder-System auf der mit Mörtel vorher aufgezogenen Lagerfuge knirsch aneinander gereiht. Das Mauerwerk ist bereits in der Rohbauphase optisch dicht. Die in DIN EN 1996/NA maximal zulässigen offenen Stoß-fugenbreiten von 5 mm sind mit den planebenen KS -R P-Steinen und KS XL problemlos einzuhalten. Vereinzelt auftretende Stoßfugen > 5 mm sind beim Aufmauern, spätestens aber vor dem Putzauftrag mit Mauermörtel zu schließen. Fugen zum Toleranzausgleich im Bereich des Stumpfstoßanschlusses sind ungünstig. Es empfiehlt sich, die Versetzreihenfolge einzuhalten. Die korrekte Ausführung des Stumpfstoßes ist damit problemlos möglich.

Eine evtl. erforderliche Toleranzfuge wird am zuletzt zu versetzenden Stein ausgeführt.

Eine evtl. erforderliche Toleranzfuge wird am zuletzt zu versetzenden Stein ausgeführt
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Mörtel der Anschlussfuge mit der Stoßfugenkelle sowohl auf die Wand als auch auf die KS XL Stirnseite auftragen, dann das KS XL-Element versetzen und dabei fest an die vorhandene Wand andrücken.

Mörtel Anschlussfuge
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Mauerwerk wird grundsätzlich im Verband erstellt. Dies bedeutet, dass die Steine unter Einhaltung des Überbindemaßes versetzt werden. Besonders zu empfehlen ist die größtmögliche Überbindung, die auch mittige Überbindung (Halbsteinverband) genannt wird. Es wird unterschieden zwischen zwei Arten von Mauerwerk: -Einsteinmauerwerk – eine Steinreihe pro Schicht. Die Wanddicke entspricht der Steinbreite oder der Steinlänge. -Verbandsmauerwerk – zwei oder mehr Steinreihen in jeder oder in jeder zweiten Schicht. Beim Einsteinmauerwerk ist die Einhaltung des Überbindemaßes nur in Wandlängsrichtung zu beachten. Beim Verbandsmauerwerk muss zusätzlich das Überbindemaß auch in Wandquerrichtung (Wanddicke) eingehalten werden.

INFO
Die Bezeichnung „Verbandsmauerwerk“ wird in der Praxis oft mit der Einhaltung der Verbandregeln, der Überbindemaße, verwechselt. Mauerwerk ist grundsätzlich im Verband unter Einhaltung der Überbindemaße zu erstellen.

Überbindemaß lol in Abhängigkeit von der Steinhöhe
Überbindemaß in Abhängigkeit von der Steinhöhe
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a) Regelüberbindemaße lol nach DIN EN 1996-1-1/NA und b) Mindestüberbindemaße bei KS XL
a) Regelüberbindmaße und b) Mindestüberbindemaße
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Beispiele für Verbandsmauerwerk aus 2 DF-Steinen
Beispiele für Verbandsmauerwerk aus 2 DF-Steinen
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Ecke von 11,5 cm dicken Wänden aus 2 DF-Steinen
Ecke von 11,5 cm dicken Wänden aus 2DF-Steinen
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Verschiedene Zierverbände für Sicht- und Verblendmauerwerk

Für ein- und zweischaliges Verblendmauerwerk werden Zierverbände verwendet. Der Formenvielfalt ist bei den Zierverbänden mit seinen wechselnden Läufer- und Binderschichten kaum eine Grenze gesetzt. Die Überbindung soll mindestens 5,2 cm (½ am) oder 11,5 cm (1 am) betragen. Die Stoßfugen müssen lotrecht übereinander und genau mittig über, unter oder zwischen den Köpfen liegen. Sauberes, sorgfältiges Vermauern und Verfugen sind die entscheidenden Punkte für die Wirkung der Zierverbände.

Für Verbandsmauerwerk kommen in der Regel Kreuzverband oder Blockverband zum Einsatz.

Beispiele für verschiedene Verbände

Quelle: © www.kalksandstein.de

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Lehrfilm Kalksandstein