DRUCKFESTIGKEIT VON ZIEGELMAUERWERK (AMz-Bericht 9/1998)

1 Einleitung

Im Auftrag der Arbeitsgemeinschaft Mauerziegel wurden in /1/ Auswertungen aller derzeit vorliegenden Versuchsergebnisse zur Drucktragfähigkeit von Ziegelmauerwerk durchgeführt. Die Ergebnisse sollten als Grundlage für eine fundierte deutsche Stellungnahme zur Überarbeitung der europäischen Bemessungs-Vornorm für den Mauerwerkbau, ENV 1996-1-1 ("Eurocode 6") sowie zur Überprüfung der Festlegungen in den deutschen Normen DIN 105 "Mauerziegel" und DIN 1053 "Mauerwerk" dienen.

2 Datenbasis

Die Mauerwerkdruckfestigkeit ist die wichtigste Grundlage für die Bemessung von Mauerwerk. In Deutschland wird die Druckfestigkeit entweder an Kleinprüfkörpern nach DIN 18 554-1 oder an geschoßhohen Wänden ermittelt. Zur Ermittlung von vergleichbaren Grundwerten s0 der zulässigen Druckspannung werden die Versuchsergebnisse dann auf eine einheitliche Schlankheit h/d = 10 umgerechnet.

Für die Auswertung standen die Ergebnisse von insgesamt 86 Versuchsserien zur Druckfestigkeit von Mauerwerk aus Hochlochziegeln, davon 40 Versuchsserien mit Normalmörtel, 25 Versuchsserien mit Leichtmörtel und 21 Versuchsserien mit Dünnbettmörtel zur Verfügung.

3 Ziele der Auswertung

Zur Zeit wird die Ziegelnorm DIN 105 überarbeitet. Dabei wird angestrebt, den Anwendungsbereich der Norm in Bezug auf zwei wesentliche Steinkennwerte zu erweitern und zwar:

Ein weiteres Ziel war die Die Auswertungen in /1/ erfolgten daher unter diesen Gesichtspunkten differenziert nach Lochanteilen und Querstegsummendicken, falls hierzu in den Prüfzeugnissen Angaben vorlagen.

4 Auswerteergebnisse aus /1/ und Folgerungen für die Angabe von Grundwerten s0 der zulässigen Druckspannungen nach DIN 1053-1 und charakteristischen Druckfestigkeiten fk nach ENV 1996-1-1

4.1 Ziegelmauerwerk mit Normalmörtel

Für Ziegelmauerwerk mit Normalmörtel wurde unter den in Abschnitt 3 definierten Randbedingungen der Zusammenhang mit einem Bestimmtheitsmaß von 86% ermittelt.

Für Ziegelmauerwerk mit Normalmörtel NM IIa sowie insbesondere für Ziegelmauerwerk mit Normalmörtel NM III sind nach den vorliegenden Versuchsergebnissen - es handelt sich allerdings um relativ wenige Versuchswerte - in Bezug auf die Festlegungen in DIN 1053-1 noch erhebliche Druckfestigkeitsreserven vorhanden. Nach weiterer Absicherung könnten die s0 -Werte in diesen Fällen z. T. deutlich angehoben werden /1/.

Die Versuchsergebnisse übertreffen die charakteristischen Werte des Eurocode 6 für die Steingruppe 2a (Lochanteil <= 45%), so daß in der deutschen Stellungnahme zum EC 6 gefordert wird, für Hochlochziegel die Gruppen 2a und 2b (Lochanteil bis 55%) zu einer Gruppe 2 (Lochanteil bis 55%) zusammenzufassen und dabei die höheren zulässigen Druckspannungen für die Gruppe 2a beizubehalten.

4.2 Ziegelmauerwerk mit Leichtmörtel

Für Ziegelmauerwerk mit Leichtmörtel LM 21 und LM 36 wurden zwei getrennte Auswertungen durchgeführt. Für die Versuche mit LM 21 (12 Versuchsserien), ergibt sich der schwache Zusammenhang

In Bild 2 sind die Versuchsergebnisse, die zugehörige Regressionskurve, die 3 s0 -Treppenkurve der DIN 1053-1 und die Berechnungskurve des Eurocode 6 dargestellt. Für die in Abschnitt 3 definierten Randbedingungen (Lochanteil <= 55% und Querstegsummendicke >= 160 mm/m) wird die Treppenkurve der DIN 1053-1 nur von einem einzigen Versuchswert unterschritten.

Für Ziegelmauerwerk mit LM 36 ergibt die Auswertung der vorliegenden 13 Versuchsserien den deutlich engeren Zusammenhang

Auch hier wird die Treppenkurve der DIN 1053-1 unter Berücksichtigung der Randbedingungen aus Abschnitt 3 (Lochanteil <= 55% und Querstegsummendicke >= 160 mm/m) nur in zwei Fällen unterschritten, wobei für diese Versuchsergebnisse keine Querstegsummendicken gemessen wurden.

Damit wurde in /1/ der Nachweis erbracht, daß die bisher vorliegenden Untersuchungsergebnisse von Ziegelmauerwerk mit Leichtmörtel die s0 -Werte der DIN 1053-1 einhalten. Für die Steinfestigkeitsklassen HLz 10 und HLz 12 wäre bei Verwendung von LM 36 eine leichte Anhebung der s0-Werte durchaus vertretbar.

Bezüglich der Einstufung im Eurocode 6 werden die charakteristischen Druckfestigkeitswerte für die Steingruppe 2a ebenfalls sicher überschritten.

4.3 Planziegelmauerwerk mit Dünnbettmörtel

Ein wesentliches Ziel der Auswertung war die erstmalige Angabe von Grundwerten s0 der zulässigen Druckspannungen für Mauerwerk aus Planziegeln nach dem z. Zt. in Bearbeitung befindlichen Normentwurf DIN 105-6 "Planziegel".

Hierfür standen insgesamt 21 Versuchsserien mit 54 Einzelversuchen zur Verfügung. Als Zielvorstellung für Mauerwerk aus Planhochlochziegeln wurden die zulässigen Druckspannungen für Hochlochziegel mit Normalmörtel der Mörtelgruppe III vorgegeben. Unter Berücksichtigung dieser Vorgabe wurden folgende Anforderungen an die Ziegelgeometrie für die Auswertung definiert:

  • Lochanteil <= 52%,
  • Querstegdickensumme >= 160 mm/m

Alle übrigen Anforderungen wurden analog DIN 105-1 und -2 definiert. Es wurden danach 13 Versuchsserien mit 32 Einzelversuchen, die diesen Anforderungen an die Lochgeometrie entsprachen im Hinblick auf die Angabe von zulässigen Druckspannungen für Planziegel nach DIN 105-6 ausgewertet.

Als Mittelwertfunktion wurde in einer Regressionsanalyse der Zusammenhang

mit einem Bestimmtheitsmaß von 77% ermittelt. Daraus wurde als Vorschlag für die deutsche Stellungnahme zum Eurocode 6 der Zusammenhang

abgeleitet.
Für eine Überarbeitung der DIN 1053-1 wurden die in der Tabelle 1 angegebenen Grundwerte
s0 der zulässigen Druckspannungen vorgeschlagen. Diese Werte liegen etwa in der gleichen Größenordnung wie für die Mörtelgruppe NM III.

Tabelle 1: Vorschläge für Grundwerte s0 der zulässigen Druckspannungen für Mauerwerk aus Planziegeln nach DIN 105-6 mit Dünnbettmörtel

Stein-Druckfestigkeitsklasse Grundwert s0 in N/mm2
HLz 4 0,8
HLz 6 1,1
HLz 8 1,3
HLz 10 1,6
HLz 12 1,8

5 Zusammenfassung

Die Auswertungen in /1/ haben gezeigt, daß auch für Mauerwerk aus wärmetechnisch optimierten Hochlochziegeln (Lochanteil <= 55% und Querstegsummendicke >= 160 mm/m) die Mauerwerkdruckfestigkeit den Werten der DIN 1053-1 entspricht.

Für Mauerwerk aus Planziegeln mit Dünnbettmörtel wurden in /1/ zulässige Druckspannungen vorgeschlagen, die etwa in der gleichen Größenordnung wie die Werte Ziegelmauerwerk mit Normalmörtel NM III liegen.

Im Eurocode 6 ist für Hochlochziegel aus statischen Gründen keine Differenzierung nach Lochanteilen von 45 bzw. 55% erforderlich. Hochlochziegel können danach in einer einzigen Gruppe 2 (Lochanteil <= 55%) zusammengefaßt werden. Die Ergebnisse werden bei der Überarbeitung der DIN 105, der DIN 1053-1 sowie des Eurocode 6 (ENV 1996-1-1) vorgelegt.

6 Literatur

/1/ Schubert, P.: Druckfestigkeit und Kennwerte von Mauerwerk aus Leichthochlochziegeln mit Normal-, Leicht- und Dünnbettmörtel

Aachen: Institut für Bauforschung (ibac) Forschungsbericht Nr. F632/1, 1998

Bonn, Dezember 98
Dr.My-GdJ AMz

 

home