Text: Arno Tröger
Der gestalterische Wunsch nach fließenden Übergängen auf Terrassen und Balkonen hat dazu geführt, dass die mittlerweile üblichen großformatigen Feinsteinzeugplatten nicht mehr nur innen, sondern zunehmend auch im Außenbereich verwendet werden. Die Arbeiten werden sowohl von Fliesenlegern als auch von Garten- und Landschaftsbaubetrieben ausgeführt (siehe u.a. Grafiken).
Mischbauweise mit gebundener Bettung mit Bodenanschluss und Kontaktschicht auf kapillarbrechender Drainlage mit geschlossener Fuge
Hervorragend geeignet auf Schotter- oder Kiestragschichten mit Eigengefälle für Aufbauhöhen ab etwa 100 Millimeter Gesamtaufbauhöhe ab Oberkante der Tragschicht. Die am häufigsten anwendbare und kostengünstigste Bauweise auf ungebundenen Tragschichten erfordert die frostsichere und tragfähige Ausführung des gesamten Oberbaus. Die kapillarbrechende Funktion wird durch die unterseits unbedingt stark perforierte Drainmatte mit oberseits aufkaschiertem Trägergitter als Trennlage erzielt. Diese ist gleichzeitig die Trägermatte für den Einkornbeton mit einem Körnungsspektrum von vier bis acht Millimetern. Die Verlegung der Platten erfolgt mit einer unterseitig aufgebrachten Haftbrücke. Hierzu eignen sich kunststoffvergütete trasshaltige zementäre Mitteldickbettmörtel hervorragend. Die Lagestabilität der Formate wird durch hydraulisch gebundenes Fugenmaterial nach DIN EN 13888 erreicht.
Vollgebundene Bauweise mit Drainbetontragschicht (DBT) mit Kontaktschicht mit geschlossener Fuge und direktem Anschluss Fassadenrinne an Entwässerungseinrichtungen
Für Bauweise auf Drainbetontragschicht mit Eigengefälle für Aufbauhöhen ab etwa 65 Millimeter Gesamtaufbauhöhe ab Oberkante der Tragschicht. Die kostenintensivste, weil vollgebundene Bauweise auf darunterliegender ungebundener Frostschutzschicht erfordert ebenso die frostsichere und tragfähige Ausführung des gesamten Oberbaus. Auf ein oft propagiertes Filtervlies zwischen Drainbetontragschicht und Bettung aus Einkornbeton mit einem Körnungsspektrum von zwei bis vier, maximal vier bis acht Millimetern ist unbedingt zu verzichten. Der weitere Belagsaufbau ab der Bettung erfolgt analog der Mischbauweise mit gebundener Bettung.
Für die Fliesenleger stellen die Baubedingungen im Außenbereich oftmals eine besondere Herausforderung dar. Dagegen sind Garten- und Landschaftsbaubetriebe mit den Baubedingungen zwar bestens vertraut, aber die Verlegung großformatiger keramischer Bauprodukte ist ihnen weniger geläufig. Zwischen Hochbau- und Innenarchitekten sowie Landschaftsarchitekten lassen sich ähnliche Verhältnismäßigkeiten entdecken.
Die sichere und mangelfreie Planung und Ausführung setzt daher ein erhöhtes Maß an gewerkeübergreifenden Fachkenntnissen bei Planenden und Ausführenden gleichermaßen voraus. Die produktspezifischen Eigenschaften und Verarbeitungsanforderungen im Bereich der Belagsdecke von Oberbauten mit Bodenanschluss oder auf Bauwerken erfordern eine das Bauwerk abdeckende und die angrenzenden Bereiche berücksichtigende Herangehensweise. Besonders muss dabei der direkte Übergangsbereich von Gebäuden zu nicht überdachten, teilüberdachten oder überdachten Terrassen, Balkonen und Dachterrassen beachtet werden. Keramische Bauprodukte kommen dort überwiegend in unbefahrenen Bereichen mit erhöhten optischen und damit gestalterischen Anforderungen der Nutzungskategorie N1 nach ZTV Wegebau (2013), der Belastungsklasse 1 nach „FLL-Empfehlung für Verkehrsflächen auf Bauwerken“ (2005) und in unbefahrenen Bereichen für Bauweisen der Tafel 6 der RStO 2012 zum Einsatz.
Obwohl großformatige Feinsteinzeugplatten seit Langem auf dem Markt verfügbar sind, sind die entsprechenden Verlegegrundsätze in den aktuellen Normen und Regelwerken immer noch deutlich auf den Innenbereich ausgerichtet. Sie sind daher nur zu einem sehr geringen Teil bis gar nicht auf Außenanlagen anwendbar, enthalten aber dennoch oft fragmentarisch nutzbare Informationen. Diese sind grundsätzlich kritisch zu hinterfragen, mit eigenem technischem Verstand und Sachkenntnis zu gewichten, mit baupraktischen Erfahrungen abzugleichen und in einer funktionierenden, gebrauchstauglichen Bauweise für die jeweilige Bausituation aufeinander abzustimmen und zu kombinieren. Vielfach finden normativ nicht geregelte Trockenstelzlager, Drainstelzlager, Fugenkreuze und Drainmatten beziehungsweise Drainmattenelemente zusammen mit keramischen Bauprodukten in verschiedenen Bauweisen Verwendung. Durch Überwachungsprüfungen und langjährigen erfolgreichen Einsatz in der Baupraxis gewährleisten sie eine gebrauchstaugliche Eignung für die von den Herstellern ausgewiesenen maximalen Nutzungsbeanspruchungen.
Materialeigenschaften
Für den Außenbereich eignen sich besonders trockengepresste und rektifizierte keramische Feinsteinzeugplatten nach DIN EN 14411 mit geringer Wasseraufnahme (E < 0,5 %, Gruppe Bla) und einer Materialdicke ab 20 Millimetern. Unglasierte Bauprodukte mit einer Klassifizierung von R11 bis R13 nach DIN 51130 bieten dabei ausreichend rutschhemmende Eigenschaften der Oberflächen. Aufgrund der geringen Wasseraufnahme und der hohen Materialdichte besitzen die Fliesen keine kapillaren Eigenschaften und sind dadurch sehr pflegeleicht und reinigungsfreundlich. Durch das geringe Gewicht sind sie einerseits einfach zu transportieren und auf der Baustelle leicht zu handhaben, andererseits erfordert die Verlegung im Freien gerade in Verbindung mit der relativ glatten und nahezu porenfreien Unterseite und ebensolchen Seitenflanken besondere Vorkehrungen gegen horizontale und vertikale Verschiebung während der Verlegung und der späteren Nutzung. Die hohe Widerstandsfähigkeit gegen chemischen Angriff und die hohe Frost- und Tausalzbeständigkeit bieten im Zusammenhang mit hohen Biegezugwerten und hoher mechanischer Belastbarkeit sehr gute physikalische Eigenschaften für den Einsatz im Freien.
Bauweise auf Trockenstelzlager (aus PE oder PP) mit offener/ flexibel geschlossener Fuge
Für Belagsflächen auch ohne Eigengefälle auf druckstabilen Unterlagen und Unterbauten für Aufbauhöhen von circa 50 bis 500 Millimeter Gesamtaufbauhöhe ab Oberkante Abdichtung in Abhängigkeit des Trockenstelzlagerproduktes. Die wasserführende Ebene liegt dann unterhalb der Belagsdecke. Bei flexibel geschlossener Fuge hingegen ist ein Mindestgefälle von 1,5 Prozent auf der Belagsoberkante herzustellen, um den Wasserabfluss zu gewährleisten. Für schwach belastete fußläufige Bereiche beträgt die maximale freitragende Länge von 20 Millimeter dicken Feinsteinzeugplatten auf Trockenstelzlagern 40 Zentimeter. Für Formate ab einer Größe von 40 mal 40 Zentimetern sind weitere Trockenstelzlager als Unterstützungslager in maximal gleichem Raster zu empfehlen. Die maximale freitragende Länge ist geringer als die bei Produkten aus Beton oder Naturstein, da Feinsteinzeugplatten flexibler sind und daher deutlicher auf die Nutzungsbelastungen reagieren.
Bauweise kapillarbrechendes Drainstelzlager mit Kontaktschicht mit offener/flexibel geschlossener Fuge
Für Belagsflächen auch ohne Eigengefälle auf druckstabilen Unterlagen und Unterbauten für Aufbauhöhen ab etwa 60 bis 130 Millimeter Gesamtaufbauhöhe ab Oberkante Abdichtung. Bei flexibel geschlossener Fuge ist ein Mindestgefälle von 1,5 Prozent auf der Belagsoberkante herzustellen, um den Wasserabfluss zu gewährleisten. Drainstelzlager sind eine Weiterentwicklung der nicht unproblematischen Verlegung auf Mörtelsäckchen, jedoch mit kapillarbrechenden Eigenschaften. Auf der Trägermatte wird Einkornbeton als Bettungsschicht mit einem Körnungsspektrum von zwei bis vier, maximal vier bis acht Millimeter, aufgebracht. Bei höheren Schichtdicken ist die Betonbettung durch ein umlaufendes Kunststoffgitter zu sichern. Vor der Verlegung ist eine Haftbrücke auf die Unterseite der Feinsteinzeugplatten aufzubringen. Hierzu eignen sich kunststoffvergütete trasshaltige zementäre Mitteldickbettmörtel hervorragend. Die statische Lastabtragung erfolgt analog der von Trockenstelzlagern. Die horizontale Lagestabilität der Formate wird mit niedrigen Fugenkreuzen erreicht.
Bauweisen und Verlegung
Die Auswirkungen von Witterungseinflüssen und Temperaturschwankungen, von ungebundenem Untergrund und festen Unterbauten sowie von oft komplexen Nutzungen und Belastungsanforderungen in Verbindung mit häufig begrenzten Aufbauhöhen sind die bestimmenden Faktoren bei der Wahl der geeigneten Bauweise. Es sind sechs funktionierende Regelbauweisen für die Verlegung großformatiger Feinsteinzeugplatten mit Materialdicken ab 20 Millimetern dargestellt. Die gebrauchstauglichen Verlege- bzw. Verarbeitungstechniken der darin gezeigten Baustoffe und Bauprodukte sind anzuwenden.
Keramische Feinsteinzeugplatten sind grundsätzlich nach ATV DIN 18352 zu verlegen. Die ATV befindet sich aktuell in inhaltlicher Überarbeitung. Die Aktualisierung vom September 2016 erhielt lediglich eine redaktionelle, aber keine inhaltliche Überarbeitung. Die Angaben zur Verlegung im Außenbereich wurden gegenüber der Ausgabe vom September 2012 nicht ergänzt und sind nach wie vor nur spärlich vorhanden. Weitere Normenverweise dort äußern sich auch nur sehr eingeschränkt zur fachgerechten Verlegung.
Die ZTV Wegebau 2013 ist bereits weitaus informativer, betrachtet die ungebundene Bauweise, Mischbauweisen und die gebundene Bauweise jedoch nur in ihrer klassischen Ausführung ohne die Möglichkeiten der Verwendung von Trockenstelzlagern, Drainstelzlagern, Fugenkreuzen oder Drainmatten. Eine klare Zuordnung von damit funktionierenden Bauweisen mit keramischen Feinsteinzeugplatten unterbleibt leider in allen Regelwerken. Für diese nicht geregelten Bauprodukte sind die Angaben und baupraktischen Erfahrungswerte der Hersteller hilfreich. Diese Angaben befreien den Verwender jedoch nicht von der Prüfung auf Gebrauchstauglichkeit für den gewünschten Einsatzzweck.
Ergänzende technische Informationen zur fachgerechten Ausführung von Belagsflächen mit keramischen Feinsteinzeugplatten bieten darüber hinaus das ZDB-Merkblatt „Außenbeläge“ (2012) und das DNVMerkblatt „Bautechnische Information; Naturwerkstein 1.4 – Bodenbeläge außen“ (2008). Viele der dort genannten Ausführungsgrundsätze können im übertragenen Sinne angewandt werden.
Keramische Feinsteinzeugplatten sind stets so zu verlegen, dass eine horizontale und vertikale Verlagerung verhindert wird. Dem geringen Flächengewicht, den großen Formaten und den glatten und dichten Seitenflanken mit Unterseite ist geschuldet, dass sich die Verlegung in ungebundener Bauweise aus technischen Gründen als nicht eindeutig zielführend erwiesen hat. Hinzu kommt, dass insbesondere längliche Großformate, zum Beispiel 1.200 mal 400 mal 20 Millimeter, häufig eine konvexe, also mittige Überhöhung aufweisen. Bei Belastung kommt es zum planen Aufliegen, bei Entlastung zu einer Rückverformung. Die ungebundene Bauweise scheidet gerade für diese Großformate generell aus.
Dehnungsfugen und kapillarbrechende Schichten
Bei Mischbauweisen und in der vollgebundenen Bauweise sind stets Dehnungsfugen herzustellen, die vertikal durch alle gebundenen Schichten fachgerecht auszubilden sind. Aufgrund des geringen Ausdehnungskoeffizienten von keramischen Feinsteinzeugplatten (bei 8,0 Meter Länge und 50 Grad Celsius Temperaturdifferenz ergibt sich eine Längenänderung von 2,4 Millimetern) können Dehnungsfugen bereits mit einer Mindestbreite von fünf Millimetern bei Feldgrößen von neun bis 16 Quadratmetern hergestellt werden. Bei helleren Belägen ist eine Dehnungsfuge spätestens nach fünf Metern, bei dunkleren Belägen spätestens bereits nach drei Metern herzustellen. Fugenoffene Bauweisen sind bereits mit einer Fugenbreite von mindestens zwei Millimetern und fugengeschlossene Bauweisen mit einer Fugenbreite von mindestens fünf Millimetern praktikabel und auch nach ZTV Wegebau 2013 zulässig. Für Großformate mit einer Seitenlänge von 600 Millimetern und mehr werden Fugenbreiten von zehn bis 15 Millimetern empfohlen. Da viele Hersteller von Feinsteinzeugplatten die Nennmaße ihrer Belagsprodukte nicht auf die Fugenbreiten nach ZTV Wegebau 2013 abgestimmt haben, können in der Baupraxis geforderte gängige Rastermaße mitunter nicht eingehalten werden.
Bei allen Bauweisen sind kapillarbrechende Schichten im Übergangsbereich der Decke zur Unterlage zu berücksichtigen. Die permanente Wasserdurchlässigkeit von ungebundenen sowie gebundenen Schichten der Decke und der Unterlage nach Kriterien des MVV 2013 „Merkblatt für versickerungsfähige Verkehrsflächen“ (FGSV 947) ist unbedingt zu gewährleisten. Von besonderer Bedeutung ist dies für teilüberdachte oder von der Bewitterung gänzlich ausgenommene überdachte Belagsflächen, da dort wesentlich günstigere Bedingungen für den kapillaren Feuchtetransport an die Oberfläche der Belagsfläche bestehen.
Bauweise auf kapillarbrechender Drainlage mit Kontaktschichtg mit offener/flexibel geschlossener Fuge
Für Belagsflächen auf Unterbauten für Aufbauhöhen ab circa 50 Millimeter Gesamtaufbauhöhe ab Oberkante Abdichtung in Abhängigkeit des Drainlagenproduktes. Die kapillarbrechende Funktion wird durch die Drainmatte mit oberseits aufkaschiertem Vlies als Trennlage erzielt. Diese ist gleichzeitig Trägermatte für die für Feinsteinzeug geeignete schnellhärtende Fixiermasse, die die Eigenschaften einer Haftbrücke übernimmt. Die horizontale Lagestabilität der Formate wird mit niedrigen Fugenkreuzen erreicht.
Mischbauweise mit gebundener Bettung auf Bauwerk mit Kontaktschicht auf kapillarbrechender Drainlage mit geschlossener Fuge
Für Belagsflächen auf Unterbauten für Aufbauhöhen ab circa 85 Millimeter Gesamtaufbauhöhe ab Oberkante Abdichtung. Die Schichtdicke der Bettung ist bei steifer Unterlage mit Einkornbeton des Körnungsspektrums von zwei bis vier, maximal vier bis acht Millimetern auf einer oberseits mit Trägergitter als Trennlage kaschierten Drainmatte herzustellen. Die Verlegung der Platten erfolgt mit einer unterseitig aufgebrachten Haftbrücke. Die Lagestabilität der Formate wird durch hydraulisch gebundenes Fugenmaterial nach DIN EN 13888 erreicht.
Besonderheit Spannungsverhalten
Das Spannungsverhalten gebundener Fugen- und Bettungsmaterialien sowie Haftbrücken ist temperaturabhängig. Alle in diesem Artikel dargestellten Bauweisen, außer der „Bauweise auf Trockenstelzlager“, unterliegen diesen Bedingungen. Entscheidend für die Intensität der Spannung ist die Temperatur zum Zeitpunkt des Einbaus (Nullspannungstemperatur). Eine anschließende unkontrollierte Temperaturänderung bis zum Aushärten der gebundenen Baustoffe erzeugt Spannungen, die zu Rissen, Flankenabrissen und Materialverlust führen.
Die optimale Einbautemperatur für gebundene Baustoffe im sachgerechten Temperaturspektrum von plus fünf Grad Celsius bis plus 25 Grad Celsius liegt demnach bei etwa 15 Grad Celsius. Dabei ist zu berücksichtigen, dass hydraulisch gebundene Baustoffe auf Zugspannung deutlich empfindlicher reagieren als auf Druckspannungen. Gerade bei höheren Einbautemperaturen kommt der Nachbehandlung daher eine besondere Bedeutung zu. Beim Einbau sind die Temperatur und die Feuchte entsprechend zu kontrollieren und durch Nachbehandlungsmaßnahmen einzustellen.
Grundsätzlich sollten die gebundenen Baustoffe eine maximale Druckfestigkeit von 75 bis 80 Prozent der Belagsmaterialien aufweisen. Dadurch können Rissbildungen der Belagsmaterialien durch Spannungsausgleich infolge von Temperaturschwankungen weitestgehend reduziert werden. Da keramische Feinsteinzeugplatten enorm hohe Druckfestigkeiten von bis zu 300 N/mm2 bei gleichzeitig geringem Ausdehnungsverhalten infolge Temperaturveränderung (lediglich 50 Prozent der Werte von Beton und Stahl) aufweisen, sind Risse im eigentlichen Belagsmaterial bei fachgerechter Wahl der begleitenden gebundenen Baustoffe relativ unwahrscheinlich.
Gründliche Baureinigung
Bei Mischbauweisen und in der vollgebundenen Bauweise mit zementär gebundenen Fugenmaterialien ist die fach- und sachgerechte Reinigung der Belagsoberfläche während der Verfugung elementar für die spätere Qualität der Oberfläche des Flächenbelages. Dies betrifft unglasierte ebenflächige, aber vor allem unglasierte reliefierte Feinsteinzeugplatten ganz besonders. Die Reinigung während der Verlegung ist Voraussetzung für eine erfolgreiche Bauschlussreinigung und eine optimale Unterhaltsreinigung.
Die Verfugung ist in Arbeitsflächen von vier bis fünf Quadratmetern durchzuführen, wobei die Oberfläche nach dem kurzen Antrocknen des Fugenmaterials unmittelbar mit dem Schwamm und stets frischem klarem Wasser diagonal zum Fugenverlauf von Fugenmörtelresten zu befreien ist. Zur Bauschlussreinigung vor Abnahme wird die Fläche durch eine „saure Reinigung“ (dreiprozentige Salzsäurelösung) mit kurzer Einwirkzeit von jeglichem Bauschmutz befreit. Für kunststoff- oder epoxydharzgebundene Fugenmaterialien sind hierfür geeignete Spezialreiniger anzuwenden. Sind alle Reinigungsarbeiten bis zur Abnahme fachgerecht ausgeführt, so genügt zur Unterhaltungspflege bereits warmes Wasser mit handelsüblichem neutralem Haushaltsreiniger, um eine ansprechende Oberfläche dauerhaft zu gewährleisten.
Dipl.-Ing. Arno Tröger ist Landschaftsarchitekt und Sachverständiger für Garten- und Landschaftsbau in Weiden in der Oberpfalz.
MEHR INFORMATIONEN
Ausführende Gewerke und verwendete Bauweisen
Die Marktstudie der B+L Marktdaten GmbH aus Bonn von 2015 konnte in ihrer Verlegerbefragung die Verarbeitungsschwerpunkte für bislang angewandte Bauweisen bei der Verlegung von keramischen Feinsteinzeugplatten im Außenbereich deutlich machen:
Verlegung Garten- und Landschaftsbau bzw. Fliesenleger
in Splittbettung 32,5 % bzw. 33,3 %
in Einkornmörtelbett auf Drainmatte 32,5 % bzw. 31,2 %
auf Stelzlagern oder Verlegehilfen 17,5 % bzw. 18,0 %
in gebundener Bauweise auf Beton 17,5 % bzw. 17,5 %
Diese Ergebnisse sind grundsätzlich zu hinterfragen, da einige der hier genannten bislang angewandten Verlegemethoden in der Baupraxis zum Teil erhebliche Mängel- und Schadensrisiken mit sich bringen. So haben sich ungebundene Bettungen für großformatige Feinsteinzeugplatten als nicht geeignet erwiesen.
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