Die Bedeutung der Frostwiderstandsprüfung gemäß DIN EN 12371:2010-07

Einen großen Einfluss auf die Bewertung der Dauerhaftigkeit von Naturstein hat die Prüfung der Frostwiderstandsfähigkeit. Nach aktuell gültigem Normenwerk wird hier die DIN EN 12371:2010-07 angewendet. Frostschäden entstehen beim Eindringen von Wasser in die Oberfläche von Naturstein. Das Wasser gefriert unter Volumenvergrößerung und der vorhandene Porenraum reicht nicht aus, dem Eisdruck zu widerstehen. Dadurch kann es zu Abplatzungen, Rissen oder ähnlichen Schadensbildern kommen.

Natursteinprüfung: Technologische Prüfung und Identifizierungsprüfung

Während der Prüfung werden die Natursteinproben abwechselnd an der Luft befrostet und in Wasser aufgetaut. Es werden üblicherweise 56 Zyklen für Bodenbeläge und 14 Frost-Tau-Wechsel für die Verwendung im Fassadenbereich durchgeführt.

Die Prüfnorm unterscheidet in eine technologische Prüfung und eine Identifizierungsprüfung. Die technologische Prüfung wird angewendet, um die Leistungsfähigkeit von Naturstein infolge von Frost-Tau-Wechseln zu beurteilen. In den meisten Fällen wird dies über die Prüfung der Druck- bzw. Biegefestigkeit durchgeführt. Im Gegensatz dazu wird bei der Identifizierungsprüfung bis zum Versagen der Natursteinprobe, maximal aber bis zu 168 Zyklen geprüft.

Die technologische Prüfung

Für die Prüfung werden Probekörper benötigt, die später auch zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit herangezogen werden können. Bevorzugt verwendet werden Probekörper mit den Abmessungen (300 x 50 x 50) mm bzw. (70 x 70 x 70) mm. Andere Maße sind möglich, müssen aber den Normen für die Bestimmung der Biege- bzw. Druckfestigkeit entsprechen. Es werden mindestens 21 Probekörper aus derselben Charge des Natursteins ausgewählt. 10 Probekörper werden direkt der Biege- bzw. Druckfestigkeit unterzogen, zehn weitere werden der Frost-Tauwechselbeanspruchung ausgesetzt und ein Probekörper dient während der Prüfung zur Überwachung der Kerntemperatur. In diesen Probekörper ist ein Loch mit einer Tiefe von mind. 25+5 mm zu bohren und ein Messfühler einzubringen, der vor Eindringen von Wasser zu schützen ist.

Durchführung der Prüfung

Bevor die Frost-Tau-Wechselbeanspruchung beginnt, werden die Probekörper bis zur Massekonstanz getrocknet und anschließend für die Vorlagerung vorbereitet. Dies beinhaltet ein fortschreitendes kapillares Eintauchen der Proben in Wasser, zunächst bis zur Hälfte, dann bis zu drei Vierteln und schließlich vollständig, innerhalb von 2 Stunden. Die Proben verbleiben dann etwa 48 Stunden im Wasserbad, bevor die eigentliche Frost-Tau-Wechselbeanspruchung beginnt. Anschließend werden die Probekörper und das Temperaturelement in ausreichendem Abstand zueinander in die vorzugsweise automatische Klimakammer eingebaut. Ein Frost-Tau-Wechselzyklus umfasst eine jeweils sechsstündige Gefrier- und Tauperiode. Dabei ist es wichtig, dass die Kerntemperatur des überwachten Probekörpers die Tiefsttemperatur von -8 bis -12 °C und die Höchsttemperatur von +5 bis +20 °C in jedem Zyklus erreicht.

Nach der notwendigen Anzahl der Frost-Tauwechsel sind die Probekörper aus der Klimakammer zu entnehmen, zu trocknen und auf visuelle Schäden zu untersuchen. Danach erfolgen die Prüfungen zur Leistungsbeständigkeit der Natursteine. Die Veränderung der Biege- bzw. Druckfestigkeit wird prozentual ausgewiesen. Die Bewertung der Dauerhaftigkeit der einzelnen Natursteinvarietäten erfolgt nach den jeweils gültigen Produktnormen bzw. geltenden technischen Lieferbedingungen.

Ein Beispiel: Für den Einsatz von Bauprodukten zur Herstellung von Pflasterdecken, Plattenbelägen und Einfassungen gilt die TL Pflaster-StB 06/15. Hiernach sollte die Veränderung der Leistungsmerkmale Bieg- und Druckfestigkeit nicht größer als 20 % sein.

Weiterführende Informationen

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Werfen Sie auch einen Blick in vergangene Teile der Natursteinprüfungen und erfahren Sie mehr zu Prüfungen der Wasseraufnahme, der Biege– und der Druckfestigkeit. Weitere spannende Inhalte erwarten Sie in kommenden Beiträgen der INFO-Reihe Naturstein-Prüfungen.