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Serielles Bauen: Mauertafeln aus Leichtbeton liefern hochwertige und effiziente Lösung

(14.2.2025) Die industrielle Vorfertigung von Wandelementen spart vor allem auf der Baustelle Zeit und Kosten. Mittlerweile ist es möglich, geschosshohe und raumbreite Wände aus Leichtbetonmauerwerk komplett im Werk vorzufertigen. Die Wandelemente müssen dann nur noch auf die Baustelle transportiert und dort montiert werden.

Mit der industriellen Vorfertigung von Wandtafeln werden Prozesse auf Baustellen rationalisiert. Das steigert nicht die Effizienz und behebt Fehlerquellen. (Foto: KLB Klimaleichtblock)

Elemente und Fertigteile aus Leichtbeton

Mit massiven Leichtbetonfertigteilen lassen sich unterschiedliche Wandaufbauten realisieren. Nach den Plänen des Architekten können detaillierte Werkstattzeichnungen erstellt werden, nach denen im Werk komplett ausgestattete Rohbauwände vorgefertigt werden. Die Elemente können optional mit Tür- und Fensteröffnungen, Rollladen- und Gurtkästen, Ringankern sowie U-Schalen für nachträglich einzubauende Ringanker und Betonteile ausgestattet werden. Das Mauerwerk wird nach bauphysikalischen und technischen Vorgaben und Anforderungen errichtet. Die Vorfertigung garantiert eine Fehlerminimierung gegenüber dem konventionellen Mauern auf der Baustelle.

Herstellungsverfahren

Bei der halbautomatischen Fertigung stellen Maurer auf einer Hebebühne die Wände mit maschineller Unterstützung her. Sobald die Wandtafel errichtet ist, fährt die Bühne weiter und die nächste Wand kann produziert werden. Bei der zweiten Variante werden die Wandtafeln vollautomatisch mit Hilfe eines Roboters errichtet. In der Regel werden die Mauersteine automatisch zugeführt. Die Wände werden wie bei konventionellem Mauerwerk mit Dünnbettmörtel auf Träger gesetzt und anschließend servohydraulisch in ein Lager transportiert. Der Fertigungsroboter bleibt während des gesamten Prozesses an Ort und Stelle. Der Mörtelauftrag erfolgt bei beiden Verfahren maschinell.

Vorteile des Seriellen Bauens mit Leichtbeton-Elementen:

Optimale Planung des gesamten Rohbauprozesses und der Montageabläufe
Nutzung von Skaleneffekten
Reibungslose, effiziente und saubere Rohbauerstellung in kürzester Zeit
Weniger Personalbedarf in Zeiten des Fachkräftemangels
Hohe Ausführungsqualität des massiven Mauerwerks
wetterunabhängige Herstellung
Verlässlichkeit und Termintreue für den Bauherren
Kein Zeitverlust durch Trocknung und Aushärtung
Geringe Kosten für Materialverschnitt, Säuberungsarbeiten und Abtransport von Bauschutt

Technische Regeln zur Bauteilbemessung: Mauertafeln nach Norm und Zulassung

Die Herstellung von überwiegend geschosshohen und raumbreiten Fertigteilen ist in der DIN 1053-4 geregelt. Dabei wird zwischen Mauertafeln (stehende Fertigung) und Vergusstafeln (liegende Fertigung) unterschieden. Mauertafeln werden wie herkömmliches Mauerwerk aus Steinen und Mörtel hergestellt. Es dürfen alle genormten Mauersteine, deren Bemessung nach DIN EN 1996 EC6 geregelt ist, sowie zugelassene Mauersteine, deren Verwendung nach DIN 1053-4 geregelt ist, verwendet werden. Darüber hinaus dürfen für die Vorfertigung alle Mörtel verwendet werden, die auch auf der Baustelle verwendet werden - mit Ausnahme der Normalmörtel der Gruppen I und II. Werden die Wandtafeln nach DIN 1053-4 mit Normalmörtel (Fugendicke 12 mm) hergestellt, ist für Transport und Montage eine ausreichend dimensionierte Bewehrung in den Lagerfugen erforderlich. In der Praxis werden hierfür in der Regel je zwei Bewehrungsstäbe am Kopf und Fuß der Wandtafel angeordnet. Bei Dünnbettfugen kommen auch andere Bewehrungsarten, z.B. mit Gewebeeinlagen, zum Einsatz. Die Sicherheit bezüglich Rissbildung und Biegetragfähigkeit muss immer gewährleistet sein.

Die Wandpaneele werden stumpf gestoßen, wobei die Fuge dazu dient, eventuelle Herstellungs- oder Montagetoleranzen auszugleichen. Sie ist in jedem Fall voll zu vermörteln. Die Festigkeit des Fugenmörtels sollte 5 N/mm² nicht unterschreiten. Die Regelfugenbreite aF beträgt hier 30 mm +/- jeweils 5 mm Fugen- und Montagetoleranz.

Angaben zur Regelfugenbreite: Regelfugenbreite aF (Nennmaß); aF = 30 mm Fugentoleranz FT =± 5m Montagetoleranz MT =± 5mm aF – FT – MT = min aF = 20mm aF + FT + MT = max aF = 40 mm
(Grafik: KLB Klimaleichtblock)

Weitere Anforderungen an die Fugenkonstruktion hängen von der Beanspruchung ab. So sind bei der Verbindung von zwei Wandelementen zu einer Wandscheibe ggf. auch statische Gesichtspunkte zu berücksichtigen. Zur Aussteifung kann zusätzlich eine Schlaufenbewehrung in Form von Rundstäben oder Seilschlaufen verwendet werden. Bei statisch beanspruchten Vertikalfugen müssen die Schubkräfte in die Fuge über eine Bewehrung eingeleitet werden. Diese kann in Deckenhöhe durch obere und untere Ringanker zusammengefasst werden, sofern eine Wandscheibe in der Breite das Maß der Geschosshöhe erreicht.

Herstellung von Mauertafeln aus Leichtbeton im Detail

Die Regeln für die Herstellung von massiven Wandelementen aus Leichtbeton sind der jeweiligen bauaufsichtlichen Zulassung bzw. Bauartgenehmigung zu entnehmen. Die Wandelemente werden im Werk stehend hergestellt. Der „Mauerroboter” muss die Steine und Zuschnitte ungehindert greifen und in den zuvor aufgetragenen Dünnbettmörtel versetzen können.

Für jede Wandtafel sind die genauen Planungsunterlagen entsprechend dem projektbezogenen Element- und Versetzplan mit Angabe der Lage der Aufhängepunkte zu verwenden. Die Dicke der Wandtafel muss der jeweiligen Steinbreite entsprechen. Die Mindestlänge von 1.250 mm darf nur bei Pfeilern und Passstücken unterschritten werden. Um die Kanten im Fußbereich zu schützen, sind Kantenschutzwinkel zu verwenden. Bei der Bemessung der Mauertafeln sind die Beanspruchungen aus Lagerung, Transport, Montage und Bauzuständen zu berücksichtigen.

Sicheres Transportsystem

Für den sicheren Transport von Mauertafeln zur Baustelle stehen verschiedene Systeme zur Verfügung.

Variante 1:

Beispiel eines Wandtafeltyps mit Kopf-Traverse und vertikalen Hebebändern sowie horizontalem Sicherungsband. (Grafik: KLB Klimaleichtblock)

Bei der ersten Variante erfolgt der Transport mittels einer Kopftraverse, die an der oberen Steinreihe der Wandtafel befestigt wird. Dabei umspannen Hebebänder, die gemäß Zulassung Z-17.4-1224 in Abständen von max. 1.250 mm anzubringen sind, die gesamte Wandtafel einschließlich der Kopftraverse. Letztere ist an Aufhängepunkten mit einer Krantraverse verbunden.

Mauertafelfuß und untere Wandecke mit Hebebandanordnung sowie zusätzlichen Maßnahmen. (Grafik: KLB Klimaleichtblock)

Sicherungsmaßnahmen an der Plattenunterseite werden z.B. durch horizontale Sicherungsbänder oder Kantenschutz vorgenommen, um die Beanspruchung der Unterkanten durch die einwirkende Druckbelastung auszugleichen.

Variante 2:

Beispiel eines Wandtafeltyps mit Ausgleichstraverse und Kopfformteile, die an einer Holzbohle befestigt sind. Zusätzlich wird das Wandelement durch vertikale Hebebänder sowie einem horizontalen Sicherungsband umspannt. (Grafik: KLB Klimaleichtblock)

Bei der zweiten Transportvariante wird die Kopftraverse durch eine Ausgleichstraverse ersetzt. Diese wird über Kopfstücke mit einer Holzbohle (d = 40 mm) verbunden, die auf der oberen Steinreihe der Wandtafel aufliegt. Zur Umspannung und Sicherung des gesamten Wandelementes werden auch hier vertikale und horizontale Hebe- und Sicherungsbänder eingesetzt.

Bei beiden Varianten sind erhöhte Anforderungen an die Sicherheit und den Arbeitsschutz zu beachten. Diese sind im Abschnitt 9 der DIN 1053-4 beschrieben. Zusätzlich wird die Transportsicherheit der Elemente durch ein RAL-Gütezeichen dokumentiert.

Montage

Das Versetzen der Fertigteile erfolgt mit Hilfe einer Aufhängevorrichtung. Dabei müssen die Elemente in waagerechter Lage gehalten werden. Nach dem lagerichtigen, vollflächigen Absetzen in das Mörtelbett erfolgt die lotrechte Ausrichtung durch verstellbare Montagestützen. Schrägstützen sind an mindestens zwei Stellen anzubringen. Jedes Element ist auf zwei Auflagerpunkten abzustellen. Nach ausreichender Aushärtung des Vergussmörtels in den Montagefugen kann das Element entsichert werden. Die Standsicherheit wird auch durch seitliche Anschlüsse, Ringanker oder Deckenauflager erreicht. Anschließend kann die im Fenster- und Türbereich angebrachte Transportbewehrung entfernt werden.

Putzarbeiten

Hinsichtlich der nachträglichen Putzarbeiten gilt für Mauerwerk aus Leichtbeton-Fertigteilen die gleichen Anforderungen wie für konventionelles Mauerwerk. Eventuelle Fehlstellen im Mauerwerk können mit Leichtmörtel ausgebessert werden. Mischmauerwerk ist bei industrieller Vorfertigung ausgeschlossen.

Im Bereich der Montagefugen wird eine Putzarmierung empfohlen. Dabei wird im Bereich der vertikalen Fugen ein Armierungsgewebe mit einer beidseitigen Überlappung von ca. 125 mm zuzüglich der Fugendicke aufgebracht. Der Putzmörtel kann ohne Vorbehandlung des Putzgrundes aufgebracht werden. Die Kombination von Unter- und Oberputz schützt das Mauerwerk in bewährter Weise vor Witterungseinflüssen.

Fazit

Die Vorfertigung massiver Fertigteile ist eine effiziente Lösung zur Rationalisierung von Bauprozessen. Optimierte Prozesse und Überwachung sind jedoch unerlässlich, um die Vorteile nutzen zu können. Durch gezieltes Ineinandergreifen der Prozesse können Kosten, Zeit und Material eingespart werden.

Autor: Dipl.-Ing. (FH) Andreas Krechting, Geschäftsführer der KLB Klimaleichtblock GmbH

Quellen

Bauverlag BV GmbH (Hrsg.): Handliches Federgewicht Leichtbeton. THIS Magazin. Ausgabe 03/2014
Bundesverband Leichtbeton e.V. (Hrsg.): Wandelemente aus Leichtbeton. URL: https://www.leichtbeton.de/leichtbeton/produkte/elemente/wandelemente/ (Stand 20.12.2019)
DAI Verband Deutscher Architekten- und Ingenieurvereine e.V. (Hrsg.): Städtische Nachverdichtung mit Format. Baukultur - Zeitschrift der Deutschen Architekten- und Ingenieurvereine. 01.06.2016. Berlin
Deutsches Institut für Bautechnik: Z-17.4.-1224: Mauertafeln, hergestellt aus Mauerwerk aus Leichtbeton- und Beton-Planblöcken und -Planelementen. 10.06.2022. Berlin
DIN Deutsches Institut für Normung e.V.: DIN 1053-4:2018-05: Fertigbauteile. Ausgabe 05-2018. Beuth Verlag. Berlin
H.-J. Irmschler, W. Jäger, P. Schubert (Hrsg.): Mauerwerk-Kalender. A. Krechting, D. Figge, H.-W. Jedamzik: „Bauen mit Fertigteilen aus Mauerwerk”, S. 301, ff. Ernst & Sohn Verlag. 2006. Berlin
Internetseite KLB Klimaleichtblock GmbH: www.klb.de, Rubrik Wandelemente KLB-RATIOWALL (letzter Zugriff: 17.04.2024)
Kompetenzzentrum der Bauwirtschaft (Hrsg.): Elementiertes Bauen mit Leichtbeton. Berufsförderwerk der Südbadischen Bauwirtschaft GmbH. 2011. Bühl
Wiederspahn, Michael (Hrsg): Großwohnungsbau mit Leichtbeton. Umrisse - Zeitschrift für Baukultur. Ausgabe 04/2019. Verlagsgruppe Wiederspahn. Wiesbaden