4.3 Kalksandsteine

Wirtschaftliches Mauerwerk

Der wahrscheinlich preisgünstigste Wandbaustoff dürften die Kalksandsteine sein. Sie werden zumeist in kleineren Werken hergestellt, die überall dort gebaut werden, wo es guten Sand, d.h. Quarzsand gibt. So sind zumeist die Transportkosten  - sowohl für das Rohmaterial als auch für das Fertigprodukt  -   niedrig.
Bevor Sie nun  "in die Details gehen",  die wir zumeist von den Herstellern "abgekupfert" haben, einen kleinen Überblick über die Vor- und Nachteile dieses Materials:

Vorteile: 
    -    sehr preisgünstig,
    -    überall schnell und problemlos verfügbar,
    -    alle üblichen und genormten Steinformate erhältlich,
    -    auch Großblöcken verfügbar,
    -    U - Steine und Stürze,
    -    auch als Verblender und Vormauersteine lieferbar,
    -    sehr gute Schalldämmwerte,
    -    guter Putzträger,
    -    hohe Festigkeit = gut für Befestigungen,
    -    große Tragfähigkeit,
    -    problemlos zu verarbeiten,

Nachteile: 
    -    hohes Gewicht,
    -    schlechte Wärmedämmung,
    -    wassersaugend,
    -    empfindliche Nasen merken lange den Kalkgeruch,

Kalksandsteine

Zum Thema  "preisgünstiges Bauen" schreiben die Kalksandsteinhersteller:

"Bauen muss bezahlbar bleiben. So lautet eine Grundforderung der Bauinteressenten an den Markt. Der Wunsch nach den eigenen vier Wänden, ob im freistehenden Einfamilienhaus, im Reihenhaus oder in der Etagenwohnung, ist ungebrochen. Die Verwirklichung dieses Wunsches wird aber vielen Bauwilligen durch stetig steigende Baukosten erschwert. Die Folge: brachliegende Marktpotentiale. Auch Kapitalanleger rechnen mit spitzem Stift, was sie für ihr Geld bekommen, wenn sie in den Wohnungsbau investieren. Hohe Bauqualität zu tragbaren Kosten ist gefragt, damit die Mieten bezahlbar bleiben.

Die Lösung:
                        kosten- und flächensparendes Bauen

Große Einsparungen lassen sich erzielen, wenn bei der Planung und Ausführung von Bauvorhaben bereits bewährte, aber weithin wenig beachtete, Rationalisierungsmöglichkeiten stärker ausgeschöpft werden. So lassen sich z. B. durch Optimierung des Tragwerks beträchtliche Einsparungen erzielen. Die Entscheidung, lastabtragende Wände statt 24 bis 36,5 cm nur 17,5 oder 11,5 cm dick auszuführen, löst bei den Kosten eine Kettenreaktion von Vorteilen aus. Die Stoffkosten sinken. Wenn Trennwände Deckenauflasten abtragen und Stützweiten vermindert werden, können die Decken dünner dimensioniert werden. Das ergibt Einsparungen bei Beton und Bewehrungsstahl. Die Verwendung schlanker Wände bringt zudem bei gleichen Außenabmessungen des Gebäudes Nutzflächengewinne von 5 bis 7%, ohne an der Bauqualität zu sparen.

DIN 1053-1 erlaubt schlanke Wandkonstruktionen. In größerem Umfang können 11,5 cm dicke Raumtrennwände als tragend bemessen werden, die dann als Deckenauflager zur Verfügung stehen. Dadurch werden die Deckenspannweiten geringer, was gleichbedeutend ist mit einer reduzierten Deckendicke und einem geringeren Stahlbedarf. 

Insgesamt gesehen, ergeben sich Kostenreduzierungen und erheblich größere Nettogrundrissflächen. Das Ziel ist jedoch nur erreichbar, wenn auch die bauphysikalischen Anforderungen Schall-, Wärme- und Brandschutz sicher erfüllt werden. KS bietet hierfür geeignete Lösungen.

                        Mauern ohne Stoßfugenvermörtelung

Mit der DIN 1053‑1 sind verschiedene Mauerwerksausführungen genormt:
Vermauerung mit Stoßfugenvermörtelung, wobei die Lagerfugen stets vollflächig zu vermörteln und die Längsfugen satt zu vergießen sind. Dagegen brauchen die Stoßfugen nicht immer über die gesamte Fläche vermörtelt zu werden. Es müssen jedoch die bauphysikalischen Anforderungen erfüllt werden.
Beim Mauern ohne Stoßfugenvermörtelung sind die Steine stumpf oder mit Verzahnung knirsch bzw. ineinander verzahnt zu versetzen. Bei nicht knirsch verlegten Steinen mit Fugendicken > 5 mm müssen die Fugen an der Außenseite beim Mauern mit Mörtel verschlossen werden. Aufgrund der hohen Maßhaltigkeit von KS‑Steinen können aber Fugendicken eg 2 mm erreicht werden.
Der Arbeitsablauf ist einfach. Er wird durch den Fortfall der Stoßfugenvermörtelung erheblich beschleunigt. Der Lagerfugenmörtel ‑wahlweise als Normal‑ oder Dünnbettmörtel ‑wird vorzugsweise mit dem Mörtelschlitten, wenn möglich auf ganzer Wandlänge, sonst in Abhängigkeit von der Witterung und der Art des Mörtels, aufgezogen. Es entsteht eine gleichmäßig dicke Lagerfuge, die die Reihenverlegung der Steine wesentlich erleichtert, weil das Verkanten und Nachjustieren weitestgehend entfällt.
Mauerwerk ohne Stoßfugenvermörtelung beeinträchtigt die Drucktragfähigkeit des Mauerwerks nicht. Das Nut-Feder-System erleichtert es dem Maurer, ebene Wandflächen zu erstellen. Das Verkanten der passgenauen Steine wird vermieden.
Die Steinoberflächen bleiben sauber. Falls verlangt, können die Griffhilfen verfüllt oder die Stoßfugen angeworfen werden.
Bei vergleichbaren Wanddicken und Steinrohdichten gelten die gleichen Schalldämmmaße für KS-Mauerwerk mit und ohne Stoßfugenvermörtelung.
Die Maßhaltigkeit der KS‑Steine mit passgenauem Nut‑Feder‑System ermöglicht es, mauerwerksabdichtende Arbeiten zu minimieren. So ist der Brandschutz von raumabschließenden KS-Wänden bei Ausführung ohne Stoßfugenvermörtelung nach DIN 1053 ohne Putz oder Verspachtelung gewährleistet. Bei Schallschutzanforderungen ist mindestens ein einseitiger Putz oder beidseitiger Spachtelputz anzuordnen.

In Ausnahmefällen kann es erforderlich sein, die Stoßfugen zu vermörteln. Unter anderem bei:

•   bewehrtem Mauerwerk nach DIN 1053-3 (gilt nicht für konstruktiv bewehrtes Mauerwerk),
•   bei einschaligem Mauerwerk ohne Putz, bei dem Winddichtigkeit gefordert ist,
•   der Druckzone von Flachstürzen sowie
•   Kelleraußenwänden in Abhängigkeit von der Lastabtragung und dem gewählten Abdichtungssystem.

Wandanschlüsse in Stumpfstoßtechnik Sollen Wände durch Querwände ausgesteift werden, so darf eine unverschiebbare Halterung nur dann angenommen werden, wenn die Wände aus Baustoffen gleichen Verformungsverhaltens bestehen und gleichzeitig im Verband hochgeführt werden oder wenn die zug- und druckfeste Verbindung durch andere Maßnahmen gesichert ist. Unter diesen anderen Maßnahmen ist z. B. .der Wandanschluss in Stumpfstoßtechnik zu verstehen, wenn er statisch nachgewiesen ist, die Anschlussfuge der Wände vermörtelt ist und im Bereich des Stumpfstoßes Edelstahl-Flachanker eingelegt sind. Unter diesen Voraussetzungen können die ausgesteiften Wände auch als drei- oder vierseitig gehalten nachgewiesen werden. Bei zweiseitig gehaltenen Wänden wird empfohlen, die Querwände konstruktiv mit Edelstahl - Flachankern anzuschließen. Die Anschlussfuge ist auch hierbei voll zu vermörteln. Beim Bauen in erdbebengefährdeten Gebieten ist örtlich zu klären, ob z. B. ein Stumpfstoß noch ohne rechnerischen Nachweis zulässig ist. Anwendungsbereich Die Außenecken der Kelleraußenwände sind grundsätzlich zu verzahnen. Alle übrigen Wandanschlüsse können stumpf gestoßen werden. Für bis zu viergeschossige Gebäude ist die Regelausführung zeichnerisch dargestellt. Vorteile der Stumpfstoßtechnik •    Stumpfstoß ist zwischen allen Wänden möglich. •    Wände aus Steinen mit unterschiedlichen      Steinhöhen sind problemlos zu kombinieren. •    Mehr Bewegungsspielraum und Lagerfläche auf der        Geschossdecke. •    Vereinfachter Einsatz von mechanischen       Versetzhilfen und Gerüsten. •    Einsparung von Arbeitszeit und Mörtel.  Baukonstruktive Grundsätze •    Keine zusätzliche Bewehrung in den      Stahlbetondecken über den Stumpfstößen. •    Bei d :s 17,5 cm Decke voll aufliegend. •    Gebäudeecken sind miteinander zu verbinden        (Mauerwerksverband oder Anker).

Dehnungsfugen

 In der Außenschale sind vertikale Dehnungsfugen anzuordnen:
•     Im Bereich der Gebäudeecken,
•     bei langen Mauerscheiben im Abstand von etwa 8 cm,
•     bei großen Fenster‑ und Türöffnungen in Verlängerung der Laibungen.

Zusätzliche Dehnungsfugen sind unter Balkonen etc. anzuordnen.

Die unterschiedlichen Verformungen von Außen‑ und Innenschalen sind bei über mehrere Geschosse gehenden Außenschalen auch bei der Ausführung von Türen und Fenstern zu berücksichtigen.

Innenwände

Das geforderte, bewertete Schalldämm‑Maß R'w = 57 dB kann mit einschaligen, 30 cm dicken Wänden der Steinrohdichteklasse 2,0 erreicht werden.

KS-Mauerwerk in Dünnbettmörtel wird im allgemeinen mit einem Spachtelputz versehen. Das Flächengewicht des Spachtelputzes ist gering. Bei der Berechnung des bewerteten Schalldämm-Maßes wurde es nicht berücksichtigt. Deshalb sind für KS-Mauerwerk in Dünnbettmörtel mit Spachtelputz dieselben Werte einzusetzen wie für Mauerwerk ohne Putz.

 Nutzflächengewinn d = 15 cm, d = 20 cm

Einen deutlichen Nutzflächerigewinn erlauben 2 x 15 cm dicke Haustrennwände. Die Ausführung kann mit KS-R-Blocksteinen in Normalmörtel (Rom = 68 c113) oder aber mit KS‑Planelementen (Rom = 69 dB) erfolgen.

Die KS-PE-Wanddicke d = 20 cm ist für Wohnungstrennwände, insbesondere in Studenten- und Seniorenwohnheimen mit wenig gegliederten Grundrissen interessant. Mit beidseitigem 10-mm-Dünnputz erfüllt diese KS-PE-Wand dank hoher Steinrohdichte die Anforderungen der DIN 4109 (Wohnungstrennwände (Rom = 53 aß). Alternativ wird die KS-PE Wanddicke d = 21,4 cm angeboten. Sie erreicht bereits mit Spachtelputz ein Schalldämm-Maß von R'" = 53 dB. Die Empfehlungen des erhöhten Schallschutzes werden mit 24 cm dicken KS-Wänden der Steinrohdichteklasse 2,0 erfüllt (Rom = 55 aß).

Bauteile aus KS-Mauerwerk werden in die versicherungstechnisch günstige Rabatt-Klasse (R) eingestuft, wodurch mindestens ein Rabatt von 10 % auf die Prämie gegeben wird.

KS-Mauerwerk im Erdreich

KS-Mauerwerk im Erdreich ist außerordentlich beständig, auch dann, wenn es ungeschützt bleibt, oder wenn es ständig oder zeitweise im Grundwasser -  nicht aggressives Wasser - steht. Das hat die Auswertung von über 20 Jahre dauernden Untersuchungsreihen an regierenden ergeben. Aufgrund der Untersuchungen wird empfohlen:
•     für ungeschütztes KS‑Mauerwerk im Erdreich und im Grundwasserbereich Vollsteine der Festigkeitsklasse >= 20 zu verwenden und
•     im Frostbereich frostbeständige Kalksandsteine KS Vb einzusetzen.

 Beständigkeit gegen aggressive Wasser und Böden

Nach DIN 4030 können Wasser und Böden Mauerwerk und Beton angreifen, wenn sie schädliche Bestandteile beinhalten oder einen niedrigen pH‑Wert haben. Grenzwerte zur Beurteilung des Angriffsgrades von Böden und Wässern enthält die Norm.

 Bei stark und sehr stark angreifenden Wässern und Böden ist das Mauerwerk zu schützen, z. B. durch ein Abdichtungssystem.

 Austrocknungsverhalten

Das Austrocknungsverhalten und die Austrocknungszeiten von KS-Mauerwerk sind außerordentlich günstig. Durch zahlreiche Untersuchungen an Steinen und Mauerwerkskörpern am Institut für Bauforschung der Rheinisch-Westfälisch Technischen Hochschule Aachen hat sich gezeigt, dass KS etwa die gleiche Zeit wie z. B. Ziegel benötigen, um aus dem "saugsatten" Zustand bis hinunter zur "Gleichgewichtsfeuchte" auszutrocknen.

Der praktische Feuchtegehalt liegt bei 5 Vol.-% bzw. bei 2 bis 2,5 Gew.-%. Dieser Feuchtegehalt wird z.B. bei der Festsetzung der Wärmeleitfähigkeit berücksichtigt.

Natürliche Radioaktivität

Die natürliche Radioaktivität von Baustellen wird durch ihren Gehalt an Radium, Thorium und Kalium bestimmt. Alle Baustoffe enthalten diese überall in der Natur vorkommenden Elemente. Als Zerfallsprodukte entstehen Radon‑ und Thorongas in geringen Mengen.

Am Institut für Biophysik der Universität des Saarlandes - Prof. Muth, Dr. Keller - wurden Kalksandsteine aus allen Bereichen Deutschlands untersucht. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die Werte für die Konzentration der Radionuklide für KS-Mauerwerk im Vergleich zu anderen Baustoffen sehr niedrig liegen. Und auch die Radonund Thoron-Exhalationsraten des Kalksandsteins sind im Vergleich zu anderen Baustoffen gering.

Strahlenschutz in Gebäuden

Kalksandsteine weisen eine relativ hohe Abschirmwirkung gegenüber Röntgenstrahlung auf. Die Abschirmwirkung wird als Bleigleichwert angegeben. Der Bleigleichwert gibt die Materialdicke eines Stoffes in mm an, die der gleichen Schwächung von Röntgenstrahlung wie eine Schutzschicht aus Blei mit 1 mm Dicke entspricht.

An der Universität Hannover wurden für Kalksandsteine Messungen durchgeführt, wobei verschiedene Röntgenröhrenspannungen berücksichtigt wurden. Für KS-Vollsteine der Rohdichteklasse 1,8 bis 2,0 ohne Hohlsaums haben sich die Bleigleichwerte der folgenden Tafel ergeben.

KS 33 Tab 1

KS in der Landwirtschaft

Im Bereich des landwirtschaftlichen Bauens haben sich Kalksandsteine seit Jahrzehnten bewährt. Das gilt sowohl für Wohn- und Betriebsgebäude als auch für Stallgebäude. In diesem Zusammenhang sei auch auf die langjährigen guten Erfahrungen beim Bau von Güllegruben und -kanälen - auch aus dem Bereich der Schweinemast - verwiesen. Selbst bei jahrzehntelanger Nutzung in diesen Bereichen sind kaum Korrosionserscheinungen am Mauerwerk aufgetreten.

Zur besseren Reinigung von Güllekanälen und -gruben empfiehlt es sich jedoch, das unverputzte Mauerwerk mit einem geeigneten Abdichtungssystem zu versehen.

Priniärenergleeinheit PEI 

Der erforderliche Primärenergiebedarf für die Herstellung von Kalksandsteinen ist aufgrund der Produktionstechnik und großer Anstrengungen zur Verminderung des Energieverbrauchs gering und in den letzten 10 Jahren weiter reduziert worden. Nahezu die Hälfte des Energiebedarfs wird für die Herstellung des Bindemittels Kalk benötigt. Der Stromverbrauch von insgesamt etwa 15% ist ebenfalls gering, ebenso wie der gesamte Primärenergiebedarf von 190,6 kWh/t für KSSteine. Von Vorteil ist der sehr geringe Primärenergieverbrauch für Außenwandkonstruktionen.

Hochgedämmte KS‑Außenwände vereinen Ökologie und Ökonomie vorbildlich. Wird anstelle eines WDVS mit d = 8 cm Dämmstoffdicke d = 15 cm gewählt, so ist der erhöhte Primärenergieverbrauch für die Herstellung bereits nach 1,95 Jahren durch den geringen Verbrauch während der Nutzungsphase eingespart. Die restliche Nutzungsphase führt zu deutlichen Einsparungen.