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Güteprüfung am Estrich: Prüfkörper und Prüfung in der Fläche

Estrich Batuhan Özbek, Bauingenieur (B.Sc.)

Die Güteprüfung soll belegen, dass der eingebaute Estrichmörtel die geplante Festigkeitsklasse erreicht. Geprüft wird dafür ein Prüfkörper, der aus demselben Mörtel besteht wie die Fläche, aber unter anderen Bedingungen erhärtet. Wer die Ergebnisse einordnen will, muss diesen Unterschied kennen: Ein Prisma beschreibt das Material, ein Wert aus der Fläche beschreibt die Konstruktion.

Zwei Fragen, zwei getrennte Prüfungen

Am Estrich stehen zwei voneinander unabhängige Fragen im Raum. Die erste ist eine Materialfrage: Liefert die Mischung in der gewählten Zusammensetzung die Festigkeit, die der Aufbau voraussetzt? Die zweite ist eine Konstruktionsfrage: Trägt die eingebaute Platte an dieser Stelle – mit der vorhandenen Dicke, der erreichten Verdichtung und der Bettung, auf der sie liegt? Der Prüfkörper beantwortet ausschließlich die erste Frage, und er beantwortet sie für die Mischung, aus der er entnommen wurde, nicht für den Einbautag danach.

Der Grund liegt in der Herstellung. Ein Prüfkörper wird in eine steife Form gefüllt, in Lagen verdichtet, hat eine feste Geometrie und erhärtet in einem gleichbleibenden Klima. Die Fläche gibt Wasser nach unten an die Dämmschicht und nach oben an die Raumluft ab, wird maschinell über wechselnde Dicken verdichtet und trocknet in jeder Ecke des Gebäudes anders. Beide bestehen aus demselben Mörtel und haben deshalb trotzdem nicht dieselbe Festigkeit.

Daraus ergibt sich die Arbeitsteilung: Die Festigkeitsklasse wird am Prüfkörper nachgewiesen, die Eigenschaften der Fläche werden in der Fläche geprüft. Fehlt eine der beiden Prüfungen, lässt sich bei einer Auffälligkeit später nicht zwischen Materialfehler und Einbaufehler unterscheiden. Genau diese Unterscheidung entscheidet aber darüber, ob eine Oberfläche nachbearbeitet wird oder ein Abschnitt aufgenommen werden muss.

Prüfkörper herstellen: Entnahme, Formen, Verdichten

Die Entnahme erfolgt am Einbauort, nicht am Mischer und nicht aus dem Restmörtel am Ende des Förderschlauchs. Sinnvoll ist eine Mischprobe aus mehreren Teilmengen, damit nicht eine einzelne Kelle über das Ergebnis entscheidet. Die Formen werden gefüllt, bevor der Mörtel ansteift; jede Wasserzugabe nach der Entnahme macht den Wert unbrauchbar, weil sie genau die Größe verändert, die geprüft werden soll.

  • Entnahmestellen über die Fläche und über den Einbautag verteilen, damit das Ergebnis nicht an einer einzelnen Mischung hängt.
  • Mörtel unmittelbar an der Einbaustelle entnehmen, durchmischen und ohne weitere Wasserzugabe in die Formen einbringen.
  • In Lagen einfüllen und mit der Energie verdichten, die auch in der Fläche aufgebracht wird.
  • Oberfläche bündig abziehen und jede Form mit Datum, Abschnitt oder Raum und Mischung kennzeichnen.
  • Formen erschütterungsfrei und vor Zugluft geschützt ablegen und erst nach dem Erstarren entformen.
  • Prüfalter, Lagerort und Lagerklima protokollieren, weil der Messwert ohne diese Angaben nicht einzuordnen ist.

Die Verdichtung in der Form ist der empfindlichste Schritt. Erdfeucht eingebrachter Zementestrich erreicht seine Festigkeit fast ausschließlich über die Verdichtung. Wird der Mörtel in der Form nur eingestrichen, bleibt Luft im Gefüge, und das Prisma bricht früh, obwohl die Fläche daneben einwandfrei verdichtet ist. Wird umgekehrt auf dem Rütteltisch verdichtet, während in der Fläche von Hand nachgearbeitet wurde, liegt der Prüfwert über dem, was die Platte tatsächlich leistet. In beiden Fällen prüft man die Formfüllung und nicht den Estrich.

Lagerung: der Faktor mit der größten Wirkung auf das Ergebnis

Zementgebundener Mörtel gewinnt Festigkeit, solange Wasser für die Hydratation verfügbar ist. Trocknet ein Prüfkörper in den ersten Tagen aus, bleibt die Hydratation in der Randzone stehen, und der Wert fällt, ohne dass am Material etwas falsch war. Wird er dagegen die gesamte Zeit feucht und warm gelagert, liegt er über der Fläche, die unter Baustellenbedingungen austrocknet. Das Prüfalter ist deshalb nur zusammen mit der Lagerung eine belastbare Angabe; bei zementgebundenen Mörteln ist das Alter von 28 Tagen der übliche Bezugspunkt, bei Calciumsulfat verläuft der Festigkeitsaufbau mit der Austrocknung und nicht gegen sie.

  • Offen auf der Baustelle gelagerte Prüfkörper verlieren Wasser über alle Seitenflächen und liefern niedrigere Werte als dieselbe Mischung in der Fläche.
  • Unter Folie in einem warmen Raum gelagerte Prüfkörper liefern Werte, die über der austrocknenden Fläche liegen und deren Zustand beschönigen.
  • Wechselnde Temperaturen und Frost in den ersten Tagen schädigen das Gefüge dauerhaft und sind am gebrochenen Körper nicht mehr zu erkennen.
  • Zu frühes Entformen führt zu Kantenabbrüchen, und ein Prisma mit beschädigter Zugkante bricht in der Biegeprüfung vorzeitig.
  • Fehlt die Kennzeichnung, lässt sich ein niedriger Wert später keinem Abschnitt und keiner Mischung zuordnen und stellt damit die gesamte Fläche in Frage.

Aus der Praxis

Wir stellen die Formen in einen abschließbaren Raum, weg von Türöffnungen und Fensterlaibungen, und legen ein Blatt mit Datum, Abschnitt und Mischung dazu. Auf einer Baustelle standen die Prüfkörper einige Tage neben dem laufenden Bautrockner; ihre Werte lagen deutlich unter allen anderen Proben desselben Mörtels. Seither gehört der Lagerort genauso zur Einweisung wie die Einbauhöhe.

Im Labor: erst Biegezug, dann Druck an den Bruchstücken

Geprüft wird in zwei Schritten am selben Körper. Das Prisma liegt auf zwei Auflagern und wird in der Mitte mit gleichmäßig gesteigerter Last bis zum Bruch belastet; aus Bruchlast und Geometrie ergibt sich die Biegezugfestigkeit. Die beiden Bruchstücke gehen anschließend zwischen definierte Druckplatten in die Presse und liefern die Druckfestigkeit. Ein Körper liefert damit beide Kennwerte, und die Reihenfolge ist zwingend: Nach einer Druckprüfung ist für die Biegeprüfung nichts mehr übrig.

Jeder Schritt kann das Ergebnis verschieben. Die Lagerung wirkt am stärksten, weil sie über Wochen wirkt und am gebrochenen Körper später nicht mehr sichtbar ist.
Jeder Schritt kann das Ergebnis verschieben. Die Lagerung wirkt am stärksten, weil sie über Wochen wirkt und am gebrochenen Körper später nicht mehr sichtbar ist.

Bewertet wird nicht der einzelne Wert, sondern die Reihe. Streuen die Ergebnisse einer Mischung stark, deutet das auf ungleichmäßiges Mischen oder auf unterschiedlich verdichtete Formen hin. Liegen alle Werte gleichmäßig niedrig, ist die Ursache eher in der Rezeptur, im Wassergehalt oder in der Sieblinie des Zuschlags zu suchen. Die Streuung innerhalb einer Serie ist damit häufig die aufschlussreichere Information als der Mittelwert, weil sie zwischen einem Fehler im Material und einem Fehler in der Probenahme trennt.

Für die Einordnung zählt nicht ein Einzelwert, sondern das Bild einer Serie im vereinbarten Prüfalter. Ein einzelner tiefer Wert wird deshalb zuerst gegen die Herstellung des betreffenden Körpers geprüft: Kantenabbruch, ungleiche Füllhöhe, sichtbare Lufteinschlüsse an der Bruchfläche. Die Bruchfläche selbst ist dabei die einfachste Kontrolle, die es gibt. Ein gleichmäßig dichtes, an den Zuschlagkörnern gebrochenes Gefüge zeigt eine ausreichende Verdichtung; sichtbare Poren, ausgelöste Körner und eine glatt durch die Matrix laufende Bruchfläche zeigen das Gegenteil und erklären den Wert, bevor über das Material gesprochen wird.

Prüfungen an der fertigen Fläche

In der Fläche wird zerstörungsarm oder mit kleinen, wieder verschließbaren Öffnungen geprüft. Die Klangprobe mit Hammer oder Kugel zeigt Hohllagen und fehlenden Verbund, weil eine nicht aufliegende Platte hörbar anders schwingt. Die Ritzprüfung bewertet den Zusammenhalt der obersten Millimeter. Die Haftzug- und Oberflächenzugprüfung liefert den einzigen quantitativen Kennwert, der in der Fläche selbst entsteht. Bohrkern und Ausstemmprobe zeigen Dicke, Schichtenfolge und Verdichtung über den gesamten Querschnitt und liefern zugleich Material aus dem tatsächlich eingebauten Estrich.

Prüfung in der FlächeWas sie bewertetGrenze der Aussage
KlangprobeHohllagen, fehlender Verbund, Ablösungenzeigt die Lage des Fehlers, nicht seine Ursache
RitzprüfungZusammenhalt der obersten Millimeterbeschreibt die Randzone, nicht die Festigkeitsklasse
Kugelschlag- oder EindringprüfungOberflächenhärte im Vergleich innerhalb einer Flächeals absoluter Wert nicht auf eine Klasse übertragbar
Haftzug- und OberflächenzugprüfungFestigkeit und Verbund der oberen Zonegilt punktuell und braucht eine ausreichende Zahl an Messstellen
Bohrkern oder AusstemmprobeDicke, Schichtenfolge und Verdichtung im Querschnittöffnet die Fläche und muss fachgerecht geschlossen werden

Jedes Verfahren beschreibt einen anderen Teil des Querschnitts. Erst Randzone, Dicke und Verbund zusammen ergeben ein Bild der eingebauten Platte.

Die Randzone weicht fast immer vom Kern ab, und zwar in beide Richtungen. Wird beim Glätten Wasser oder Feinanteil an die Oberfläche gearbeitet, entsteht eine weiche, bindemittelarme Schicht, die schon unter dem Ritzwerkzeug nachgibt. Wird mit der Flügelglätte verdichtet, ist die Oberfläche dichter und härter als der Querschnitt darunter. Ein Messwert aus der Oberfläche beschreibt deshalb die Eignung für die Belagsverlegung und nicht die Tragfähigkeit der Platte.

Die Lage der Messstellen entscheidet mit über das Ergebnis. Randzonen, Türdurchgänge, Flächen am Ende der Einbaurichtung und Bereiche, die zuletzt abgezogen wurden, verhalten sich anders als die Feldmitte, weil dort später, mit anderer Konsistenz und oft unter Zeitdruck gearbeitet wurde. Wer nur in der Feldmitte prüft, findet die Schwachstellen nicht; wer nur am Rand prüft, bewertet die Fläche zu schlecht. Sinnvoll ist eine Verteilung über beide Bereiche, ergänzt um jede Stelle, die in der Klangprobe auffällt, und um die Bereiche mit der geringsten zu erwartenden Dicke.

Wenn Prüfkörper und Fläche nicht zusammenpassen

Widersprüchliche Ergebnisse sind der Normalfall und lassen sich systematisch auflösen. Niedrige Prüfkörperwerte bei einer Fläche ohne Auffälligkeiten führen zuerst zu Herstellung und Lagerung der Prüfkörper zurück. Niedrige Prüfkörperwerte bei einer Fläche, die sandet, federt oder beim Abklopfen dumpf klingt, sprechen für zu hohen Wassergehalt oder eine ungeeignete Zusammensetzung. Unauffällige Prüfkörper bei einer geschwächten Fläche verweisen dagegen auf den Einbau: zu geringe Dicke, unzureichende Verdichtung, Zugluft oder Wärme in den ersten Tagen.

Damit wird die Prüfung zur Entscheidungsgrundlage. Steht die Dicke in Frage, klärt das der Bohrkern und nicht ein weiterer Prüfkörper. Steht die Belegbarkeit in Frage, klären das Haftzugwerte, über die Fläche verteilt aufgenommen. Erst wenn beide Fragen beantwortet sind, lässt sich über Fräsen, Kugelstrahlen, eine tragfähige Spachtelung oder das Aufnehmen eines Abschnitts entscheiden, und zwar flächenbezogen und nicht pauschal für das ganze Geschoss.

Ohne Zuordnung bleibt ein Messwert unbrauchbar. Zu jedem Prüfkörper gehören Einbautag, Abschnitt, Mischung und Lagerbedingungen, zu jeder Messstelle in der Fläche ihre Lage im Grundriss. Auf großen Flächen mit mehreren Einbautagen entscheidet erst diese Zuordnung darüber, ob sich ein niedriger Wert auf einen Abschnitt eingrenzen lässt oder ob er offen bleibt und damit jede weitere Schicht aufhält.

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Häufige Fragen

Wann ist eine Güteprüfung am Estrich sinnvoll?

Immer dann, wenn eine Festigkeitsklasse ausdrücklich Teil der Aufbauplanung ist und die Fläche später höher belastet wird, etwa in Werkstätten, Lagerflächen oder unter großformatigen Belägen. Bei einfachen Wohnungsbauflächen reicht in der Regel die Leistungserklärung des Mörtels, sofern Einbau und Nachbehandlung dokumentiert sind.

Ersetzt eine Prüfung am Bohrkern den Prüfkörper?

Nein, beide beantworten verschiedene Fragen. Der Bohrkern enthält die tatsächliche Verdichtung und die tatsächliche Trocknungsgeschichte, hat aber nicht die genormte Geometrie des Prüfkörpers, sodass sich seine Werte nicht unmittelbar mit einer Festigkeitsklasse vergleichen lassen. Er ist die richtige Wahl, wenn Dicke, Schichtenfolge oder Verdichtung der eingebauten Platte zu klären sind.

Warum liegen Werte aus der Fläche oft unter den Prüfkörperwerten?

Die Fläche trocknet früher aus als ein geschützt gelagerter Prüfkörper, die Verdichtung schwankt über die Fläche, und die oberste Zone ist je nach Oberflächenbearbeitung weicher oder härter als der Kern. Ein Abstand zwischen beiden Werten ist deshalb normal; auffällig ist erst ein Abstand, der sich mit keinem dieser Effekte erklären lässt.

Wie viele Prüfkörper sind je Fläche sinnvoll?

Mehrere Körper je Prüfabschnitt und je Einbautag, verteilt über die Mischungen, damit die Streuung sichtbar wird. Eine einzelne Serie aus einer einzigen Entnahme sagt über eine Fläche mit mehreren Einbautagen nichts aus, weil sich Wassergehalt und Verdichtung von Tag zu Tag ändern.

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