Forschungsprojekt Naturstein-Bodenbeläge

Das NVS-Forschungsprojekt Naturstein-Bodenbeläge im Aussenbereich wurde im Oktober 2019 erfolgreich abgeschlossen. Mitträger des Forschungsprojektes waren der Schweizerische Plattenverband SPV, JardinSuisse und der Deutsche Naturwerkstein-Verband DNV. Die detaillierte Beschreibung der Ergebnisse entnehmen Sie dem technischen Bericht. Der Kurzbericht bietet einen Überblick über die wichtigsten Resultate. Des Weiteren steht das überarbeitete Merkblatt «Aussenbeläge auf Dachterrassen, Balkonen und in Gärten» mit Beschreibungen von Aufbauten zur Verhinderung von Feuchteflecken zur Verfügung. Alle Dokumentationen können im Online-Shop des NVS bestellt werden.

Der NVS hat mit diesem Forschungsprojekt Antworten auf folgende Fragen gefunden: Wie und wann können Feuchteflecken auf Bodenbelägen im Aussenbereich entstehen? Welche Verlegetechnik ist wirtschaftlich und kann Flecken verhindern? Wann sind unterseitige Entwässerungen notwendig? Dient eine Drainagematte der Belüftung oder der Entwässerung? Löst eine rückseitige Beschichtung das Problem dauerhaft und welches Mittel ist das Beste? Dazu wurden auf einer teilüberdachten Terrasse verschiedene Bettungssysteme mit je drei unterschiedlichen Natursteinsorten fachgerecht verlegt und getestet. In einer ersten Phase wurde die Tendenz zur Fleckenentwicklung an typischen, normgerechten Aufbauten untersucht (Figur 1a). Mit den Ergebnissen wurden vier weitere Aufbauten zur effizienten Verhinderung von Feuchteflecken erarbeitet und diese in einer zweiten Phase getestet (Figur 1b). Des Weiteren wurden bezüglich Flecken und Verfärbungen Reinigungsversuche ausgeführt. Anhand von Laborversuchen konnte die Empfindlichkeit von Natursteinen bezüglich Flecken genau definiert werden.

Wie und wann können Feuchteflecken auf Bodenbelägen im Aussenbereich entstehen?

Die Ergebnisse zeigen, dass die Bettung, auch bei optimalem Gefälle im beregneten Bereich einen beträchtlichen Wasseranteil durch Retentionskräfte zurückhält (Figur 2a). Eine komplette Abtrocknung der Bettung kommt nur in seltenen Fällen, z. B. während einer andauernden Hitzewelle vor (Figur 2b).

Das Wasser bleibt durch Adsorptionsprozesse am körnigen Bettungsaggregat (i.d.R. Splitt oder Rundkies) haften, so bildet sich ein homogener, dünner Wasserfilm an der Oberfläche der Bettungsaggregate. Kommt dieser Wasserfilm in Kontakt mit der Unterseite der Natursteinplatte wird das Wasser durch die Kapillarporen der Platte aufgesogen. Die Absorptionsrate ist aber nicht alleine massgebend für die Entstehung von Feuchteflecken. In Hunzenschwil zeigte sich, dass der Naturstein mit der grössten Absorptionsfähigkeit, sprich der feuchteste Naturstein, derjenige mit den wenigsten Feuchteflecken war. Für die Wahrnehmung der Feuchte spielt die Durchsichtigkeit des Natursteins selbst eine massgebende Rolle. Denn besteht ein Naturstein aus vielen transparenten oder transluzenten Mineralien, erkennt man die Feuchte in den Kapillarporen bis in eine Tiefe von mehreren Millimetern. Ein solch «durchsichtiger» Stein benötigt deutlich mehr Energie (Sonneneinstrahlung) um trocken zu erscheinen. Ist der Naturstein «undurchsichtig», dann muss nur das Wasser in den Poren nahe der Plattenoberfläche weggebracht werden. Dafür wird weniger Energie benötigt, und die Platte kann auch bei niedrigen Temperaturen trocken aussehen (Figur 3).

Im bedeckten Bereich dagegen kommen keine Feuchteflecken vor, solange keine Salze im Spiel sind. Salze führen nämlich auch in sehr kleinen Mengen (in Hunzenschwil wurden manche Beläge mit ca. 1 g Salz pro m2 Belag besprüht) zu grossen, dauerhaften Flecken (Figur 4). Diese dauerhaften Flecken waren bei den normgerechten Aufbauten auch nach einem Jahr noch gut sichtbar.

Welche Verlegetechnik ist wirtschaftlich und kann Flecken verhindern?

Die Feuchtigkeit in der Bettung kann nicht total verhindert werden. Eine gute Bremse gegen Feuchteflecken kann jedoch erzielt werden, indem die Entwässerung der Bettung maximiert bzw. die Absorptionsfähigkeit der Natursteinplatten reduziert wird. Die Retentionskräfte können mit der Verwendung von runden, monokörnigen Aggregaten (z. B. Rundkies 4 - 8 mm) oder von wasserlöslichen Hydrophobierungen auf einem Minimum gebracht werden. Bei gebundenen Aufbauten sollen des Weiteren nur Zemente mit geringen Anteilen von Bausalzen verwendet werden (z. B. Trass). Zur Verhinderung des Wasseraufstiegs soll zudem eine Kapillarsperre an der Plattenrückseite (z. B. eine dichte Haftschlemme oder eine wasserlösliche Hydrophobierung) aufgetragen werden.

Wann sind unterseitige Entwässerungen notwendig; bzw. dient eine Drainagematte der Belüftung oder der Entwässerung?

Die Verwendung von Drainagematten wird ebenfalls empfohlen. Netzkaschierte Matten mit genügender Stärke (min. 16 mm) sind auf jeden Fall zu bevorzugen, weil so die Entwässerung an der Basis der Bettung besser gewährleistet wird. Die Einwirkung der Belüftung mit einer Drainagematte ist irrelevant, da in der Bettung immer eine hohe relative Luftfeuchtigkeit herrscht.

Löst eine rückseitige Beschichtung das Problem dauerhaft und welches Mittel ist das beste?

Von der vier getesteten Aufbauten zur Verhinderung von Feuchteflecken wurden die zwei vielversprechendsten im Merkblatt «Aussenbeläge auf Dachterrassen, Balkonen und in Gärten» aufgeführt. Die Fleckenverhinderung stützt sich u. a. auf eine rückseitige Beschichtung: Bei den gebundenen Verlegearten handelt es sich um eine dichte Haftschlämme und bei den losen um eine wasserlösliche Hydrophobierung. Die Hydrophobierung muss nicht auf der Plattenrückseite angestrichen werden, sondern wird mit einem Sprühgerät direkt auf dem feuchten Splitt aufgetragen. Diese Aufbauten schaffen gute Voraussetzungen für ein dauerhaft gutes Erscheinungsbild der Beläge.

Messresultate

In der deutschen Fachzeitschrift der GA LA BAU 6/2017 ist unter dem Titel «Steinschäden auf der Spur» ein Artikel über erste Zwischenergebnisse erschienen.

Untenstehend finden Sie die bisher veröffentlichten Berichte:

Monatsbericht Juli / August 2018

Monatsbericht Mai / Juni 2018

Monatsbericht März / April 2018

Monatsbericht Januar / Februar 2018

Monatsbericht November / Dezember 2017

Monatsbericht September / Oktober 2017

Monatsbericht Juli / August 2017

Monatsbericht Mai / Juni 2017

Monatsbericht April / Mai 2017

Monatsbericht Januar / März 2017

Monatsbericht November / Dezember 2016

Monatsbericht September / Oktober 2016

Monatsbericht Mai / Juni 2016

Monatsbericht März / April 2016