Richtwerte der Biegezugfestigkeitvon Mauerwerk als Beitrag zurBaukostendämpfung

F 2042

Fraunhofer IRB Verlag

Bauforschung

Bei dieser Veröffentlichung handelt es sich um die Kopie des Abschlußberichtes einer vom Bundesmini sterium für Verkehr, Bau- und Wohnungswesen -BMVBW- geför-derten Forschungsarbeit. Die in dieser Forschungsarbeit enthaltenen Darstellungen und Empfehlungen geben die fachlichen Auffassungen der Verfasser wieder. Diese werden hier unverändert wiedergegeben, sie geben nicht unbedingt die Meinung des Zuwendungsgebers oder des Herausgebers wieder.

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Staatlich anerkannte Material-Prüfstelleund Emissions -Meßstelle

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Institut fürZiegel-forschung

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SCHLUSSBERICHT

zum Forschungsantrag BI 6 — 80 01 84 — 10

" Richtwerte der Biegezugfestigkeit von

Mauerwerk als Beitrag zur Baukostendämpfung"

TeilL LITERATURRECHERCHE

Dcr Bundesminister tiir Wohnungsbau

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Nr.

Auftraggeber: Bundesministerium für Raum-ordnung, Bauwesen und Städtebau

Bankkonto: Dresdner Bank Essen Ni. 402968900 (BLZ: 36080080) Postscheckkonto Essen Ni. 105530-431

-2-

Seite

1.) Inhaltsverzeichnis 2

2.) Veranlassung und Zielsetzung 3

3.) Allgemeine Literatursichtung überBiegezugfestigkeiten

a) Literatur aus der Fachpresse 4 - 12

Forschungsberichte etc.

b) Literatur aus den 5. 6. und 7. 13 - 17

Mauerwerkskonferenzen

4.) Versuchseinrichtungen,Prüfkörper etc. 18 - 21

5.) Angaben und Diskussion über die erzielten 22 - 24Prüfergebnisse

6.) Vergleiche der internationalen Normen-und Normenentwürfe

25 - 26

7.) Versuchsprogramm Biegezugfestigkeit 27Tastversuche

8.) Zusammenfassung 28 - 29

9.) Literaturverzeichnis 30 m 32

10.) Anhang 1 - 8 33 folgende

-3-

2. Veranlassung und Zielsetzung

Die optimale Bemessung der Mauerwerkskonstruktion auf Horizon-

talbeanspruchung ist in mordernen Baukonstruktionen, wie Zwei-

schalenwänden, Zwischenwänden, Kellerwandkonstruktionen u.s.w.

eine wichtige Voraussetzung, um wirtschaftlich Mauerwerk als

Konstruktionsmaterial einsetzen zu können. Leider ist dieses

Gebiet vernachlässigt worden.

Im Ausland hat man sich schon seit mehreren Jahren mit der

Erforschung der Biegezugfähigkeit von unbewehrtem Mauerwerk

befaßt. Durch eine Literaturrecherche sollen in dem Vorhaben

alle zugänglichen Daten auf diesem Gebiet zusammengestellt

und ausgewertet werden. Dabei sollten die vorliegenden Ver-

öffentlichungen auf geeignete Prüfmethoden für die Ermittlung

der Biegezugfestigkeit parallel und senkrecht zur Lagerfuge

untersucht werden. Speziell ist zu achten auf die zweckmäßig-

sten Prüfbedingungen und Prüfkörperabmessungen. Die Ergebnisse

aus der erfaßten Literatur sollen unter Berücksichtigung Mörtel,

Steinart und Belastung verglichen werden.

Die internationalen Normenbestimmungen, soweit vorhanden, sollen

auch den recherchierten Prüfergebnissen gegenübergestellt wer-

den. Es ist ferner vorgesehen, die in der Literaturrecherche

gefundenen Ergebnisse zu verwerten, indem man ein Prüfprogramm

für kleinere Tastversuche aufstellt.

In diese Tastversuche sollen die gewonnenen Kenntnisse hinsicht-

lich Prüfmethode, Prüfkörperabmessungen, Herstellungsbedingungen

für die Prüfkörper und Prüfungsdurchführung mit einfließen.

-4-

3.Allgemeine Literatursichtung über Biegezugfestigkeiten

a) Literatur aus der Fachpresse, Forschungsberichte etc.

Eine der ersten Methoden zur Berechnung von horizontal be-

lastetem Mauerwerk wurde von Bradshav und Entwisle (1) ent-

wickelt. Diese Methode gibt eine Annäherung zur Berechnung

von Wandscheiben, die durch Windlast beansprucht werden und

beruht in keinster Weise auf einer genauen Spannungsanalyse.

Man hat festgestellt, daß Ziegelmauerwerk eine Biegezugspannung

von 0,071 N/mm 2 aufnehmen kann. Zusätzlich wird mit einer Nor-

malspannung in halber Wandhöhe von 0,035 N/mm 2 gerechnet, was

eine zulässige Biegezugspannung von 0,106 N/mm 2 ergibt. Diese

Biegezugspannung gilt senkrecht zu den Lagerfugen. Aufgrund

dieser Spannung und verschiedener Schlankheitskriterien werden

die Momentkoeffizienten bestimmt und die Bemessung aus Diagramm-

en vorgenommen.

In dieser Bemessungsmethode ist nicht berücksichtigt worden,

daß die Biegesteifigkeit parallel und senkrecht zu den Lager-

fugen verschieden ist.

In (2) hat A. Hallquist den Versuch unternommen, mit Hilfe

geschoßhoher Wandprüfkörper die aufnehmbare Biegezugspannung

in horizontaler und senkrechter Richtung zu den Lagerfugen

zu bestimmen. Es wurden bei dieser Versuchsreihe 3 verschiedene

Ziegelsorten benutzt. Die Ziegelformate hatten laut norwegischer

Standard folgende Maße: 1= 22,8 cm, b = 10,8 cm h= 6,2 cm.

Die Ziegel wurden wie folgt unterschieden:

A. Ziegel mit grosser Ausblühneigung

B. Normgerechter Ziegel hinsichtlich Abmessungen(Normenziegel)

E. Klinkerware(grössere Maßabweichungen, nicht normgerecht).

-5-

Als einleitende Versuche wurden vorerst kleine Prüfkörper unter-

sucht,die in Anhang 2 dargestellt sind. Die Prüfkörper, bei

denen die Biegezugfestigkeit in den Lagerfugen untersucht wurde,

bestehen aus 10 aneinandergemauerten Ziegeln mit 15 mm Fugen-

dicke. Die Länge der Versuchskörper betrug 75 cm. Bei Typ A

war die Haftfestigkeit Mörtel/Stein aufgrund der Ausblühsalze

so schlecht, daß die Probekörper beim Auflegen auf den Prüfstand.

auseinanderfielen.

Es wurde der Mörteltyp (KC 35/65) (1:1:8) Zement-Kalk-Sand

verwendet.

Die Prüfkörper für die Bestimmung der Biegezugfestigkeit senk-

recht zu den Lagerfugen bestehen aus 4 Schichten von je 3

Ziegeln. Die Ergebnisse für die Biegezugfestigkeit ergeben

sich zu 0,23 N/mm 2 im Mittel für Steintyp B (Streubereich

0,215 - 0,245 N/mm2).

Für Typ E waren die Zahlen '13, Mittel== 0 738 N/mm 2 (Streubereich

0,579 - 0,96 N/mm2).

Die Biegezugfestigkeit parallel zu den Lagerfugen betrug für

Steintyp A: 1,114 N/mm 2 , Streubereich: 0,81 - 2,18 N/mm2,

Für Steintyp B 2,41 N/mm 2 , Streubereich: 1,89 - 3,14 N/mm2.

Typ E wurde leider nicht geprüft.

Die Haftfestigkeit Mörtel/Ziegel wurde mit Hilfe der "Kreuzzug-

probe" (ASTM) untersucht, dabei betrug die Haftfestigkeit für

Typ A nur 0,13 N/mm 2 (Ausblühneigung), während für Typ B die

Haftfestigkeit bei 0,233 N/mm 2 lag.

In (3) war Zweck der Untersuchung, die Ermittlung der Biegezug-

festigkeit senkrecht zu den Lagerfugen für verschiedene Ziegel-

fabrikate (Norwegisches Normalformat).

Dabei handelte es sich um Ziegel mit variierender Festigkeit

und E-Modul. Als Mörtel wurde der Typ KC 20/80 (2:1:8) verwen-

det. Die Prüfkörper bestanden aus 11 Schichten Ziegeln mit

einer Breite von 2 Ziegeln im Verband gemauert (siehe Anhang

2).

Die Fugendicke betrug 13 mm.

-6-

Die Ergbnisse zeigen, daß für Lochziegel (Lochanteil 20-25%)

Schwankungen der Festigkeit und Saugfähigkeit zwischen

0,46 N/mm 2 (stark saugend) bis 1,16 N/mm 2 (wenig saugend)

bestehen. Für Vollziegel mittlerer Saugfähigkeit wurdeb

zu 0,54 N/mm 2 ermittelt.

Die unter (1) (2) und (3) erzielten Ergebnisse haben u.a. dazu

geführt, daß in der norwegischen. Berechnungsnorm NS 3075

(4) von 1981 Werte für Biegezugspannungen angegeben sind.

(siehe Anhang 1).

In Dänemark sind die Prüfkörper für die Biegezugermittlung

normenmäßig festgelegt. (DS 438.15) (5). Die Abmessungen gehen

aus Anhang 2 hervor.

In DS 438.3 (6) sind die Prüfkörper für Blockmauerwerk festge-

legt. In (7) werden die Ergebnisse einer Biegezuguntersuchung

nach der vorhergenannten dänischen Norm wiedergegeben.

Die Werte gehen aus Tabelle 2 hervor.

Die dänischen Normenmethoden entsprechen im großen und ganzen

den vorgeschlagenen Wallette-Prüfkörpern. Die Prüfkörper für

die Ermittlung von Biegezugspannungen senkrecht zu den Lager-

fugen sind 10 Schichten lang und 2 Steine breit. (1/2-Stein

Verband) Die entsprechenden Prüfkörper für die Ermittlung

von Biegezugspannungen parallel zu den Lagerfugen sind 4 1/4

Stein lang und 4 Schichten breit (1/4-Stein-Verband). Die Prüf-

körper werden unter folgenden Lagerungsbedingungen aufbewahrt:

Temperatur 20°C, mind. 40% Luftfeuchte.

Prüftag: 28 + ./. 1 Tag nach Herstellung. Der Prüfkörper wird

im Prüfstand auf 2 Schichten Polytetrafluorethylen (PTEE) aufge-

lagert. Die Lasten werden als Linienlasten aufgetragen, die

sowohl in waagerechtem als auch in senkrechtem Plan drehbar

sind.

-I-

Die Lastauftragung beträgt 0,04 MPa bzw.. 0,1 MPa pro Minute.

Die Biegezugfestigkeit wird parallel zu den Lagerfugen nach

folgender Formel bestimmt:

f pa = T•a _ 3F•ci _61_ .1.12 it2

Für die Biegezugfestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen gelten:

• 3FbF• ti-senkrecht"

=h h•t2

wobei F = Bruchlast

1 = Länge des Prüfkörpers

h = Höhe des Prüfkörpers

t = Dicke des Prüfkörpers

bedeuten, a und b sind Momenthebelarme (siehe Fig. 1 und 2

(Anlage 2).

Diese präzise Beschreibung der Lagerungsbedingugnen und Prüf-

körperabmessungen sollte unbedingt allgemein in die Normen

aufgenommen werden, um Streuungen in den Ergebnissen zu vermei-

den.

Die Ergebnisse in Tabelle 2 zeigen eine mittlere Biegezugfestig-

keit von 0,42 N/mm 2 senkrecht zur Lagerfuge und 1,87 N/mm2

parallel zu der Lagerfuge.

Durch Variation des Zuschlagstoffes unter Berücksichtigung

der Forderungen der Grenzsieblinien der dänischen Norm ergaben

sich für die Biegezugfestigkeit erstaunlicherweise kleinere

Biegezugfestigkeiten, die im Mittel von 3 Prüfungen bei

0,36 N/mm 2 und 1,21 N/mm 2 lagen.

Die dänische Norm DS 438,3 (6) schreibt, wie erwähnt, die Prüf-

ungsbestimmungen der Biegezugfestigkeit von Blockmauerwerk

vor. Die Prüfungsabmessungen gehen aus Anlage 2 hervor. Die

Biegezugfestigkeit parallel zur Lagerfuge (a) und senkrecht

zur Lagerfuge (b) geht aus folgender Formel hervor. (Die Ab-

messungen können aus Anhang 2 entnommen werden._

F 1 h(a) G t 7-27

- 1 t2

3F.h

41t2

F 1

(b) G • • • h 3F• t senkrecht -

-6-• h • t 241-1° t2

-8-

Besonders bei 2-geschossigen Bauwerken mit geringeren Vertikal-

lasten entstehen die ungünstigsten Horizontallastbeanspruchun-

gen. In einem Forschungsvorhaben (8) wurde dieser Einfluß mit

Hilfe einer modellmäßig aufgebauten Laborwand in naturgetreuem

Maßstab untersucht.

Die Laborwand hatte folgende Abmessungen: Die totale Höhe be-

trug 495 cm, die Breite 182,9 cm. Als Ziegel wurde ein Fletton-

brick (10,25 cm breit) verwendet. Die Wand bestand aus 63

Schichten Ziegeln. Zwischen der 33 und 34 Schicht wurde eine

Decke eingehängt. Bei relativ kleiner Vertikalbeanspruchung,

die ungefähr den Decken- und Drucklasten eines 2-geschossigen

Hauses entspricht, wurde eine Biegezugbeanspruchung bei Bruch-

belastung von 0,43 N/mm 2 und in den unteren Stockwerken 0,81

N/mm 2 errechnet.

Aus diesen Ergebnissen wird die Schlußfolgerung gezogen, daß

die Werte in den damaligen gültigen Britischen Bestimmungen,

die eine zulässige Biegezugspannung von nur 0,07 N/mm 2 vor-

schreiben, als sehr konservativ anzusehen sind. Dabei muß auch

mit berücksichtigt werden, daß die Versuchswand schon vor dem

letzten Bruchversuch einige Versuche mitgemacht hatte, die

Beanspruchungen verursachten, die schon weit über der zu erwar-

tenden Festigkeit der Wand lagen. Diese Versuche haben die

Verfasser so ermutigt, daß sie in den folgenden Jahren eine

Reihe Untersuchungen durchgeführt haben, die in den Berichten

(9) (10) (11) und (12) näher beschrieben sind.

Bei der British Ceramic Research Association, Stoke-on-Trent

(BCRS) sind ziemlich umfangreiche Untersuchungen hinsichtlich

der sogenannten Wallettsprüfungen durchgeführt worden, die

schon unter (5) besprochen wurden. Die Ergebnisse gehen aus

(9) hinsichtlich Ziegelmauerwerk und aus (10), hinsichtlich

Kalksandsteinen hervor.

Insgesamt wurden (9) 33 verschiedene Ziegeltypen geprüft.

Es wurden 2 Mörtelgruppen mit den Mischungsverhältnissen

(1:1/4:3) und (1:1:6) Zement:Kalk:Sand untersucht. Von je einer

-9-

Ziegelsorte und eines Mörteltyps wurden 5 x 2 Walletts unter-

sucht, um die aufnehmbare Biegezugfestigkeit parallel und senk-

recht zu den Lagerfugen zu ermitteln. Ferner wurden auch Zu-

sammenhänge zwischen Biegezugfestigkeit und Eigenschaften,

wie u.a. Minutensaugfähigkeit und Wasserabsorption untersucht.

Dabei konnte festgestellt werden, daß ein Zusammenhang zwischen

Wasserabsorption und Biegezugfestigkeit in den beiden Haupt-

richtungen besteht.

Hinsichtlich Kalksandsteinen (10) kann eine solche Beziehung

nicht festgestellt werden. Die Ergebnisse der Untersuchungen

an Wallettsprüfkörpern aus Ziegeln gehen aus Anhang 5 hervor.

Die Verhältniszahl zwischen der Biegezugfestigkeit parallel

und normal zu den Lagerfugen "Orthogonale Ratio" auch R bezeich-

net, beträgt im Durchschnitt ca. 3,0 und ist ziemlich konstant,

was die Ergebnisse an den Wallettes, die mit dem Mörteltyp

(1:1:6) hergestellt wurden, betrifft. Die Schwankungen sind

für den Mörteltyp (1:1/4:3)größer, wobei der Schwankungsbereich

zwischen R = 1,5 und 5,2 liegt.

Hinsichtlich der Mörteleinwirkung kann festgestellt werden,

daß die Biegezugfestigkeit parallel zu den Lagerfugen nicht

beeinflußt wird, während der Mörteltyp (1:1/4:3) allgemein

höhere Werte senkrecht zu den Lagerfugen als der Mörteltyp

(1:1:6) ergab. Das bedeutet, daß für die Biegezugfestigkeit

senkrecht zu den Lagerfugen die Zugfestigkeit der Mörtel wichtig

ist, während für die Biegezugfestigkeit parallel zu den Lagerfu-

gen die Scherfestigkeit maßgebend ist und diese wiederum ziem-

lich unabhängig vom Mörteltyp ist.

In (10) wurde ein Querschnitt von verschiedenen Kalksandsteinen

auf dem britischen Markt untersucht. Insgesamt wurden 22 Pro-

dukte geprüft, wovon, wie üblich, von je einer Sorte 5 x 3

Walletts hergestellt wurden. In dieser Untersuchung wurde näm-

lich auch der Mörteltyp (1:2:9) mit in die Versuchsreihe einbe-

zogen. Es wurde festgestellt, daß keine Beziehung zwischen

Druckfestigkeit und Biegezugfestigkeit besteht. Es zeigte sich

ferner, daß eine Art Säurebehandlung der Kalksandsteine die

Biegezugfestigkeit allgemein positiv beeinflußten.

In die englischen Normen wurden anhand dieser Untersuchungen

folgende charakteristische Biegezugwerte übernommen, für

-10-

f k = 0,9 N/mm 2 (parallel zur Lagerfuge)

fky = 0,3 N/mm 2 (senkrecht zur Lagerfuge)

Eine flankierende Untersuchung an etagenhohen Prüfkörpern be-

stätigte im großen und ganzen die Werte der Wallettsprüfungen.

Die erzielten Horizontallasten bei den etagenhohen Prüfkörpern

waren alle höher als die nach Normm(BS 5628) berechneten Werte.

Die Ergebnisse der Wallettsprüfungen gehen aus Anhang 5 hervor,

In (11) "A single guide to the design of lateraly loaded walls"

sind die charakteristischen Werte aus CP III (Code of Practice)

wiedergegeben (siehe Anhang 1)..

Die Werte sind alle in Abhängigkeit der Wasserabsorption ange-

geben. Die höchsten Werte ergibt Ziegelmauerwerk mit einer

Wasserabsorption von weniger als 7% unter Verwendung des Mörtel-

typs (1:0,25:3). Die charakteristische Biegezugfestigkeit be-

trägt in diesem Fall parallel zur Lagerfuge 2,0 N/mm 2 und senk-

recht zur Lagerfuge 0,7 N/mm 2 . Im Vergleich sind die klein-

sten Werte für einen Ziegel mit einer Wasserabsorption zwischen

12 und 30% und des Mörteltyps (1:2:9) angegeben.

Die entsprechenden Werte betragen 1,1 N/mm 2 parallel zur Lager-

fuge und nur 0,4 N/mm 2 senkrecht zur Lagerfuge.

In (12) sind die Grundlagen aller Prüfungen, die zur Bestimmung

der Biegezugfestigkeit von Ziegelwänden durchgeführt wurden,

dargelegt. Dabei wurden insgesamt ca. 1.000 Walletts und ca.

100 etagenhohe Wände geprüft. In Anhang 4 sind die Diagramme,

in denen Wasserabsorption. und Biegezugfestigkeit dargestellt

sind, für die verschiedenen Mörteltypen zusammengefaßt.Die

übernommenen Normenwerte sind jeweils als punktförmige Treppen-

linien dargestellt.

In (13) wurde die Biegezugfestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen

ermittelt. Das Prüfprogramm umfaßte sowohl stranggepreßte Ziegel

als auch Formkastenziegel. Dabei wurden 4 Mörteltypen unter-

sucht.

Von jeder Serie wurden 3 Prüfkörper hergestellt, so daß insge-

samt 24 Prüfkörper abgedrückt wurden.

Die Prüfkörperabmessungenbetrugen in der Länge 10 Schichten

und in der Breite 3 Steine. Es wurden 2 Streifenlasten in den

Drittelspunkten aufgetragen® Als Mörtelmischung wurde 1:0,6:4

(Zement-Kalk-Sand) benutzt. Es wurden aber dem Mörteltyp 2

und 3 plastifizierende Mittel beigemischt und zwar wurde Typ

3 die dreifache Menge des Typs 2 zugesetzt.

Als 4. Mörteltyp wurde ein Trockenfertigmörtel verwendet mit

Spezialbindemitteln des Typs Enci. Das Verhältnis Bindemittel

zu Sand war (1:4,25) (Gewichtsverhältnis) Es wurden dieser

Mischung 0,718 Teile Wasser zugesetzt.

Es fällt auf, daß die erzielten Biegezugfestigkeiten für die

Mörteltypen mit plastifizierenden Zusätzen stark abfallen,

im Vergleich zu den 0-Mörteln. Bei stranggepreßten Ziegeln

und 0-Mörtel beträgt die mittlere Biegezugfestigkeit 0,7 N/mm2.

Bei derselben Ziegelsorte mit plastifizierendem Mörtelzusatz

liegt der Mittelwert nur bei 0,29 N/mm 2 (wenig Zusatzmittel)

und bei 0,33 N/mm 2 (3-fache Zusatzmenge).

Weiter ist zu bemerken, daß bei Kastenformvollziegeln auch

die Biegezugfestigkeit senkrecht zu den Lagerfugen stark ab-

fällt. Die Mittelwerte betragen hier 0,37 N/mm 2 für 0-Mörtel

gegen 0,07 N/mm 2 als Mittelwert für alle Prüfkörper mit Mörtel-

zusätzen.

Interessant scheinen auch die Ergebnisse der Fertigmörtelsorte

zu sein. Hier sind die Werte hinsichtlich stranggepreßter Ware

(Lochware) und Formkastenware ganz unbeeinflußt und haben je-

weils einen Mittelwert von 0,4 N/mm 2 und 0,39 N/mm2.

-12-

In (14) sind die gleichen Ausformungen der Prüfkörper verwendet

wie in (13). Diese Untersuchung umfaßt zusätzlich auch die

Ermittlung der Biegezugfestigkeit parallel zu den Lagerfugen,

Als Mörtel wurde für Formkastenziegel der Typ (1:0,25:4) verwen-

det. Für stranggepreßte Ziegel wurde ein Mörtelverhältnis

(1:1,25:4,5) verwendet.

Es wurden 4 verschiedene Zementtypen in die Versuchsreihe mit

einbezogen und zwar:

Typ C 1 Portland-Zement

Typ C 2 Hütten-Zement

Typ C 3 wie C 1 + Plastifizierungsmittel

Typ C 4 wie C 2 + Plastizifierungsmittel

Auch hier wurden stranggepreßte Ziegel und Formkastenziegel

untersucht®Von jedem Typ wurden jeweils drei Prüfkörper herge-

stellt®

Der gleiche Trend wie in (13) macht sich auch bei diesen Unter-

suchungen bemerkbar und zwar sind die Biegezugfestigkeitswerte

sowohl senkrecht als auch parallel zu den Lagerfugen bei Ver-

wendung von plastifizierenden Mitteln wesentlich geringer.

Bei stranggepreßter Ware (Lochziegel) ist der Unterschied nicht

so groß wie bei Formkastensteinen, da der Dübeleffekt die

fehlende Haftfestigkeit Mörtel/Ziegel ersetzt.

Die Biegezugfestigkeiten parallel zu den Lagerfugen waren

auch bei stranggepreßten Ziegeln höher als bei Formkastenziegeln

Der Unterschied betrug 2,64 N/mm 2 zu 1,93 N/mm 2 . Für Hüttenze-

ment betrugen die zu vergleichenden Werte 2,05 N/m 2 zu

1,86 N/mm2.

Bei allen Prüfungen wurden auch parallel Haftfestigkeitsunter-

suchungen durchgeführt mit Hilfe der "Kreuzzugprobe". Die Haft-

festigkeit zwischen Mörtel und Steinen war interessanterweise

für die Probekörper mit Hüttenzement wesentlich geringer als

für normalen Portland-Zement. Dieser große Unterschied wurde

nicht bei den Biegezugfestigkeitsermittlungen festgestellt

-13-

b)Literaturstudien aus den Internationalen Mauerwerks-

konferenzen 1979, 1982 und 1985

In (15) werden verschiedene Testmethoden hinsichtlich der Er-

mittlung von Biegezugfestigkeiten diskutiert. Im Anhang 2 sin d.

die verschiedenen Methoden wiedergegeben, die in diesen Re-

feraten besprochen werden.

Es werden nur die Methoden zur Ermittlung der Biegezugfestigkeit

senkrecht zur Lagerfuge besprochen. Einige Methoden (American

Standards)haben den Nachteil, daß das Eigengewicht der Prüfkör-

per die Ergebnisse beeinflußt. Wenn dagegen die Prüfkörper

stehend geprüft werden, wie z.B. bei der englischen Methode,

entsteht ein Endmoment am untersten Auflager, das zu erhöhten

Werten führt. Der Verfasser ist der Meinung, daß bei Verwendung

dieser Methode immer am untersten Auflager eine Rolle angebracht

werden sollte, um diesen Effekt auszuschalten. Für Labormessun-

gen empfiehlt deshalb der Verfasser Prüfungsmethoden bei denen

die Einzelfuge beansprucht wird. Der Vorteil ist, daß man aus

wirtschaftlichen Gründen mehrere Untersuchungen durchführen

kann, was statistisch gesehen sehr vorteilhaft wäre.

Derselbe Verfasser hat in (16) verschiedene Einflußgrößen auf

Zug-, Haft- und Biegezugfestigkeit untersucht. Dabei hat er

auch das Prüfgerät besprochen in (15) mit dem jede Eizelfuge

untersucht wurde. Für die Untersuchungen wurden Balkenprüfkör-

per mit 9 aneinandergereihten Ziegeln untersucht, somit hat

die Aussage dieser Arbeit am meisten Gültigkeit für die Biege-

zugfestigkeit senkrecht zur Lagerfuge. Als wichtigste Einfluß-

größe in dieser Arbeit zeigte sich die Mörtelkonsistenz. Es

wurden 4 verschiedene Mörtelkonsistenzverhältnisse untersucht,

die von der minimalsten Bearbeitbarkeit (wenig Wasser) bis

größt mögliche Bearbeitbarkeit (viel Wasser) variierte. Es

wurden ferner 4 Mörteltypen untersucht:

- Portlandzement : Kalk

- Mauerbinderzement (plastifizierende Mittel zugesetzt): Kalk

- Portlandzement ; Mauerbinderzement(p.M.)

- Mauerbinderzement (p.M.)

-14-

In Anhang 8 sind die Werte wiedergegeben. Es wird deutlich,

daß die Biegezugfestigkeit außerordentlich rasch bei erhöhter

Wasserzugabe oder Plastizität zunimmt. Lediglich der Mauerbin-

derzement-Kalk-Mörtel zeigt eine mäßige Zunahme an Biegezug-

festigkeit. Es wird auch deutlich, daß bei Verwendung von Mauer-

binderzement, dem plastifizierende Mittel wie Luftporenbildner

und Feinststoffe zugesetzt sind, allgemein die Biegezugfestig-

keit stark abfällt.

Es fällt weiter auf, daß ein Mauerbinderzementmörtel mit einer

optimalen Verlegekonsistenz laut Aussage eines Maurers nur

1/4 der Biegezugfestigkeitswerte brachte, gegenüber dem Mörtel-

typ mit dem höchsten Wassergehalt.

In dieser Arbeit wurde auch die Frost/Taueinwirkung auf die

Biegezugfestigkeit untersucht. Nach mehrmaligen Frost/Tauwech-

seln wird die Biegezugfestigkeit reduziert. Es hat sich auch

gezeigt, daß eine Aufmauerung und Lagerung der Proben bei

0-Temperaturen keinen wesentlichen Unterschied in der Biegezug-

festigkeit gegenüber einer Aufmauerung und Lagerung bei 20°

ergaben.

Das Prüfalter spielt ferner für die Biegezugfestigkeit eine

Rolle. Es konnte bei diesen Versuchsreihe keine eindeutige

Aussage gemacht werden, da die Schwindrisse, Carbonatisierung

und Hydration der Bindemittel ein sehr kompliziertes Muster

ergeben. Es wird deshalb nach Aussagen des Verfassers nötig

sein, weitere klärende Untersuchungen auf diesem Gebiet durchzu-

führen.

Als Vorversuch zur Ermittlung der maximalen Horizontallast

für eine 3-seitig belastete, geschoßhohe Mauerwerksscheibe

wurde eine Reihe von Wallettsprüfungen nach der Britischen

Standard 5628 durchgeführt (17). Dabei wurde ein stark saugender

Ziegel (W.A. 22,%), ein weniger saugfähiger Ziegel (W.A. 6,4%)

und ein Betonblock untersucht.

Die Druckfestigkeiten betrugen für die Ziegel 63,1 N/mm° und

27,9 N/mm° sowie für den Bentonblock 4,1 N/mm°.

Für Ziegel sind die Werte sowohl senkrecht zur Lagerfuge als

auch parallel zur Lagerfuge wie zu erwarten,bereits in den

früher erwähnten Ergebnissen der BCRA-Untersuchungen zitiert.

-15-

Für die Betonprüfkörper wurde eine Biegezugfestigkeit senkrecht

zur Lagerfuge von 0,41 N/mm 2 ermittelt und parallel zur Lager-

fuge von 0,62 N/mm 2 . Das Verhältnis zwischen der Biegezugfestig-

keit in den beiden Hauptrichtungen (auch die orthogonale Ver-

hältniszahl R genannt) liegt für Ziegelmauerwerk gewöhnlicher-

weise bei 3, während für Betonblöcke in dieser Untersuchung

die Verhältniszahl R 1,5 beträgt.

In England hat such die Wallettsmethode hinsichtlich der Berech-

nung von horizontal beanspruchtem Mauerwerk durchgesetzt. Um

die Zuverlässigkeit der Normenmethode BS 5628 näher zu unter-

suchen, hat man einen Ringversuch durchgeführt (18), bei dem

4 Britische Prüflabors mitwirkten. Ein Ziel war, durch einen

solchen Versuch Schwachpunkte bei dieser wichtigen Prüfmethode

zu entdecken.Dabei sollte bei der Versuchsdurchführung die

konstruktiven, variablen Faktoren auf ein Minimum gehalten

werden, so daß der Labor- zu Labor- Variationseffekt möglichst

auszuschließen ist.

Es wurden u.a. folgende Vereinbarungen getroffen:

- Alle Prüfkörper wurden nur von einem Maurer hergestellt.

- Die Prüfkörper wurden während der Lagerungszeit in Folie

verpackt bis zum Prüftag.

Hinsichtlich der Prüfeinrichtung wurde folgendes vereinbart:

- Die Walletts sollten stehend geprüft werden.

- Eines der Außen- und Innenwandauflager sollte drehbar gemacht

werden, so daß dieses sich besser an die Variationen der

Ebenheit der Prüfkörper anpassen konnte. Aus gleichem Grunde

wurden alle 4 Auflager mit einer Ausgleichsunterlage versehen.

- Das äußere Auflager sollte ca. 50 mm vor der äußeren Kante

des Prüfkörpers liegen. Der Abstand zwischen dem inneren

Lastverteiler sollte 0,6mal den Abstand zwischen den äußeren

Auflagern ausmachen.

- Die Prüfkörper sollten auf 2 Schichten Kunststoff-Folie ge-

lagert sein. Zwei der Labors benutzten aber stattdessen

Rollenauflager.

Die wichtigsten Erfahrungen und Konklusionen aus diesem Ring-

versuch waren:

-16-

- Der "Labor zu Labor-"Effekt war hinsichtlich der Prüfung

parallel zur Lagerfuge minimal. Bei der "feinfühligeren"

Prüfung senkrecht zu den Lagerfugen konnte man einen solchen

Effekt feststellen. Man hat übrigens auch bei dieser Unter-

suchung kleinere Werte erhalten, als ursprünglich geschätzt.

Dieser Umstand kann zum Teil damit erklärt werden, daß das

Lochmuster der Ziegel ungünstig für diese Art der Bean-

spruchung war. (drei große Löcher mit dünnen Trennstegen

in der Mitte, dort wo die maximale Beanspruchung entsteht).

- Man hat auch nicht die normenmäßige Festigkeit der Mörtel-

prismen erreicht. Einige Labors erreichten sogar nicht die

festgesetzten minimalen "Baustellenfestigkeiten".

- Das orthogonale Biegezugmodul R streute etwas zwischen den

einzelnen Labors.

Es werden deshalb einige Besserungsvorschläge zu den Normen-

methoden vorgetragen:

- Die Ausgleichsschichten unter den Auflagern müssen näher

spezifiziert werden.

- Die Linienlasten müssen gelenkig aufgebracht werden.

- Das Verhältnis zwischen Spannweite und Dicke der Prüfkörper

war in diesem Fall richtig, muß aber für andere Abmessungen

geändert werden.

- Die Lagerungsbedingungen während der Erhärtungszeit muß in

der Norm vorgeschrieben werden.

Die erreichten Versuchsergebnisse sollen unter Teil 4 näher

erläutert werden.

Die Einwirkungen verschiedener Mörteltypen auf die Biegezug-

festigkeit wird in einem umfassenden Forschungsvorhaben (19)

beschrieben. Diese Ergebnisse geben z.T.. wichtige Aufschlüsse

über einige Fragen, die in der vorangegangenen, besprochenen

Literatur behandelt wurde, die z.T. zu widersprüchlichen Kon-

klusionen geführt haben.

-17-

In diesen Vorhaben wurden Wallettsprüfkörper, wie in den Code

of Practice (BS 5628) beschrieben, untersucht.

Drei Mörtelsorten wurden in diesem Programm grundsätzlich ver-

glichen und zwar sind das ein kalkplastizifierender Zement/

Sandmörtel, ein luftporenhaltiger Zement/Sandmörtel und der

sogenannte Mauerbinderzement/Sandmörtel (hier wurden dem Zement

plastifizierende Mittel zugesetzt).

In dem Prüfprogramm wurden zusätzlich 3 Typen Mörtel untersucht,

die der britischen Norm entsprechen und zwar mit den Mischungs-

verhältnissen Zement - Kalk - Sand zu 1:1/4:3; 1:1:6; 1:2:9

Es wurden ferner 3 Sorten Ziegel mit unterschiedlichen Wasser-

absorptionen verwendet und spezifischem Wassersaugvermögen.

Die stark saugenden Ziegel wurden zusätzlich verschiedentlich

vor Vermauerung vorgenäßt. Das erste Mal wurde vermauert wie

vom Werk empfangen mit normenvorgeschriebener Konsistenz, das

zweite Mal wurden die Steine vorgenäßt (getaucht) mit normenge-

rechter Konsistenz und das dritte Mal wie vom Werk empfangen

aber die Mörtelkonsistenz justiert.

Es wurde auch zur Vervollständigung eine Versuchsreihe mit

Betonblöcken (mit Leichtzuschlagmitteln) untersucht.

Die normenmäßigen Forderungen an den Mörtel laut britischer

Norm sowie der angewendeten Mörteltypen und Ziegeldaten sind

aus Anhang 7 ersichtlich.

Folgende Konklusionen können aus diesem Vorhaben gezogen werden:

- Es wurde im allgemeinen eine gute Übereinstimmung einerseits

mit den angewandten Mörteltypen, Ziegel- und Blocktypen und

andererseits mit den Ergebnissen der Biegezugfestigkeit

erreicht.

- Es hat sich ferner bestätigt, daß plastifizierende Zusatz-

mittel die Biegezugfestigkeit herabsetzen.

Die kalkhaltigen Mörtel haben sich bestens bewährt und haben

die größten Werte erbracht, abgesehen von einigen uner-

klärlichen Versagen während der Prüfung. Der Mauerbinderzement-

mörtel erreichte weniger gute Werte aber keine Prüfkörper haben

während der Prüfung versagt.

Es wird vermutet, daß die schlechten Biegezugfestigkeitswerte

für die Mörtelsorten mit plastifizierenden Mittelzusätzen in

den Mörteln bei höherem Zementgehalt verbessert werden können.

Dies wird begründet mit der niedrigeren Prismenfestigkeit dieser

Mörteltypen.

-18-

4. Versuchseinrichtungen, Prüfkörper etc.

4.1 Prüfkörper für die Ermittlung der Biegezugfestigkeitsenkrecht zur Lagerfuge

Die Biegezugfestigkeit senkrecht zur Lagerfuge ist hauptsächlich

abhängig von der Haftfestigkeit Material/Mörtel. Die Prüfung

ist sehr "feinfühlig" und relativ kleine Änderungen in der

Mörtelzusammensetzung, des Prüfkörpers, Materialparameter usw.

verursachen große Unterschiede in den ermittelten Werten.

In (15) sind einige Prüfkörper besprochen worden. In Anhang

3 sind die Prüfkörper abgebildet. Fig. 1 zeigt einen. Prüfkörper

nach australischer Standard, wobei vorgesehen ist, die Prüfung

auf der Baustelle durchzuführen, und deshalb auch nur Richtwerte

geben kann. Die anderen Abbildungen sind Laborprüfkörper. Haupt-

sächlich sind in der Literatur nur Prüfkörper als Balken, Fig.

II und III oder als Walletts, Fig. IV zum Einsatz gekommen.

Es scheint auch, daß der Balkenprüfkörper in der letzten Zeit

weniger benutzt wird, da die Schwankungen und Fehlerquellen

bei dieser Methode größer sind als bei der Kleinwand oder

Wallette.

In den neuesten internationalen Normen (5) und (6) Dänische

Norm, sind auch die Wallette-Prüfkörper vorgeschrieben. Es

herrscht auch Einigkeit darüber, daß die Walletts stehend ge-

prüft werden sollen. In (2) und anderen Berichten sind sie

liegend geprüft. Der Einfluß des Eigengewichtes wird aber als

sehr störend empfunden. Auch sind teilweise die Prüfkörper

auf diese Weise nicht zum Einsatz gekommen, da sie durch Eigen-

gewichtbelastung zusammengebrochen sind. Die Kosten der Balken-

prüfkörper sind allerdings geringer als für Walletts aber dieser

Vorteil kann nicht den Einsatz von Balken rechtfertigen.

Die Wirtschaftlichkeit kann aber eine Rolle spielen, wenn man,

wie in (15) besprochen, die Einzelfuge prüfen würde. Laut

der Verfasser sollen die Fehlerquellen bei dieser Art Prüfung

im wesentlichen ausgeschaltet werden können. Das Gerät ist

in Anhang 3, Fig. 7 gezeigt. Durch die niedrigen Kosten der

Prüfkörper kann eine große Anzahl Fugen ausgewertet werden

und statistisch gesehen bringt diese Prüfmethode sicherlich

Vorteile.

-19-

In (16) ist über eine Arbeit berichtet, bei der diese Methode

eingesetzt worden ist. Es wäre interessant, wenn in einem For-

schungsvorhaben die Ergebnisse dieser Methode mit den Ergeb-

nissen der Wallettsmethode verglichen werden könnten.

Die Prüfkörperabmessungen sind auch von Bedeutung. Um optimale

statische Verhältnisse zu schaffen, sollte bei den gewöhnlichen

Ziegelformaten, die Ziegelbreite mind. zwischen 90 und 120

mm und die Länge der Prüfkörper bei 60 - 80 cm liegen, was

etwa 10 Schichten bedeutet. Diese Zahl ist auch in der dänisch-

en Norm vorgeschrieben (Anhang 2, Typ 5). Bei Prüfung von Block-

mauerwerk hat man die Schichtenzahl auf 6 begrenzt (Anhang

2, Typ 7). In der Literatur ist auch erwähnt, daß es von Vor-

teil sein könnte, immer den gleichen Verband in den oberen

und unteren Fugen festzulegen. Das bedeutet, daß die Prüf-

schichten immer als ungleiche Zahl festgesetzt wären. Es wird

aber angenommen, daß dieser "symetrische Verbandeffekt" von

untergeordneter Bedeutung ist.

In (13) und (14) sind Prüfkörper mit Breiten von 3 Steinen

benutzt worden. Siehe auch Anhang 2, Typ 8 und 9. Bei diesen

Untersuchungen hat man offensichtlich versucht einen quadra-

tischen Prüfkörper zu konstruieren, da der gleiche Prüfkörper

auch für die Ermittlung der Biegezugfestigkeit parallel zur

Lagerfuge eingesetzt wurde. Der Aufwand bei der Herstellung

solcher Prüfkörper dürfte wahrscheinlich zu hoch werden, um

normenmäßig die Festlegung solcher Abmessungen vertreten zu

können.

In der erfaßten Literatur sind die Lastauftragungen sehr unter-

schiedlich. Dabei werden Streifenlasten in der Mitte, in den

Drittels- und Viertelspunkten aufgetragen. Es sollte darauf

ankommen, möglichst nahe an die Momentverteilung einer gleich-

mäßig verteilten Last heranzukommen. In der dänischen Norm

für Blockmauerwerk (6) sind die Lastauftragungen in den Vier-

telspunkten vorgeschrieben, was sehr vernünftig erscheint.

-20-

4.2 Prüfkörper für die Ermittlung der Biegezugfestigkeitparallel zur Lagerfuge

Im großen und ganzen gelten auch für diese Prüfung die Gesichts-

punkte, die unter 4.1 erwähnt wurden. Es scheint statisch nicht

notwendig, die Höhenabmessungen größer als mit 4 Schichten

festzulegen. Die Lastauftragung sollte auch in den Viertels-

punkten erfolgen.

4.3 Prüfkonditionen

Es ist außerordentlich wichtig, dass die Prüfkonditionen ein-

heitlich festgelegt werden. Die Streubereiche, die in dieser

Literaturrecherche aufgezeigt worden sind, beruhen zum größten

Teil auf unterschiedliche Prüfbedingungen. In der ersten Fassung

der Britischen Standard waren nur sehr begrenzt die Prüfbe-

dingungen festgelegt. Die Ergebnisse der umfassenden Prüfungen

an der BCRA haben zum Teil große Streubereiche gezeigt. Des-

wegen wurden auch Ringversuche durchgeführt, an denen 4 ver-

schiedene Laboratorien beteiligt waren (18). Trotz gemeinsam

festgelegter Prüfkonditionen konnten ziemlich große Streu-

bereiche zwischen den Laboratorien festgestellt werden. Das

Ergebnis zeigt deshalb, daß auf diesem Gebiet sorgfältig über-

legt werden muß, wie die Prüfbedingungen festgelegt werden

sollen. Einerseits sollten die Prüfbedingungen die Praxis wider-

spiegeln, andererseits müssen "korrekte" Prüfverhältnisse herr-

schen, denn die Abweichungen in der Praxis sollen mit den

Sicherheitsfaktoren (m berücksichtigt werden.

In der dänischen Norm (5) sind folgende Prüfbedingungen fest-

gelegt:

- Die Prüfkörper sollen während der Lagerung einer Temperatur

von ca. 20°C ausgesetzt werden und die relative Feuchtigkeit

soll mindestens 40% betragen.

- Die Prüfkörperabmessungen sollen vor der Prüfung mit einer

Ungenauigkeit von max. 2 mm ermittelt werden.

- Die Prüfung soll 28 + 1 Tag nach der Herstellung statt-

finden.

-21-

- Der Prüfkörper wird in derselben Lage und Orientierung wie

während der Herstellung und Lagerung in der Prüfmaschine

angebracht und soll auf zwei Schichten Polytetrafluorethylen

(PTEE) aufgelagert werden.

- Der Prüfkörper wird gegen ebene und parallele Auflager ange-

bracht. Das eine Auflager soll um den Mittelpunkt drehbar

sein.

- Die Lastauftragung erfolgt durch zwei gleich große Linien-

lasten, die sowohl in waagerechter als auch in senkrechter

Plan drehbar sind.

- Der Prüfkörper wird kontinuierlich einer Laststeigerung von

0,01 MPa (senkrecht zur Lagerfuge) und 0,04 MPa (parallel

zur Lagerfuge) pro Minute bis zum Bruch ausgesetzt.

- Die Bruchlast soll mit einer Ungenauigkeit von maximal 3%

ermittelt werden.

Aus den Erfahrungen mit den Ringversuchen (18) sollten folgende

Prüfkonditionen geändert bzw. zusätzlich noch festgelegt werden:

- Die Prüfkörper sollten statt auf Folie auf Rollenlager auf-

gelegt werden.

- Die Prüfkörper sollten eine Art Abdeckung während der Lager-

ungszeit bekommen.

- Die Auflagerflächen sollten alle mit einer Art druckaus

gleichender Schicht versehen werden.

Aus (16) wird ersichtlich, daß die Mörtelkonsistenz von ent-

scheidender Bedeutung ist. Es muß deswegen eine klare Festle-

gung der Mörtelkonsistenz erfolgen.

Es erscheint zweckmäßig auf frühere Erfahrungen bei der Ermitt-

lung der Haftscherfestigkeit zurückzugreifen. Hierbei wurde

das Ausbreitmaß als Kosistenzfestlegung zugrunde gelegt. Die

Festlegung könnte z.B. so gemacht werden, wie sie aus der DIN-

Norm 18 555 Teil 5 "Prüfung von Mörteln mit mineralischen Binde-

mitteln" hervorgeht. Es muß allerdings überprüft werden, ob

diese Konsistenzermittlung genau genug ist.

-22-

5. Angaben und Diskussion über die erzielten Prüfergebnisse

5.1 EinfluBfaktoren der Biegezugfestigkeit

Maßgebend für die Biegezugfestigkeit sind -wie schon vorher

erwähnt-die Haftbedingungen zwischen Stein/Block und Mörtel.

Speziell ist die Biegezugfestigkeit senkrecht zur Lagerfuge

von dieser Eigenschaft beeinflußt.In der folgenden Ausführung

sollen die verschiedenen Einflußfaktoren besprochen werden,

Material

Die englischen Versuche an der BCRA in Stoke-on-Trent (9) haben

gezeigt, daß die Wasserabsorption der Ziegel stark auf die

Biegezugfestigkeit einwirkt. In der britischen Standard hat

man deswegen die charakteristische Biegezugfestigkeit in Ab-

hängigkeit der Wasserabsorption festgelegt (11).

Für Kalksandsteine konnte man eine solche Abhängigkeit nicht

feststellen. (10). Auch scheinen Betonsteine und Leichtbeton-

steine ziemlich unbeeinflußt von der Wasserabsorption zu sein .

Eigenschaften, wie Druckfestigkeit und Minutensaugfähigkeit

der Materialien haben keine eindeutige Korrelation zur Biege-

zugfestigkeit ergeben. In der norwegischen Norm ist zwar die

Biegezugfestigkeit in Abhängigkeit der Druckfestigkeitsklassen

der Materialien angegeben, aber nur indirekt,da die angegebene

Mörtelklasse entscheidend für die Einstufung der zugelassenen

Werte ist. (Anhang 1).

Es bestehen in dieser Hinsicht eine Reihe von Abhängigkeiten,

denn ein schwach saugender Ziegel (Klinkerware) erfordert

allgemein einen zementreichen (fetten) Mörtel und umgekehrt

benötigt ein stark saugender Stein magere Mörteltypen.

Ausblühungen evtl. Abmehlungen an den Materialien sind sehr

ungünstig für die Biegezugeigenschaften (2). Auch die Ausformung

der Lagerflächen ist von Bedeutung, dabei spielt Rauigkeit,

spezifische Haftoberfläche,Lochanzahl und Lochausformung eine

Rolle. In den norwegischen Normen sind sogar die zugelassenen

Biegezugwerte für Vollsteine halbiert im Vergleich zu Loch-

steinen mit ca. 20-25% Lochanteil.

-23-

Mörtel

Die Eigenschaften und Zusatzmengen der Bindemittel sind aus-

schlaggebend für die Biegezugfestigkeit. Aus der Literatur

wird auch ersichtlich, dass viele Untersuchungen schwerpunkt-

mäßig sich gerade mit diesem Problem auseinandergesetzt haben.

In dieser Beziehung dürfte das Forschungsvorhaben unter (19)

die wichtigsten Faktoren des Mörteleinflusses auf die Biege-

zugfestigkeit geklärt haben. Aus den holländischen Untersuchun-

gen (13 u. 14) geht hervor, daß besonders der Einfluß von Luft-

porenbildnern untersucht wurde.

Grundsätzlich hat sich gezeigt, daß Zement/Kalk/Sand/Mörtel

geeignet sind. Der Zementgehalt ist entscheidend für die Biege-

zugfestigkeit bei Verwendung schwach saugender Ziegel. Plasti-

fizierung durch Kalkzusätze beeinträchtigen im allgemeinen

die Biegezugwerte nicht.

Dagegen bewirken luftporenbildende Zusätze eine drastische

Senkung der Biegezugfestigkeitswerte. Die Biegezugfestigkeit

senkrecht zur Lagerfuge liegt oft unter 0,10 N/mm 2 , da aufgrund

der guten Verarbeitbarkeit den populären Mauerbinderzementen

ver-schiedene plastifizierende Mittel zugesetzt wurden. U.a.

werden häufig luftporenbildende Mittel zugesetzt.

Aus den Ergebnissen dieser Literaturstudie sieht man deutlich

die negative Einwirkung des Einsatzes von Mauerbinderzementen.

Die Werte schwanken -wie in dieser Literaturstuie gezeigt wurde-

von Bericht zu Bericht, was wahrscheinlich auf verschiedene

Zusätze von Luftporenbildnern bei den unterschiedlichen Mauer-

binderzementtypen zurückzuführen ist.

Die negative Einwirkung der Luftporenbildner gilt für alle

erfaßten Materialien in dieser Literaturstudie.

Ein entscheidender Einflußfaktor ist, wie in Kapitel 4 be-

sprochen, die bei der Aufmauerung der Prüfkörper benutzte Mör-

telkonsistenz (Anhang 8).

Die Zuschlagstoffe sind auch für die Biegezugfestigkeit von

Bedeutung. In (7) sind bei der Mörtelherstellung verschiedene

Sieblinien verwendet worden. Die Untersuchung gibt leider keine

klare Aussage über eine "Idealsieblinie".

-24-

Auf diesem Gebiet wird angeregt, nähere Untersuchungen zur

Klärung dieser wichtigen Angelegenheit durchzuführen.

5.2 Prüfergebnisse

In Anhang 5 sind die zu vergleichenden Prüfergebnisse aus den

verschiedenen Berichten dieser Literatursichtung zusammenge-

stellt. Dabei sind die Vergleichstabellen so zusammengestellt,

daß die Ergebnisse gleicher Mörtelmischungen gemittelt sind

aber dafür sind die Streubereiche getrennt angegeben.

Leider bestehen die Prüfreihen oft nur aus 2 oder 3 Prüfkörpern,

so daß der Aussagewert für diese Prüfungen darunter leidet.

Im großen und ganzen werden die aufgeführten Aussagen im vorher-

gehenden Kapitel bestätigt, Es gibt aber einige Ungereimtheiten,

die wahrscheinlich auf mangelhafte Prüfeinrichtungen, schwanken-

de Mörtelkonsistenz u.s.w. zurückzuführen sind.

Als eines der wichtigsten Ergebnisse soll herausgestellt werden,

daß senkrecht zur Lagerfuge bedeutende Biegezugkräfte aufge-

nommen werden können.

Diese Tatsache sollte Eingang in die Normen finden, so daß

die Aufnahme von Zugkräften gestattet wird.

-25-

6, Vergleiche der internationalen Normen

Aus dem Anhang (1) gehen die verschiedenen internationalen

Normenbestimmungen hervor.

Aus (12) sind die Ergebnisse der englischen Untersuchungen

ersichtlich. Diese Ergebnisse bilden die Grundlage für die

Bestimmungen in BS 5628 für die charakteristischen Biegezug-

festigkeiten,Dieselben Bestimmungen sind auch im ISO-Entwurf

SC 1 / WC 1 aufgenommen.(siehe Tabelle 1 (21).

Diese Tabelle zeigt die charakteristischen Biegezugfestigkeits-

werte, die durch nationale Prüfdaten belegt worden sind.

In Anhang 4 sind die Prüfdaten aus (12) wiedergegeben. Die

Kurven geben die Beziehung zwischen charakteristischer Biege-

zugfestigkeit im Vergleich zur Wasserabsorption für die eng-

lischen Wallettsprüfungen an. In die Diagramme sind die eng-

lischen Normenwerte als abgestufte Linie eingezeichnet. Es

geht klar hervor, daß die Ergebnisse mit den Normenbestimmungen

übereinstimmen.

Werden die ISO-Bestimmungen bzw. BS 5628 mit den norwegischen

Normenbestimmungen verglichen, sieht es so aus, als ob die

Werte für gleiche Wasserabsorptionsklassen und Mörteltypen,

wenn man auch dieY m-Werte mit in den Vergleich einbezieht,

ziemlich gut übereinstimmen.

Es fällt auf, daß, während die Werte für Ziegel etwas höher

festgelegt wurden, nach norwegischer Norm, die Werte für Gasbe-

tonblocks (Concrete Blocks bis Druckfestigkeitsklasse 3,5 N/mm2)

niedriger eingestuft sind, als im ISO-Vorschlag,

Die chinesische Norm stuft die charakterischen Biegezugfestig-

keitswerte nach Mörtelklassen ein. Aus der Literatur gehen

nicht die Mörteltypen hervor, so daß ein direkter Vergleich

mit dem ISO-Vorschlag schwierig ist .

Trotzdem sieht es so aus, daß in den chinesischen Normenbedin-

gungen noch große Sicherheiten stecken.

Unter Berücksichtigung der vorausgegangenen Vergleiche und

der vorliegenden Ergebnisse scheint die Bestimmung des jüngsten

ISO-Vorschlages zufolge, daß bei nicht belegten Forschungser-

gebnissen die Hälfte der angegebenen Werte in Tabelle 1 ver-

wendet werden können, gut abgedeckt zu sein.

-26-

Allerdings muß eine Beschränkung für Mörtel mit größeren Mengen

Luftporenbildnern gemacht werden.

Bei dem augenblicklichen Stand der Untersuchungen über Biege-

zugfestigkeitswerte für Mauerwerk mit Mörteln mit Porenbildnern

können nur sehr geringe Biegezugfestigkeiten aufgenommen werden.

-27-

7. Versuchsprogramm Biegezugfestigkeit - Tastversuche

Wie vorher angeregt worden ist, sollten einige Einflüsse noch

untersucht werden, die durch die vorliegenden Daten noch nicht

voll abgedeckt worden sind. Bei diesen Forschungsvorhaben sind

die finanziellen Mittel sehr begrenzt und es erscheint deshalb

zweckmäßig, die Prüftätigkeit nur auf einleitende Versuche

zu beschränken.

Es sillte in erster Linie darum gehen, DIN genormte Mörtel-

gruppen einzusetzen, um diesen Einfluß auf die Biegezugfestig-

keit zu untersuchen.

Die Wallettsprüfkörper, die aus den dänischen Normen hervorgehen

scheinen am geeignetsten für eine solche Untersuchung zu sein.

Dabei sollten die Versuchseinrichtungen durch die Empfehlungen

in Kap. 4 dieses Berichtes ergänzt werden. Ein Mindestprogramm

für die Tastversuche kann folgender Vorschlag darstellen:

- Herstellung von 3 Prüfkörpern, die parallel zur Lagerfuge

geprüft werden sollen.

- Herstellung von 3 Prüfkörpern die senkrecht zur Lagerfuge

geprüft werden sollen.

- Es werden Mörtel der Klasse IIa verwendet.

- Die Ziegel sollten eine Wasserabsorption zwischen 5 - 8

besitzen.

Es muß stark auf optimale Prüfbedingungen geachtet werden,

die später als Grundlage für eine DIN-Normenempfehlung dienen

sollten.

-28-

8. ZUSAMMENFASSUNG

Für die Literatursichtung wurden insgesamt 22 internationale

Quellennachweise aus Vortragsveranstaltungen, Seminaren, Zeit-

schriften und Normenblättern erfaßt.

a Aus diesen Literaturen wurden Aufstellungen über die derzeitig

verwendeten Prüfkörper für die Ermittlung der Biegezugfestigkeit

angefertigt.

Die Vorteile und Nachteile der Methoden wurden besprochen.

Dabei stellte sich heraus, daß der optimale Prüfkörper für

Ziegel- und Blockmauerwerk, der sogenannte Wallette, wie in

der dänischen Norm vorgeschrieben, darstellt.

Allerdings werden weitere Anregungen für die Prüfbedingungen

gegeben, die dazu beitragen sollen, die Streubereiche der Prüf-

ergebnisse einzuengen.

Die Auflagerungsbedingungen der Prüflinge in der Prüfmaschine

sollen durch lastausgleichende Schichten verbessert werden.

Die Prüfkörper sollen auf Rollenlager geprüft werden, um die

Momenteinwirkung an den Auflagerflächen auzuschalten.

Es sollte eine eindeutige Mörtelkonsistenzfestlegung in den

Prüfkonditionen aufgenommen werden. Es erscheint am zweckmäßg-

sten, die festgelegten DIN-Normenbestimmungen für die Konsi-

stenzermittlung (Ausbreitemaß) zu übernehmen.

Ansonsten könnten die Prüfkonditionen, die aus der dänischen

Norm hervorgehen, größtenteils zugrunde gelegt werden.

Die Prüfergebnisse einer Reihe von Forschungsvorhaben sind

in Tabellen zusammengefaßt und die Ergebnisse wurden diskutiert.

Es fällt auf, daß die Streubereiche ziemlich groß sind und

daß die. Ergebnisse in den verschiedenen Untersuchungen unter-

schiedlich sind. Diese Unterschiede können auf die Verwendung

mehrerer Typen Prüfkörper, verschiedener Prüfkonditionen, wie

unterschiedliche Mörtelkonsistenz, Prüfalter, Zuschlagstoffe,

Auflagerung der Prüfkörper etc. zurückgeführt werden.

Außerdem sind in den Mörteln plastifizierende Mittel verschie-

dener Art und Mengen zugesetzt, die in der Literatur nur unvoll-

ständig angegeben sind.

Der ^'r:ci j,e^tleiter e

(Dipl.-Ing.G.Schellbach)

Der Sachbearbeiter:

-29-

Die Einwirkung folgender Einflußgrößen sind nur teilweise er-

faßt worden und bedürfen noch weiterer Untersuchungen.

- Einfluß des Prüfalters auf die Versuchskörper durch

Rißkriterien, Carbonatisierung u.s.w.

- Klärung der Einwirkung von plastifizierenden Mitteln insbe-

sondere der Luftporenbildner.

- Festlegung von optimalen Prüfkonditionen , die im Einklang

mit der praktischen Ausführung stehen.

Die verschiedenen erzielten Forschungsergebnisse sind mit den

bestehenden Normen und dem derzeitigen ISO-Normvorschlag ver-

glichen. Es scheint, daß die festgelegten Werte in der

britischen Norm BS 5628 sowie in der norwegischen Norm NS

3075 die erzielten Versuchsergebnisse gut wiederspiegeln.

Die vorgeschlagene Halbierung der Werte des ISO-Vorschlages

in Tabelle 1 scheint bei nicht belegten Prüfergebnissen gerecht-

fertigt zu sein.

Mörtel, die große Mengen Luftporenbildner besitzen, sollen

allerdings von dieser Regelung ausgenommen werden,

bis weitere fundierende Untersuchungsergebnisse für diese Art

Mörtel vorliegen.

Für die zukünftige Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet

sollten unbedingt Spezialmörtel zum Einsatz kommen, die haft-

festigkeitsverbessernd wirken und dabei die Biegezugfestigkeits-

werte wesentlich erhöhen könnten.

Essen, den 12.12.1985Fo/e

9. Literaturverzeichnis

(2) Bradshav, RE and FD Entwisle

Wind forces on non-loadbearing brickwork panels CPTB

(Clay Produkts Technical Bureau)

Technical Note bl Nr. 6, 1965

(2) Siv® ing. Age Hallquist, BNI, Norway

Lateral loads on masonry walls

Bericht Nr. 56, NBI, Norway (1968)

(3) Hustad and Sand

Dipl.- Aufgabe NTH Drontheim 1979

Biegezugfestigkeitsuntersuchungen in den Lagerfugen

(4) Norwegische Standard NS 3475 für Mauerwerk

Ausgabe August 1981

(5) Dänische Standard DS 438.15

Ausgabe Juli 1984

(6) Dänische Standard DS 438.3

Ausgabe November 1981

(7) Kalk -og Teglvaerkslaboratoriet, Aarhus

Prüfbericht NN (KT 11026-1445)

(8) H.W.H. West, H.R. Hodgkinson, B.A. Haseltine, England

The effect of floor and wind loads applied separately or

simultaneously to a two-storey-height wall.

Technical Note Nr. 252, Januar 1976

(9) H.W.H. West, England

(10)The flexural strength of clay masonry determined from

(11)wallette specimens

Technical Note Nr. 247, Januar 1976

(12) H.W.H. West, H.R. Hodgkinson, B.A. Haseltine, England

The resistance of brickwork to lateral loading

Technical Note Nr, 284, Januar 1979

(13) Vereniging de nederlandse baksteenindustrie, ZH -de steeg

(14) Prüfbericht No. B-80-469

(15) L.R. Baker, Victoria (Australia)

Measurement of the flexural bond strength of masonry

5. IMC 1979 in Amerika

(16) L.R. Baker, Vicotia (Australia)

Some factors affecting the bond strength of brickwork

5. IMC 1979 in Amerika

(17) H.W.H. West, H.R. Hodgkinson, England

The lateral resistance of walls with one free vertical

edge.

5. IMC 1979 in Amerika

(18) de Vekey, C. Anderson, R. Beard, H.R. Hodgkinson, England

A collaborative evaluation of the BS 5628 "Wallette" test

for measuring the flexural strength of brickwork

6. IMC 1982 in Italien

(19) R.C. de Vekey, England

The influence of mortar type on the flexural strength of

masonry

7. IMC 1985 in Australien

(20) Chen Xing-Zhi, China

The development of the chinese design code for brick masonry

structures.

7. IMC 1985 in Australien

(21) Document ISO/TC 179 N 19

Unreinforced masonry, design

Ausgabe Juli 1985

(22) Dänische Norm DS 414

Mauerwerkskonstruktionen

Ausgabe März 1984

IZFINSTITUT FÜR ZIEGELFORSCHUNG ESSEN E. V.STAATLICH ANERKANNTE PRUFSTELLE

Am Zehnthof 197-203, 4300 ESSEN 13, Telefon 59 0017-19

1O Anhang 1 - 8

Bankkonto: Dresdner Bank Essen Nr. 402968900 (BLZ: 36080080) Postscheckkonto Essen Nr 105530-431

Bestimmungen für m Konstruktionsklasse

Speziell Normal

Produkt Speziell 2,5 3,1

Kontrolle Normal 2,8 3,5

AnhangInternationale Normenbestimmungen

Charakteristische Biegezugfestigkeit f tx f ty

Norwegische Norm N S 3075

Baustoff Ziegel K.Sandst. Leichthochloch-Ziegel

Beton-block

BetonMauersttonblock

Gas be- Blühtonblock

Drklass tigk.-

klasse 35 45 60 25 10 8 15 3

Mörtelklasse B C A B CA B B C A B C A B A B C B+C ABC

Lagerfuge parat. 175 1,75 225 2,0 20 2,5 2,5 x1 0,5 0,45 6,4 0,5 045 1751,75 1,5 0,30 - 0,30

I Lagerfuge 0,8 0,7 0,8 0,8 0,7 0,9 0,9 3( 1 0,4 0,35 0,3 0,4 0,35 0,6 0,5 05 0,1 5 0,15

1 N icht bekannt, muß in jedem Fall geprüft werden

Ausführungsfaktor: y m = 2,3 C Strenge Kontrolle)y m = 2,5 C Weniger strenge Krontrolle)

Charakteristische Biegezugfestigkeiten

Britisch Standard BS 5628

Beanspruchg.Wasserabsorption

CharakteristischeBiegezugfestigk. f x N/mm2

von Ziegeln mit : Mörteltypen

(i) (i i i ) (iv)

parallel z.d.weniger 7 °/° 2,0 1, 5 1, 2

zwischen 7 °/° u. 12 °/° 1,5 1,1 1,0Lagerfugen

zwischen 12 °/° u.30 °/° 1,1 0,9 0,8Ziegel

senkrecht z.d.weniger 7 °/° 0,7 0,5 0,4

den Lagerfugenzwischen 7 °/° u. 12 °/° 0,5 0,4 0,35

zwischen 1270u. 30 °/° 0,4 0,3 0,25

Kalksand- par.z.d.Lagerf. 0,9 0,9 0,6

stein 1 z.d.Lagerfugen 0,3 0,3 0,2

Betonblock par. z.d. Lagerf. 0,45 0,45 0,4.Oruckfb n2

b.3,5N/cm 1 z.d.Lagerfuge^ 0 25 0 25 0,20

Biegezugspannung

parallel zur Lagerfuge

Biegezugspannungsenkr. zur Lagerfuge

Anhang 1

Chinesische Berechnungs - Norm für Ziegelmauerwerk Lit. [ 1 9 ]

Mörtelklassen N/ mm z

9,8 2,5 0,4

0,69 „0,54 0,39 0,25 0,15

0,3 9 0,29 0, 2 0 0,1 2 0,06

Ausführungsfaktor ( Sicherheitsfaktor ) ym = 2,5

Ziegel bzw.BtockDruckfestigkeits-

klasse ( min.)

f

Mörteltyp

C 100 / 400

KC 20/80/550

KC 50/ 50/750

M 100 / 4 00

M 100 / 600

Biegezugspannung Biegezugspannung

1 .Lagerf. par.Lagerf. 1 • Lagerf. par.Lagerf.

Ziegel 2 2 0,2 5 0,50 0,10 0,40

Leichtbeton 2,5 0,25 , 0,50 —

Aus Dänischer Norm DS 414 für Mauerwerkskonstruktionen

Alte Werte in NJ mm2

Prüfkörper verwendet von H ustad und Sand

nicht geprüft

An long 2Darstellung vonzur Ermittlung

Versuchseinrichtg. z.Ermitt d. Bie-

gezugfestigk. parallel zur Lagerfuge

verschiedenen PrüfKörpernvon Biegezugfestigkeit

Versuchseinrichtg.z. Errant!. d. Biege

zugfestigk. senkrecht z. Lagerfuge

Prüfkörper lt. Dänische Norm OS 438 15 I 5]

( Ziegelmauerwerk )

Biegezugfestigkeit parallel

zur Lagerfuge

Biegezugfestigke .it senk

recht zur Lagerfuge

Typ 8u.9 1/2 F

1/2 F

2.

Prüfkörper taut dänische Norm OS 438.3. [ 6

(Blockmauerwerk)

Holländische Prüfkörper I 13 u.14

Derselbe PrCifkörper in beide Richtungengeprüft ! stehend mit Rollenlager)

3

4,7,10,13 bi'16 Schichter

4,7,10,13 bis

16 Schichten

.44VI

400.61

111 Ae%A".tO4'

10 bis 14 Schichten

Britische Norm

fc 7A 01

1""4870•44,-

Fig. 6 Hughs Fig. 7 Baker

Annung

The Studie von Prükörpern zur Ermittlung der

Biegezugfestigkeit parc lie I zu den Lagerfugen

Lit. {15J

Fig. 1 Australische Norm Fig.2 Amerikanische

Fig 3 AmerikanischeNorm

Norm

Fig.5 Huizer and Ward

E

8-.4

01

uci,t7)N

dld

in

2

x x

XX X.YX

\ x

X®xN

x

x x

®-sg-

nicht getaucht

getaucht

XX

- - -

1.5EE

z1.0

cr)

0.5

95 °/. Grenze

—3

Li

CD

2

cnN

ía

ad)

Anhang 4 aus Lit.. [12 I

10 20 30

--Wasser Absorption [2/a]

Fig.3 Biegezugfestigkeit in Ab-

hängigkeit von Wassera b-sorpt ion ( parallel zur

Lagerfuge) Mörtel

x nicht getaucht

0 getaucht

0 10 20 30

Wasser. Absorption • [ 0/0]

Fig.4 Biegezugfestigk. in Abhängig-

keit von Wasserabsorption(senkrecht zur Lagerfuge

Mörtel 1 : -14 3

x nicht getaucht

® get auchtx

X X XX xX X X

X XX X

x

® xX X x

1 X

X

0-

95 G ren:

0 10 20 30

Wctsser Absorption [V.]

Fig.5 Biegezugfestigk. in Abhängig -

keit von Wasserabsorption(parallel zur Lagerfuge )

Mörtel 1:1:6

x nicht getaucht

ri

E/IN 1.5 ® getaucht z

EE

zLi

1.0X

))((xx

®a)

-YEn. -

XX X X''-r71

DV)

°tnN

0 . 5x

X

, xX 03(

x

,_-

N

(1)

CD(1)

ED

95 0/0 Grenze

10 20 30

Wasser Absorption [V. J

N

(7)1 0.2

0•1

0

zu Anhang 4 aus Lit. 112 ]

x nicht getaucht

getaucht

X

X

X

X

1

- - - - I -----. '.-4 0 0

0 0

95 /o Grenze

10 20 30

Wasser Absorption C 0/. ]

1.0

0•9

x nicht getaucht

® getaucht

E 0.8E X x

0.7X

XLi0.6 X

x»X

•—

0.5 xxX

Di

(i)a)

cn 0.3

- - -x-L _ _

1)101

95 °A Grenze

0 10 20 30

Wasser Absorption L°/.]

Fig.6 Biegezugfestigk, in Abhängig- Fig.7 Biegezugfestigk.in Abhängig- E g.8 Biegezugfestigk.in Abhängig-

keit von Wasserabsorption

keit von Wasserabsorption keit von Wasserabsorpt ion

(senkrecht zur Lagerfuge

(parallel zur Lagerfuge)

(senkrecht zur Lagerfuge )

Mörtel 1:1:6

Mörtel 1:2:9

Mörtel 1 : 2 :9

Anhang 5 ; Teil 1 Ziegel ; Vergleichende Werte aus Literatursichtung_

Mittl. Biegezug- B iegezugfestigkeit

Druck- festigkeit Streubereich AnmerkungLit. Angabe Material. WA.festigk.

Mörteltyp AlterAlter 1 Lagert. - Lagert. 1 Lagert. = Lagert.

°/° N/mm 2 Tage N/mm2 N/mm 2 N/mm 2 N/mm2

Voll- 14 Typ 1 [2 ] Ziegel aus -

A.Hallquist ziegel 12, 2 45, 7 1 :1 8 (Folie) Typ 2 [2]0,23 2,41 0,22-0,24 1,89-2,76

blühfreudig

[. 2 ]Lochziegel 14

20°/°Loch-an tei l

3,9 52,1 1 : 1 : 8 (Folie)

0,9 2 2,63 0,58 -1,50 2,1 - 2,9ii

Lochziegel

25°/° Loch-

anteil8,5 4 0,0 2 : 1 : 8 28 Typ 3 [3 ] 0,4 6 — 0,36-0,64 —

T. Hustad u.

A.Sand Lochziegel

[ 3 ] 20 °/°Loch-

antei l

6,0 5 2 , 0 2:1:8 2 8 ii 0, 5 4 — 0,48-0,59 —

Lochziegel

20°/° Loch-

anteil

4,5 5 5, 2 2 : 1 : 8 2 8 0,7 6 — 0,56-0,94II

Anhang 5 ; Teil 1 Ziegel Vergleichende Werte aus Literatursichtung_

Mittl. Biegezug - Biegezugfestigkeit

Lit.Angabe Material W.A.Druck-

festigk.Mörteltyp Pr,

AlterPrüfeinrichtung Festigkeit Streubereich Anmerkung

1 Lagerf. = Lagerf. I Lagert. = Lagert.

°/° N/mm2 Tage N/mm2 N/mm 2 N/mm 2 N/mm2

Kalk og Vollziegel 25 58,3 1 :1 :7,5 28 Typ 4 u.5 [5] 0,42 1,87 0,3-0,49 1,58-2,05

Teglvaerks-laboratoriet

Drehtisch-presse

Aarhus Däne-j mark C 7 J

--II 25 58,3 1 : 1:7 5 2 8 II- 0,3 6 1,21 0,32-041 108- 1,38Sandkurvegeändert l

-

Vollziegel 51, 0 1 : 0,6 : 4 Typ wie Lit. C 13 ] 0,3 7 0,29-043Mörtel m. spezial-plastifiz. Mittel- - -

Labor • .

I bbc - t no 51, 0 -II-- 0,0 6 0,05-0,07 - Mörtel zugesetztplastif. Mittel-II - - 11-

Holland [131wie vorher (aber

-i1- 51,0

51,0

---ti- -

-

I , 0,06

0,39

0,04-0,08

0,37-0,41

3 x plastif. Menge)

Prefab Mörtel-II - II- II

Lochziegel - 78, 9 - 0,7 0 0,6 2-075 Zusätze wievorher stende

-II -11- - 78,9 --II- 0,29 0,2 4 .0,34 Serie-'I - - II

II78,9 0,34 0,25 -0,43 --u1 - II- - -ii---

- 78 9 0,40 0,36-0,43--II - II- - - II-

Anhang c^ T ^| 1 Ziegel \/ | ' ^` ,! \^/ ^ | 'f f ' ^`^/^D//^D(] ^ / / [^| ` / /-|t^O^` ^ ,^[O ` BC//8Dv8 vv8^ ` ^ aus ^|`f^[O`U[^|C//`UDU__

L`t.A q gabe Material WA. Druck-

fcstigkMö[(oltyp

pr.

AlterPrüfeinrichtung

Mitt!. Biegezug -.festigkeit'

Biegezugfestigkeit5t[eubereich Anmerkung

| [age/f. =LuSerf I [o8ert =Lugerf.

" . N/m-2

Tage ______

N/mm2 N/mm 2 N/mm Z NI mm2

Vereniging de

nederlandse

baksteen

industrie

Bericht

[ l4 ]

Vo|iz)egei --

--

--

--

*--

--

--

-_

l : 0,4 : 4

=__-

--

--

--

__

wie [13 ] 0,4 O

O ^ 3'

0 / 1 1

0 / 12

1/3 3

l 8 G'

1,07

0/80

Po/t(ondzernent

Hüttenzement

l rni^ p^ns\^^fizierenden Mitt.wie 2,rnit plush

fizierenden Mitt.

--- --

---

---| |--' --' i/ --- ---- | |

--^-- //---

---//---

---ii --- ---- || ----

-_- ___---'o — — II

5tronggeprLochziegel

--

--

--

--

--

--

--

--

--

--

0,56

0.41

O, 3 8

0,2 8

2,64

2.O5

1'8 5

1,4 O

--- --'

wie vorher

stehende

Serie^

|

---// --- _/| —

--- ----./- --'/i --- --- /|

/ | --- ---—11 - -- || --- n --- ---

-----II— —II _Ii| --- _--

3.

Anhang 5 ; Teil 1 Ziegel_ i Vergleichende Werte aus Literatursichtung_

Mittl. Biegezug - Biegezugfestigkeit

Lit.Angabe Material WA Druck-

festigk.Mörteltyp Pr.

AlterPrüfeinrichtung festigkeit Streubereich Anmerkung

1 Lagerf. - Lagerf. 1 Lagerf. = Lagerf.

°/° N/mm2 Tage N/mm2 N/mm 2 N/mm 2 N/mm2

The flexuralstrength ofclay masonry

determined

Vollziegel

( Frog )

Typ 7+ 8

Vollziegel

ca.4

224

ca.75,0

27,9

1:1/4 : 3

1 : 1 R : 3

28

28

B.S. 5682

1,0 6

0,61

3,14

1,80_IIfrom Wallette

Specimens

von West

(84)1 : 1 : 6 -11- 0,32 1,19ii

Strangca.5 1 1/4:3 -11- 2,49 2,71

Lit. C 9 7geprefl t

ca.72,0 : -- 0,9 8 2,62 0,81- 0,95 -

Ziegelca.20 °/°

Lochanteil

(14:15%20)

Vollziegel

Strang

3 7 ca.55,0 1 : 1 /4 : 3 -ii- 0,8 6 2,29 0,63- 0,98 1,76-2,70i

23 + 24 -II- — I I— 1 : 1 : 6 -I I- 0,64 2,17 0,50- 0,80 1,77- 2,81I

Anhang B. Teil 2 Kalksandstein u. Betonblocks / Steine Vergleichende Werte aus Literatursichtung

Lit.Angabe Material WA Druck-

festigk.Mörteltyp Pr '

AlterPrüfeinrichtung

Mitt!, Biegezug-festigkeit

Biegezugfestigkeit

Streubereich Anmerkung

1 Lagerf. = Lagerf. 1 Lagert. = Lagert.

0 /0 N/mm2 Tage N/mm2 N/mm 2 N/mm 2 N/mm2

Betonsteinnicht auto- C 100klav be - 15,6 14,2 Zement :Sand 14 Typ 1 C 2 J

Hallquist handeltTyp 2 C 2 ]

0,88 2,79 0,79-0,95 2,59-3,20

C2J "Napsa^^1 , 3 3

Modulblock 19,3 13,4 14 2,20 2,92 1,98-2,44 2,64-3,37-11- i 19,3 13,4 1 : 1 : 8 14 1,59 - 1,26-1,91

Splittblock 10,8 45,2 1 : 3,3 14 0,73 3,70 0,62-0,83 3,35-4,30ii --

10,8 45,2 1 : 1 t 8 14 1,14 - 0,97-1,23 --ii- II

tnKS.mit 1 : 1 /4 : 3 28 Typ British 0,40 1,57 0,25-0,57 097-2,04 K.S.mit grölle-

3 ° Vertiefung 9,5 46,1 1 : 1 : 6 -ii-- Standard 0,38 1,31 0,29-0,47 0,82-1,67 rer Festigkeit

ö,0

0 .-..

1: 2 :9 -ii- B S 5 6 2 8 0,24 0,88 0,1 6-0,37 0,59-0,98 Mittel von 4

bzw.5 Stein-sorten

jo on

-- a^ 1 : 1 /4 : 3 -n- 0,5 6 1,52 0,33-0,71 1,34 -1,79 K.S. mit kleiner

vS 8,5 2 3,1 1 : 1 '. 6 -'I- - - - - - Festigkeit-1,- ild '_-- 1 : 2 : 9 - i- 0,32 1,15 0,21- 0,35 0,80 -1,40 Mittel von 3

E K.S. 1 : 1 /4 : 3 -0- 0,54 2,0 0,52-0,55 1,68-2,32 K.S. mit gröfl.

u C,d 0tn

massiv 7,6 33,1 1 : 1 : 6

1 : 2 : 9

.-11-

-I.-

0,32

0,35

1,29

1,06

0,28-0,37

0,29-0,41

1,04-1,53

096-1,11

Festigk.Mitt.von 2bzw,4

ii

°1 1 :1/4 : 3 -Ii- 0,41 1,16 0,32-0,53 1,06-1,25 K.S. mit kleiner

L 5 11,2 21,2 1 : 1 : 6 -I.- 0,35 1,39 0,32-1,40 1,31-1.48 Festigk. Mittelii^i_1-- .o 1 : 2 : 9 -ii- 0,23 0,84 0,19-0,31 0, 77-0,91 von 3 Steinsor-

fan

Anhang 5 Teil 3 Leichtbeton - Gasbeton Vergleichende Werte aus Literatursichtung

Lit . A ngabe Materialw.

Ar.'Druck-festigk

Mörteltyp Pr 'Alter

Tage

Prüfeinrichtung

Mittl.Biegezug-festigkeit

,Biegezugfestigkeit

Streubereich

-

Anmerkung

Lagerf.

N /mm2

r Lagerf

N /mm 2

1 Lagerfuge

N /mm2

= Lagerfuge

N /mm2 °/° N /mm 2

Inca,

1,-) r'cod uJ^ :"'"- -'.c >..•-- a)

® ä>ä, a,>,

-0

n 6^0

-s- Ä

öCD

^

^ 04- ^•^ ^'a).^ w-^--- ®

Leichtbeton-

block 29,0 3,5

Ii

1:1 :6plastifizier tZement -Sand

2 8 BS 5 6 2 8 0,35 0,94 0,32 - 0,40 0,81 - 1,01

1 ' 1 ' 6Mauerzements.

_u- --II- 0,43 0,97 0,37 - 0,54 0,86 - 1,10

1 : 1 '• 6Zem. Kalk Sand

-II- - II- 0,47 0,91 0,40 - 0,59 0,80 - 1,01

1 :2:gplastifiziertZement -Sand

---If- -ii- 0,31 0,88 0,27 - 0,37 0,83 - 0,94

1 • 2 `9Mauerzements.

-II----II- 0,29 0,91 0,24 - 0,35 0,81 - 0,99

1 ' 2 ' 9Zem.- Kalk -Sand

-II- -II- 0,22 0,81 0,15 - 0,29 0,75 - 0,85

Gasbeton-block 111, 6 3,5

1:1 e6plastifiziertZement -Sand

-II- 0,26 0,37 0,23 - 0,29 0,36 - 0,40

1 : 1 : 6Mauerzements.

-II- . 0,22 0,43 0,20 - 0,25 0,40 - 0,45

1 : 1 : 6plastifiziertZement-Sand

-II-- 0,41 0,62 0,35 - 0,48 0,55 - 0,67

1 : 2 : 9plastifiziertZement -Sand

. ___II_-. 0,20 0,38 0,16 - 0,25 0,35 - 0,42

1• 2 • 9Mauerzem.-Sand

-II- 0,22 0,40 0,19- 0,26 0,35 - 0,47

1:2:9Zem:Kalk Sand --ii-- • 0,14 0,45 0,09 - 0,1 8 0,38 - 0,49

Tabe 2 Mörteffestigke.it und Konsistenz

LaborFestigkeit ( NI/ mm ) Konsistenz ( D B mm 1

BCRA BRE LB C PSB BCRA BRE LBC PSB

1 : 1/4 : 3 ( i) 11,5 9,5 13,2 13,5 11,4 11,4 11,3 11,3

1: 1 : 6 ( i i i) 4,2 1,8 2,7 2,7 11,4 1115 11,3 11, 2

1 : 2 : 9 ( iv) 0,93 0,80 0,97 1,10 11,5 11,5 11,5 11,3

Tab.3

Abmessungen der Prüfeinrichtungen

BCRA BRE LBC PSB

Overall span - mm 712 800 790 800

Normal Span of inner points -mm 4 00 4 80 474 4 80

Ratio of inner/overall 0,56 0,60 0,90 0,60

Overall span- mm 712 6 50 6 40 6 50

Parallel Span of inner points- mm 4 00 390 3 84 390

Ratio of inner /overall 0,56 0,60 0,60 0,60

Anhang 6 ( Aus Lit. [ 17 1 )

Ergebnisse aus englischen Ringversuche Prüflabors über Ermittlung der Biegezugfestigk.n. Britisch Standard BS 5628

Biegezugfestigkeitswerte für Walfettes, senkrecht zur Lagerfuge

Mörtel

( BS 5628

fkxN/mm2)

Festigkeiten N/mm2 u. Abweichungen

von Lastcelle von Öldruck

fMean CV °/° f kx Mean CV °/° kx

BCRA 0,57 20,4 0,37 0,56 20,3 0,37

1 ; ^/4 : 3 BRE 1,05 24,2 0,65 - 0,88 13,4 0,67

(0, 5 ) L BC 0,69 18,8 0,47 0,75 24,2 0,43

PSB 0,81 18,1 0,54 0,83 17, 3 0,56

BCRA 0,39 29,1 ,0,24 0,39 30,1 0,23

1 : 1 : 6 BRE 0,69 14,0 0,52 0,65 16,7 0,47

(0,4 ) LBC 0,54 18,5 0,37 0,59 20,8 0,38

PSB 0,56 18,2 0,38 0,57 17,3 0,40

. BCRA 0,36 2 5,8 0,1 9 0,35 2 6,1 0,191 : 2 : 9 BRE 0,50 21,3 0,33 0,52 18,4 0,36

( 0,3 5 ) L BC 0,40 15,0 0,30 0,44 19,9 0,28

PSB 0,45 9)8 0,37 0,46 9,6 0,38

Biegezugfestigkeitswerte für Walfettes, parallel zur Lagerfuge

Mörtel

( BS 5628

f kx N/mm2)

Festigkeiten N /mm2" u. Abweichungen

von Lastcelle von Öl druck

1Mean CV °/0 kx Mean CV °/0 f kx

BCRA 2,02 19,3 1,33 2,02 19,1 1,301 :1 /4 : 3 BRE 1, 58 30,1 0,87 1)71 25,3 1,05

(1,5 ) LBC 1,89 28,5 1,06 2,06 27,4 1,19

PSB 2,02 22,7 1,20 2,03 22,3 1,25B CRA 1, 5 1 22,4 0,93 1,51 22,4 0,94

1 : 1 ; 6 BRE 0,84 40,6 0,31 1,59 18,4 1,07

( 1,1 ) L BC 1,61 12,4 1,24 1,78 11,5 1,39

PSB 1,56 17,4 1,11 1,56 17,6 1,11

B C RA 0,96 1 8 ,8 0,69 0,96 18,5 0,69

1 : 2 :9 BRE 1,33 23,2 .. 0,79 1,34 19,4 0,S6

( 1,0 ) LBC 1,12 23,2 0,69 1,23 23,0 0,76

PSB 1,15 29 5 0J55 1,18 29,8 0,55

zu Anhang 6 ( Aus Lit. (17 ] )Ergebnisse aus englischen Ringversuche PrüflaborsErmittlung der Biegezugfestigk.n. Britisch'Standard ßS 5628

Sel t e 1Anhang 7Einwirkung der Mörtel auf die Biegezugfestigkeit Lit. L 19 1

Mortardesignation

Type of mortar (proportion by volume) Mean compressivestrength at 28 days

(i)

(ii)

(iii)

(iv)

Cement : lime :sand

Masonry cement :sand

Cement : sandwith plasticizer

Preliminary(laboratory)tests

Sitetests

1 Increasing

strenctn

Increasing ability

to accommodate

movement, e.g.

due to settlement,

temperature and

moisture chances

1 : 0 to 1/2 : 3

1. 1/2 : 4 to 41/2

1 : 1 : 5 to 6

1 : 2 : 8 to 9

-

1 : 21/2 to 31/2

.1 : 4 to 5

1 : 51/2 to 6%a

-

• 1 : 3 to 4

1 : 5 to 6

1 : 7 to 8

N/mm`

16.0

6.5

3.6

1.5

N/mn

11.0

4.5

2.5

1.0

Direction of chan ge in properties

is shown by the arrows

Increasing resistance to frost attack

during construction

Improvement in bond and consequent

resistance to rain penetration

Tab.1 Mörtelbestimmungen nach Britisch Standard

Plastic:sea Cement Sand Masonry Cement-Sand Cement-Lime-Sand*Orlentattonand mortarresignation

denseAggregate

LigntveigntAggregate

AutoclavedAerated

DenseAggregate

LigncuelgntAggregate

AutoclavedAerated

DenseAggregate

Lignt•reigntAggregate

Autoclave._Aerated

perpend jotnt1.52 0.31 0.36 1.53 1.10 0.45 0.84 0.30 0.671.50 0.96 0.36 1.52 0.92 0.40 1.11 0.38 0.55

(111) 1.52 1.01 0.38 1.46 1.00 0.42 0.96 0.99 0.651.45 0.92 0.37 1.53 0.35 0.44 1.03 1.01 0.561.54 0.98 0.40 1.55 0.97 0.44 0.38 0.87 0.57

Mean 1.50 0.94 0.37 1.53 0.97 0.43 0.96 0.91 0.62-c'rs 2.3 8.3 4.5 2.9 9.3 4.5 11.2 9.7 9.5

Code fkx 0.75 0.45 0.45 0.75 0.45 0.45 0.75 0.45 0.43

1.44 0.36 0.42 1.46 0.96 0.35 0.76 0.35 0.491.40 0.33 0.36 1.44 0.31 0.40 0.61 0.34 0.44

(iv) 1.26 0.34 0.39 1.45 0.99 0.47 0.38 0.33 0.331.25 0.91 0.38 1.51 0.91 0.42 0.37 0.75 0.451.25 0.94 0.35 1.51 0.38 0.35 0.55 0.76 0.49

Mean 1.32 0.33 0.38 1.47 0.91 0.40 0.76 0.30 0.45CV% 6.7 5.4 6.3 2.2 7.5 11.9 14.5 6.1 10.3

Coca fkx 0.6 0.4 0.40 0.60 0.40 0.40 0.60 0.40 0.4C

Bea joint0.57 0.32 0.29 0.54 _ 0.37 0.21 0.57 0.40 0.40.46 0.38 0.24 0.58 0.54 0.21 0.37 0.56 0.35

(iii) 0.37 0.40 0.28 0.42 0.41 0.20 0.54 0.42 0.450.45 0.35 0.23 0.42 0.44 0.24 0.61 0.59 0.40.50 0.32 0.25 _.' 0.47 0.41 0.25 0.75 0.40 0.37

Mean 0.49 0.35 0.26 0.49 0.43 0.22 0.67 -. 0.47 0.4;CV; 22.3 10.0 10.2 14.2 14.0 9.0 20.3 19.2 11.5

Code fkx 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.23

0.29 0.33 0.22 0.21. 0.28 0.22 0.05 0.20 0.1::0.23 0.27 0.13 0.24 0.35 0.23 0.07 0.23 --0.0`

(iv) 0.37 0.28 0.16 0.28 0.33 0.26 0.36 0.23 0.1:0.41 0.31 0.25 0.11 0.27 0.22 0.26 0.29 0.1:

0.33 0.37 0.18 0.25 0.24 0.19 0.30 0.15 0.1c

Mean 0.34 0.31 0.20 0.22 0.29 0.22 0.21 0.22 0.1:c'V% 16.4 - 13.0 18.4 29.9 15.3 11.3 67.6 23.5 25.5

Code fkx 0.2 0.2 ' 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

Tab.2 Ergebnisse von Biegezugfestigl<eit Blockpri:ifkörper

.`solar Type Ceae^.._......San.. 2 Pas_lc.sed Cenent:Sana Y.LScnry Cement:Sant

3r.ck type/ F:ettan Fletton Fletton

concltior, 16 hole „ hale .:ettor. - rettenDecxe0

adustedMortar

16 hcle 3 ..tie Fletton -iettcr.

Decdea

Ad, __ea._rtar

16 here 3 hole Fletton -ietton

Jacked

Ac'ustea

Mortar

Hartar 0.45 0.79 0.72 0.81 0.74 0.30 0.6 1 0.50 0.37 0.22 - - - - -

Deti^-aticn 0.50 1.03 0.79 0.75 0.75 0.73 0.52 0.55 0.47 0.33 - - -

(1) 0.48 0.38 0.51 0.59 0.79 0.63 3. 4 1 0.46 0.35 0.37 - - - - -

0. 47 0.79 0.64 0.57 0.82 0.65 0.70 0.32 0.60 0.33 - - - - -

0.57 1.03 0.54 0.73 0.72 0.58 0.39 0.36 0.75 0.27 - _ _ -

Mean 0.49 0.90 0.65 0.74 0.76 0.58 0.53 0.44 0.52 0.31 - - - - °

CvS_ 9.3 13.4 14.7 7.0 5.3 12.8 25.0 21.9 33.7 21.7 - - - ° -

Cooe fox 0.5 0.5 0.4 0.4 C.4 0.5 C.5 0.4 0.4 0.4 - - - - -

Mortar 15.1 15.3 14.5 15.2 14.6 9.3 1 '.3 9.2 9.5 9.8 - - - - -

Strength0.74 0.69 0.52 0.75 0.45 0.36 0.38 0.47 0.41 0.24 v.46 0.48 0.53 0.52 0.61

0.56 0.69 0.82 0.61 0.56 0.74 0.33 0.43 0.50 0.41 0.42 0.51 0.57 0.51 0.70

(111) 0.93 0.67 0.54 0.76 0.52 3.54 3.57 0.4o 0.38 0.40 0.48 0.52 0.70 0.48 0.60

0.75 0.91 0.60 0.50 0.52 0.69 C.70 0.25 0.53 0.35 0.45 0.53 0.53 0.61 0.60

0.75 0.85 0.42 0.74 0.74 0.70 3.58 0.49 0.56 0.44 0.43 0.44 0.42 0.41 0.52

Meat. 0.75 0.76 0.50 0.57 0.58 0.73 0.53 0.41 0.43 0.37 0.45 0.5o 0.55 0.53 0.53

071 17.5 14.7 24.3 16.9 20.8 11.4 3-.9 23.3 16.3 21.3 5.3 7.4 18.3 16.4 6.7

C.-_ fOx 0.4 0.4 0.3 0.3 _0.33 0.4 _.4 0.3 0.3 0.3 0.4 0.4 0.3 0.3 3.3

Mcrtär--- 2.9 2.5 3.1 3.5 2.4 2.3 2.1 -2.5 2.1 2.0 2.0 2.3 2.5 2.7 2.4

Strength

0.43 0.54 0.38 0.17 0.42 0.53 0.70 0.44 0.32 0.53 0.49 3.5 4 0.49 0.50 0.51

0.52 0.63 0.39 0.32 0.40 0.57 0.35 0.39 0.35 0.43 0.53 0.47 0.55 0.64 0,51

- (iv) 0.56 0.55 0.46 0.23 0.57 0.44 0..36 0.35 0.40 0.52 0.47 0,44 0.32 0.48 0.50

0.58 0.53 0.52 0.35 0.53 -0.50 0.31 0.38 0.45 .0.59 0.53 0.55 0.42 0.56 0.61

0.59 0.59 0.44 0.30 0.47 0.49 0.77 0.32 0.36 0.64 0.51 0.49 0.44 0.53 0.62

Mean 0.54 0.51 0.44 0.27 0.48 0.51 3.50 0.38 0.38 0.54 0.51 0.50 0.44 0.56 0.57

CvS 12.1 6.2 13.0 25.5 15.0 9.5 03 .9 12.0 13.0 14.6 5.2 9.4 19.3 11.0 10.5

Code fkx 0.35 0.35 0.25 0.25 0.25 0.35 3.35 0.25 0.25 0.25 0.35 0.35 0.25 0.25 0.25

..crtar 0.8 1.5 0.8 1.0 0.9 1.4 1.2 0.7 1.5 1.0 1.3 1.5 1.2 1.4 1.4

Str engt:)

Tab. 3 Ergebnisse von Biegezugfestigkeit Ziegel senkrecht z. Lagerfuge

Mortar type Ceaent:L:ne:Sand Mortar I P1ant1c4te0 Cement:Sana I Masonry Cement:Sans

Brick type/condition 16 hole 3 hole Fletton Fletton

Cocxee

ilettonAci unteal15 hole 3 hole

Mortar

Fletton Fletton)

Jcceed

Fiectan

ACj..tea

Mortar

16 he:e 3 hole Fietton

Fletton

Fletto.^. AGE u tea

Docked) Mortar

Mortar 2.00 2.15 1.66 1.77 1.62 1.69 2.02 0.52 1.76 1.11 - - - -

Ce0lgnatlon 1.81 2.05 1.34 1.63 1.69 2.05 2.17 1.17 1.69 1.55 _ __

- -

(1) 2.11 2.38 1.45 1.75 1.51 1.60 2.01 0.97 1.75 1.18 - - -

__ -

-1.92 2.30 1.72 1.46 1.43 1.84 2.18 1.20 2.00 1.05 _

1.57 2.42 1.53 1.62 1.47 2.58 2.20 0.95 1.83 1.46 - - - -=

Mean 1.88 2.27 1.54 1.55 1.54 1.95 2.12 0.96 1.31 1.27 __ _ _

07% 11.0 6.7 10.0 7.1 7.0 20.0 4.4 29.3 6.6 17.5 - - - -_

- -Coce fox 1.5 1.5 1.1 1.1 1.1 1.5 1.5 1.5 1.1 1.1 - - -

-Mcrtar 15.1 15.3 14.5 15.2 14.6 9.3 t1. 3 9.2 9.5 9.3 ° - _

Strength

2.24 1,83 1.67 1.65 1.334 2.06 1.80 1.24 1.24 1.60 1.90 1.73 1.59 1.46 1.07

2.58 1.99 1.49 1.62 1.65 2.52 2.18 1.48 1.18 1.81 1.48 1.76 1.57 1.54 1.33

(111) 1.86 1.55 1.74 1.35 1.43 1.90 2.21 1.36 1.12 1,75 1.56 1.79 1.53 1.20 1.29

2.76 ' 1.98 1.44 1.71 1.63 2.54 1.99 1.87 1.27 1.27 1.46 1.30 1.41 1.31 1.30

2.6 0 2.06 1.52 1.73 1.32 1.94 2.20 1.16 1.20 1.60 7.43 1.50 1.52 1.39 1.33

Mean 2.42 1.58 1.57 1.61 1.58 2.19 2.08 1.42 1.20 1.61 1.57 1.68 1.52 1.39 1.26

CVS 15.1 10.3 8.1 9.5 12.3 14.3 8.6 19.6 4.3 13.0 12.1 12.6 4.6 8.5 8.7

Code fkx 1.1 1.1 0.9 0.9 0.9 1.1 1.1 0.9 0.9 0.9 1.1 1.1 0.9 0.9 0.9

Mortar 2.9 2.5 3.1 3.6 2.4 2.3 2.1 2.5 2.1 2.0 2.0 2.3 2.5 2.7 2.4

Strength

1.79 1.71 1.10 1.11 1.33 1.59 1.78 1.00 1.19 1.26 1.38 1.72 1.12 1.52 1.56

1.50 1.14 0.91 1.00 1.19 2.12 1.65 1,32 1.46 1.29 1.44 1.58 1.43 1.55 1.73

(1v) 1.62 1.50 1.04 "1.05 1.13 1•37 1.69 1.37 1.31 1.07 1.52 2.1 11.51 1.50 1.49

1.59 1.35 1.17 1.14 1.41 1.95 1.78 1.15 0.92 1.26 1.34 1.97 1.43 1.72 1.74

1 -.66 1.16 1.67 1.09 1.26 2.54 1.46 1.10 0.98 1.22 1.41 1.84 1.26 1.14 1.52

Mean 1.63 1.53 1.18 1.06 1.26 1.93 1.67 1.13 1.17 -, 1.30 1.42 1.84 1.35 1.49 1.61

CYS 6.50 23.0 24.7 6.0 8.8 22.8 7.8 10.7 19.2 7.5 4.8 11.2 11.7 14.3 7.4

Code fkx ° 1.0 1.0 0.8 0.9 0.8 1.0 1.0 0.8 0.8 0.8 1.0 1.0 0.8 0.8 0.8

Mortar 0.8 1.6 0.8 1.0 0.9 1.4 1.2 0.7 1.5 1.0 1.3 1.5 1.2 1.4 1.4

Strength

Tab. 4 Ergebnisse von Biegezugfestigkeit Ziegel parallel zur Lagerfuge

.7

.6 -

' ^ ^ ^ , ^

90 100 110 12 0 130 140 150 7G

Konsistenz

.0

1 PortlandZement )

1 Kalk ) PC: L

5 Sand

1 PortlandZement )

1 Mauerbinder-zement PC:MC

5 Zement

1 Mauerbinderzem.

Zement )

1 Kalk ) MC:L

5 Sand

1 Mauerbinderzement

Zement )

2 y2 Sand ) M C

Mörtel

Konsös-145Lenz / 0125 115 100 150 130 115 95 140 125 100 90 140 125 115 95

N 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24 24J .70 .51 .37 .36 .61 .24 .11 .04 .32 .31 .24 .21 .26 .07 (.049 0

(.052

V .0 9 .20 .23 .29 .15 .4 6 .55 .81 .1 9 .20 .29 .24 .2 9 .74 .67 -

N= Anz.Prüfergebnisse J = Fugenfestigk. V=Variationskoeffizient *Werte für Frischmörtel

Anhang B. Einfluß der Mörtelkonsistenz auf die Biegezug®festigkeit(senkrecht zur Lagerfuge) I Lit.16

INSTITUT FÜR ZIEGELFORSCHUNG ESSEN E. V.STAATLICH ANERKANNTE PRÜFSTELLE

Am Zehnthof 197-203, 4300 ESSEN 13, Telefon 59 0017-19 111•11•111N11111

Schlussbericht

"Richtwerte der Biegezugfestigkeit von

Mauerwerk als Beitrag zur Baukostendämpfung"

Teil II - Tastversuche -

^^.

Bankkonto: Dresdner Bank Essen Nr.402968900 (BLZ: 36080080) Postscheckkonto Essen Nr.105530-431

INHALTSVERZEICHNIS

Seite:

1. Stand der Technik und Folgerungen für dieTastversuche 1

2. Versuchsprogramm 1

3. Versuchsdurchführung und Prüfergebnisse 2

3.1 Materialien 2 - 3

3.1.1 Ziegel 2

3.1.2 Mörtel 2 - 3

3.2 Prüfung der Haftzug- und Haftscherfestigkeit 3

3.3 Biegezugprüfung senkrecht zur Lagerfuge 3

3.4 Biegezugprüfung parallel zur Lagerfuge 4

4. Zusammenfassung 4 - 5

5. Anlagen 1-7

1. Stand der Technik und Folgerungen für die Tastversuche

Die Nutzung der Tragfähigkeit des Mauerwerkes bei Beanspru-chung durch Biegemomente gewinnt seit Inkrafttreten derDIN 1053 Teil 2 erheblich an Bedeutung.

Hier sind neue Berechnungsgrundlagen zur Erfassung des Ein-flusses der ausmittigen Belastung auf Mauerwerkskonstruk-tionen enthalten; Zug- und Biegezugspannungen parallel zurLagerfuge in Wandrichtung dürfen bis zu dem vorgegebenenHöchstwert Ü Z = 0,3 MN/m2 (DIN 1053 Teil 2, Abschn. 7.4)in Rechnung gestellt werden. Zugspannungen rechtwinklig zurLagerfuge dürfen jedoch nicht in Ansatz gebracht werden.

Die Zusammenstellung internationaler Besti mmungen in Teil Idieses Berichtes zeigt, daß zum einen höhere Zugspannungenparallel zur Lagerfuge erreicht werden und zugelassen sind,zum anderen auch senkrecht zur Lagerfuge grundsätzlich Zug-spannungen in Rechnung gestellt werden dürfen.

Zur Überprüfung der aus der Recherche hervorgehenden Unter-suchungsmethoden wurden jeweils 4 Tastversuche mit Ziegelnin Verblenderqualität und einem Mörtel der Gruppe II adurchgeführt.Verwendet wurden Wallettsnrüfkörper, die aus den dänischenNormen hervorgehen und aufgrund der Handhabung und Aussage-fähigkeit als am besten geeignet erschienen.

2. Versuchsprogramm

Die Mauerwerkskörper wurden im Kurzzeitversuch geprüft,unter Berücksichtigung der Empfehlungen in Abschn. 4Teil I dieses Berichtes.

Wandtyp I, dargestellt auf Anlage 5 dieses Berichtes,diente der Ermittlung der Biegezugfestigkeitsenkrecht zur Lagerfuge;

- Länge: 2 Steine- Höhe : 10 Schichten- Belastung in den Viertelspunkten- am Fußpunkt bewegliches Rollenlager

Wandtyp II (gem. Anlage 6) der Biegezugfestigkeit parallel zur Lagerfuge.

- Länge: 3 Steine- Höhe : 4 Schichten- Belastung in den Viertelspunkten- am Fußpunkt Gleitlager

Weitere Unterscheidungsmerkmale zwischen beiden Wandtypen(abgesehen von den o. g. Wandabmessungen und der darauf ab-gestimmten Prüfeinrichtung) gab es nicht. Die verwendetenMaterialien, Herstellung, Lagerung und Prüfbedingungenbeider Wandtypen waren gleich.

-2-

- 2 -

3. Versuchsdurchführung

3.1 Materialien

3.1.1 Ziegel- - - -

Die Untersuchung beschränkte sich auf eine Ziegelart für beideWandtypen. Es wurden Mauerziegel als Vollziegel nach DIN 105Teil 1 verwendet.

An einer Durchschnittsprobe von 6 Ziegeln wurden Abmessungen,Rohdichte und Druckfestigkeit geprüft, Einzelergebnisse undMittelwerte sind in Tabelle 1 auf Anlage 1 zusammengestellt.

Unter Berücksichtigung der Prüfergebnisse sind die Ziegelgem. DIN 105 Teil 1 zu bezeichnen als

MZ 28-2,0-NF.

Wichtige Parameter für die Haftscher- und Haftzugfestigkeitsind Saugvermögen und Feuchtezustand des Ziegels bei der Ver-arbeitung. Zur Charakterisierung dieser Eigenschaften wurdenermittelt:

- die Wasseraufnahme an 10 ganzen Ziegeln nach Ofentrocknungbei 105 °C gem. DIN 52252 Teil 2.Die Einzelwerte sind in Tabelle 2 auf Anlage 1 zusammenge-stellt.

Es ergab sich ein Mittelwert von 6,96 Gew.-%.

- Die Saugfähigkeit nach Haller, jedoch nicht ofentrocken,sondern im Verarbeitungszustand an 5 ganzen Ziegeln.

Die Einzelwerte sind in Tabelle 3 Anlage 2 zusammengestellt.

Hierbei wurde ein Mittelwert von 10,5 g/dm 2 min festgestellt.

Die Biegezugfestigkeit des Wandkörpers parallel zur Lagerfugewird größenordnungsmäßig begrenzt durch die maximal aufnehm-baren Biegezugspannungen der Ziegel.

Prüfergebnisse an 5 Ziegeln (s. Tabelle 4 Anlage 2) ergabeneine mittlere Bruchspannung von5Bz = 5,79 N/mm2.

3.1.2 Mörtel

Als Mauermörtel wurde ein Kalk-Zement-Mörtel der Mörtel-gruppe II a nach DIN 1053, Teil 1, Tabelle 6, Zeile 8, ver-wendet. Die Herstellung erfolgte nach Gewichtsteilen durchUmrechnung der Raumteil-Mischungsverhältnisse.

Die Zusammensetzung des Mörtels und seine Eigenschaften sindauf der Anlage 3 zusammengestellt.

-3-

- 3 -

Die Bestimmung der Rohdichte und Festigkeit des erhärtetenMörtels erfolgte gemäß DIN 18555 Teil 3.

Zusätzlich wurden 3 Prismen für Festigkeitsuntersuchungenhergestellt, die zusammen mit den Wänden in der Fertigungs-halle lagerten, in den ersten 7 Tagen unter Folienabdeckung.

Diese Prüfergebnisse sind ebenfalls der Anlage 3 zu entnehmen.

3.2 Prüfung der Haftzug- und Haftscherfestigkeit

Die Festigkeitseigenschaften der Kombination Ziegel/Mörtel, diedas Tragverhalten der Wand bei reiner Biegebeanspruchung kenn-zeichnen, sind Haftzug- und Haftscherfestigkeit.

Die Bestimmung der Haftzugfestigkeit erfolgte an 4 Prüfkörperngem. Anlage 4.

Es ergab sich eine mittlere Festigkeit von Gz = 0,25 N/mm2,

Die Haftscherfestigkeit wurde an 2-Stein-Prüfkörpern nachDIN 18555 Teil 5 ermittelt.

Der Mittelwert aus 3 Proben ergab Ts = 5,97 N/mm 2 (s. Anlage 4).

3.3 Biegezug senkrecht zur Lagerfuge (Wandtyp I)

Es wurden 4 Wände der Abmessungen l/h/d = 49/82/11,5 cm mitden in Abschnitt 3 beschriebenen Materialien erstellt.

Um Unterschiede in der Ausführung zu vermeiden, wurden sämtlicheWände nur von einem Maurer gefertigt.

Die Lagerung erfolgte in der Fertigungshalle, innerhalb derersten 7 Tage unter Folienabdeckunc.

Die Prüfung wurde nach 28 Tagen vorgenommen.

Die Belastung wurde als gleichmäßig verteilte Linienlast in denViertelspunkten eingeleitet. Sowohl für die Auflagerung alsauch für die Lasteinleitung waren Rundstäbe 0 20 mm auf dieentsprechenden Stahlprofile geschweißt, am Wandfuß wurde derRundstab als Rollenlager horizontal beweglich aufgelegt. UmUnebenheiten auf der Ziegeloberfläche auszugleichen, wurdeauf diese Rundstäbe ein Gummiprofil geklebt.

-4-

- 4 -

Die Last wurde über 2 gekoppelte Druckzylinder in Stufen von2bar =', 250N je Viertelspunkt aufgebracht und mit Haltezeitenvon 3 Minuten je Laststufe bis zum Bruch gesteigert, wobei dieGeschwindigkeit der Laststeigerung entsprechend den Angabender Recherche mit 0,01 N/mm 2 je Minute (als rechnerischeZunahme der Biegezugspannung) eingestellt war.

Darstellung des Prüfkörpers und Zusammenstellung der Einzeler-gebnisse sind der Anlage 5 zu entnehmen.Der Mittelwert der Bruchspannung betrug 'senkrecht 0,736 N/mm2.

3.4 Biegezug parallel zur Lagerfuge (Wandtyp II)

Für diese Versuchsreihe wurden ebenfalls 4 Wände gemauert,jedoch mit den Abmessungen l/h/d = 74/32/11,5 cm.

Herstellung und Lagerung erfolgten wie bei Wandtyp I.

In diesem Fall war das Auflager am Wandfuß ebenfalls horizontalverschieblich ausgebildet, hier jedoch als Gleitlager in derfolgenden Art:

unter jedem Ziegel wurden mit einem gegenseitigen Abstand vonca. 5 cm 2 Betoplanplatten angeordnet mit dazwischen liegenderGleitfolie. (Typ TG 1A der GLT Gleit- und Lagertechnik GmbH ).

Die Last wurde auch hier in den Viertelspunkten aufgebrachtund mit 0,04 N/mm 2 je Minute gesteigert, unter Beibehaltungder Beobachtungszeiten wie bei Wandtyp I, jedoch in Stufenvon 5bar n 625 N.

Prüfkörper und Einzelergebnisse sind der Anlage 6 zu entnehmen.

Der Mittelwert der Bruchspannung betrug C parallel =1,778 N /mm2.

4. Zusammenfassung

Eine Gegenüberstellung der Versuchsergebnisse mit der"British Standard BS 568" (identisch mit ISO-Entwurf SC 1/WC 1)und mit den Forderungen der DIN 1053 Teil 2 wurde in Anlage 7vorgenommen.

Eine statistische Betrachtung kann hier aufgrund von 4 Einzel-versuchen nur begrenzte Aussagekraft haben. Dennoch bleibtfestzuhalten, daß die Ergebnisse dieser Versuchsreihe sichin den Rahmen der o.g. Normenbestimmungen einordnen lassen;sie sollten Grundlage sein für weitergehende Untersuchungen mitdem Ziel:

-5-

Der Sachbearbeiter:Wissenschaftlicher Leiter:r/

2 2 2

- 5 -

a) die zulässigen Biegezugspannungen parallel zur Lagerfugedem internationalen Standard anzugleichen kind

b) die Tragfähigkeit des Mauerwerks senkrecht zur Lagerfugeunter Berücksichtigung der tatsächlich aufnehmbarenBiegezugspannungen wirklichkeitsnah zu erfassen.

Essen,den 01.04.86je/bu

(Dipl.-Ing. Schellbach) (Dipl.-Ing. Jedamzik)

Ziegel

Tabelle 1: Abmessungen, Rohdichte, Druckfestigkeit

lfd.Nr. Längemm

AbmessungenBreitemm

Höhemm

Massetrocken

kg

Ziegelroh-dichte 1)kg/dm3

Scherben-rohdichtekg/dm3

Druckfestigkeitßpr

N/mm2ßsT

N/mm2

1 236 112 70 4,234 2,29 113,72 236 112 69 4,167 2,28 50,23 237 113 69 4,086 2,21 62,04 236 113 70 4,151 2,22 51,45 236 112 69 4,130 2,26 98,76 236 112 69 4,15,26 97,7

Mittelwerte: 236 112 69 4,153 2,25 79,0

1) nach Trocknung bei 110 °C Standardabweichung - 27,7 N/mm2

Variationskoeffizient 35 %

Tabelle 2: Wasseraufnahmevermögengem. DIN 52252, Teil 2 (Vornorm Nov. 1982)

Probe-Nr. Masse trocken Masse naß Wasseraufnahme

mtr mw mw - mtr

g g A g %

1 4214 4510 296 7,02

2 4221 4519 298 7,06

3 4168 4498 330 7,92

4 4233 4513 280 6,61

5 4280 4558 278 6,50

6 4179 4517 338 8,09

7 4233 4511 278 6,57

8 4162 4432 270 6,49

9 4205 4497 292 6,94

10 4238 4510 272 6,42

MW: 4213 4506 293 6,96

Standardabweichung

0,59 %

Variationskoeffizient

8 %Anlage 1

h

Ziegel

Tabelle 3: Wassersaugvermögen nach Haller,im Verarbeitungszustand

Nr. Abmessungen Massetrocken

Massenaß

Zunahme Saugvermögen

1 bmtr

mw Ag

mm mm g g g g/dm2min

1 238 114 4176 4199 23 8,477

2 238 113 4390 4414 24 8,924

3 239 114 4195 4220 25 9,176

4 239 114 4175 4215 40 14,681

5 239 113 4159 4189 30 11,108

Mittelwert: 10,473

Standardabweichung

Variationskoeffizient

Tabelle 4: Biegezugfestigkeit

2,56 g/dm2min

24 %

Nr. Abmessungen

b h

Widerst.-moment

b.h2/6

Bruchlast

N

Biege-moment

M

Bruch--spannung

ß Br,Bz

mm mm cm°mm2 kN kN°cm N/mm2

1 70 112 14635 15,3 80,3 5,49

2 70 112 14635 15,2 79,8 5,45

3 71 113 15110 19,8 104,0 6,88

4 70 113 14897 16,3 85,6 5,75

5 71 113 15110 15,5 81,4 5,39

Mittelwert: 5,79NI NI

Standardabweichung 0,62 N/mm2

Variationskoeffizient 11 %

M. 5,25 • N CKNcm]

Anlage 2

Mauermörtel

1.) Eigenschaften des Frischmörtels

Zusammensetzung:

1 RT Weißkalkhydrat

1 RT Portlandzement, Mahlfeinheit 5000 Blaine

6 RT Rheinsand 0/3 mm

Schüttgewichte:

Kalk 498 g/dm3

Zement 956 g/dm3

Sand (trocken) 1250 g/dm3

Feuchtigkeitsgehalt 5,0 Gew.-%

Gesamtwassergehalt 23,3 Gew.-% (bez. auf trockene Stoffe)

Frischrohdichte 2120 g/dm3(in verdichtetem Zust and)

Wasser- Binde-mittel-Wert 1,44

Ausbreitmaß 16,3 cm

2.) Eigenschaften des Festmörtels nach 28 Tagen

a) Prismen nach Lagerung in der Klimakammer

b) Prismen, die bei den Prüfwänden in der Fertigungshalle lagerten.

Nr. Gewicht Rohdichte

EW. MW. EW.

Druckfestigkeit

EW. MW. EW.

Biegezugfestigkeit

MW.

^ gkg /dm3 N /mmz N /mmz

485 1,89

483 1,89 • ^ ^ ^^

485 1,89

b) 1 11,58 10,95 3,16

2

11111111111111

1,89 10,04 11,34 11,31 2,87 3,20

3 12,26 11,67 3,54

Anlage 3

12

Nr. Abmessungen

a b

Bruchlast N Bruchspannung

mm mm N N/mm2

1 39 52 548,5 0,27

2 39 51 497,5 0,25

3 39 53 477,1 0,23

4 39 53 517,9 0,25

Mittelwert : G Z

= 0,25

Standardabweichung 0,016 N/mm2

Variationskoeffizient 7 %

Haftzugfestigkeit

Haftscherfestigkeit

Nr. Abmessungena b

Bruchlast Q Bruchspannung

mm mm kN N/mm2

1 115 239 150,1 5,46

2 115 239 177,8 6,47

3 114 237 161,9 5,99

Mittelwert: Z s =5,97

Standardabweichung 0,51 N/mm2

Variationskoeffizient 8 %

Anlage 4

m

m

1 = 0,490

d = 0,115

h = 0,760 m

Sollmaß Wandlänge

Sollmaß Wanddicke

Stützweite (fest)

Horizontallasten

Biegemoment

Widerstandsmoment

max M H1

Hi = H2

W = 1. 1 . d2

Randzugspannung max1 1 d26

• äC 1 =

Wandtvp I

Ermittlung der Biegezugfestigkeit senkrecht zur Lagerfuge

1 • h . H1

1,140 uimaX 1 =1 • d2

Wand-Nr.

Prüf-alter

im Bruchquerschnitt

1 (m) d(m)

1,140Bruchlast

ü1=H2 (MN)

Bruchspannung

(MN/m2 )1-d2

1 28 Tg. 0,490 0,114 '179,0 4,63.10 -3 0,829

2 0,493 0,114 177,9 4,38.10-3 0,779

3 0,493 0,115 174,8 3,25.10-3 0,568

4 0,491 0,115 175,6 4,38.10-3 0,769

Mittelwert

Standardabweichung

Variationskoeffizient

0,736 MN/mm2

0,115 MN/m2

16 %

Anlage 5

Sollmaß Wandhöhe

Sollmaß Wanddicke

Stützweite (fest)

h = 0,320 m

d = 0,115 m

1 = 0,640 m

Horizontallasten H1 = H2

Biegemoment max. M

Widerstandsmoment W

Randzugspannung

max.

1 H1

h d2

1 H1

• h d2

4^ = 1

6

0,960

_ 14

_ 16

1

Wandtyp II

Ermittlung der Biegezugfestigkeit parallel zur Lagerfuge

H1max. G„ _h • d2

Wand-Nr.

Prüf-alter

im Bruchquerschnitt

h(m) d(m)

0,960 Bruchlast

H1=H2 (MN)

Bruchspannung

(MN/m2)h•d2

1 28 Tg. 0,313 0,114 236,0 8,38.10-3 1,978

2 0,314 0,115 231,2 6,63.10-3 1,533

3 0,313 0,115 '232,0 8,75.10 -3 2,030

4 0,312 0,115 232,7 6,75.10-3 1,571

Mittelwert 1,778 MN/m2

Standardabweichung 0,262 MN/m2

Variationskoeffizient 15 %

Anlage 6

Gegenüberstellung

Baustoffe: Ziegel mit Wasseraufnahme 7,0 Gew.-%

Mörtel in der Zusammensetzung

1 RT Zement

1 RT Kalkhydrat

6 RT Sand

Dim.

/mim IZF

( 1i

Versuchsreihe

0

BS 5628

/^0

DIN 1053

0

Teil 2

0

Y* . C ly*. G i g

N/mm 2

N/mm2

0,736

1,778

0,641

1,562

0,5

1,5

nicht zulässig

0,13 0,56

Sicherheitsbeiwerte für: BS 5628 siehe Recherche Teil I Anhang 1

DIN 1053/2 gemäß Abschn. 7.1

OMittelwerte der Stichprobe

CD untere Grenze.des Vertrauensintervalls der Stichprobe für95 % Wahrscheinlichkeit

DIN 1053/2 Gleichung (14) ^ ( PRK + i °Cp ) Üzul. Gz h

(15) zul. Gz L ßRZ L 0 3A,1 z2 •7 mmO

It

Anlage 7