Mörtel

Mörtel hält verwitterte Ziegel

Mörtel ist eine verarbeitbare Paste, die aushärtet, um Bausteine wie Steine, Ziegel und Betonsteine zu verbinden, die unregelmäßigen Lücken zwischen ihnen zu füllen und abzudichten, das Gewicht der Steine gleichmäßig zu verteilen und manchmal auch dekorative Farben oder Muster in das Mauerwerk zu bringen. Im weitesten Sinne umfasst Mörtel auch Pech, Asphalt und weichen Schlamm oder Ton, wie er zwischen Lehmziegeln verwendet wird. Das Wort "Mörtel" stammt aus dem Altfranzösischen mortier, "Baumörtel, Putz; Schüssel zum Mischen". (13c.). ⓘ

Zementmörtel wird hart, wenn er aushärtet, was zu einer starren Aggregatstruktur führt; der Mörtel fungiert jedoch als schwächerer Bestandteil als die Bausteine und dient als das Opferelement im Mauerwerk, da Mörtel einfacher und kostengünstiger zu reparieren ist als die Bausteine. Maurer stellen Mörtel in der Regel aus einer Mischung aus Sand, einem Bindemittel und Wasser her. Das gebräuchlichste Bindemittel ist seit Anfang des 20. Jahrhunderts Portlandzement, aber das alte Bindemittel Kalkmörtel wird immer noch in einigen speziellen Neubauten verwendet. Kalk, Kalkmörtel und Gips in Form von Pariser Gips werden vor allem bei der Reparatur und Neuverfugung historischer Gebäude und Strukturen verwendet, damit die Reparaturmaterialien in Leistung und Aussehen den ursprünglichen Materialien ähneln. Es gibt mehrere Arten von Zementmörteln und Zusatzstoffen. ⓘ

Erhärteter Mauermörtel in Sichtmauerwerk ⓘ

Mörtel (von lat. mortarium „Mörser“, „Mörtelgefäß“; regional auch der Speis) ist ein Baustoff. Er verbindet Mauersteine und dient zum Verputzen von Wänden und Decken. ⓘ

Mörtel besteht aus Gesteinskörnung mit höchstens 4 mm Korngröße, Zugabewasser und einem Bindemittel (etwa Kalk oder Zement). Auch kann er Betonzusatzstoffe und -mittel enthalten. ⓘ

Der Wasserfeststoffwert beschreibt, wie viel Wasser es braucht, damit der Mörtel erstarrt. ⓘ

Einteilung

Römischer Mörtel, ausgestellt in der Chetham's School of Music. ⓘ

Arbeiter bereiten Mörtel in einem Trog vor. Eine Skulptur aus dem 10. Jahrhundert aus der Kirche von Korogho, Georgien. ⓘ

Die ersten Mörtel wurden aus Lehm und Ton hergestellt, wie die Gebäude von Jericho aus dem 10. Jahrtausend v. Chr. und von Ganj Dareh aus dem 8. ⓘ

Laut Roman Ghirshman wurden die ersten Belege für die Verwendung von Mörtel durch den Menschen im Mehrgarh von Belutschistan im Indus-Tal in Pakistan gefunden, das 6500 v. Chr. aus sonnengetrockneten Ziegeln errichtet wurde. ⓘ

Gipsmörtel, auch Pariser Gips genannt, wurde beim Bau vieler antiker Bauwerke verwendet. Er wird aus Gips hergestellt, der eine niedrigere Brenntemperatur erfordert. Er ist daher einfacher herzustellen als Kalkmörtel und härtet viel schneller aus, was ein Grund dafür sein könnte, dass er als typischer Mörtel im antiken Backsteinbogen- und Gewölbebau verwendet wurde. Gipsmörtel ist unter feuchten Bedingungen nicht so haltbar wie andere Mörtel. ⓘ

Auf dem indischen Subkontinent wurden an den Stätten der Indus-Tal-Zivilisation mehrere Zementarten beobachtet, wobei Gips an Stätten wie der Stadtsiedlung Mohenjo-daro, die auf einen Zeitpunkt vor 2600 v. Chr. datiert wird, auftauchte. ⓘ

Der hellgraue Gipszement, der Sand, Lehm, Spuren von Kalziumkarbonat und einen hohen Kalkanteil enthielt, wurde für den Bau von Brunnen, Abflüssen und für die Außenseite von "bedeutenden Gebäuden" verwendet. Bitumenmörtel wurde auch in geringerem Umfang verwendet, unter anderem im Großen Bad von Mohenjo-daro. ⓘ

In den frühen ägyptischen Pyramiden, die während des Alten Reichs (~2600-2500 v. Chr.) errichtet wurden, wurden die Kalksteinblöcke mit einem Mörtel aus Lehm und Ton oder Ton und Sand gebunden. Bei den späteren ägyptischen Pyramiden wurde der Mörtel aus Gips oder Kalk hergestellt. Gipsmörtel war im Wesentlichen ein Gemisch aus Gips und Sand und war recht weich. ⓘ

Die babylonischen Bauten des 2. Jahrtausends v. Chr. verwendeten Kalk oder Pech als Mörtel. ⓘ

Historisch gesehen kam das Bauen mit Beton und Mörtel als nächstes in Griechenland auf. Bei der Ausgrabung des unterirdischen Aquädukts von Megara wurde festgestellt, dass ein Reservoir mit einem 12 mm dicken Puzzolanmörtel beschichtet war. Dieses Aquädukt stammt aus der Zeit um 500 v. Chr. Puzzolanmörtel ist ein Mörtel auf Kalkbasis, der jedoch mit einem Zusatz von Vulkanasche hergestellt wird, der eine Aushärtung unter Wasser ermöglicht; daher wird er auch als hydraulischer Zement bezeichnet. Die Griechen bezogen die Vulkanasche von den griechischen Inseln Thira und Nisiros oder von der damaligen griechischen Kolonie Dicaearchia (Pozzuoli) in der Nähe von Neapel, Italien. Die Römer verbesserten später die Verwendung und die Methoden zur Herstellung dessen, was als Puzzolanmörtel und Zement bekannt wurde. Noch später verwendeten die Römer einen Mörtel ohne Puzzolan, indem sie zerkleinerte Terrakotta verwendeten und der Mischung Aluminiumoxid und Siliziumdioxid beimengten. Dieser Mörtel war nicht so fest wie Puzzolanmörtel, aber da er dichter war, widerstand er dem Eindringen von Wasser besser. ⓘ

Hydraulischer Mörtel war im alten China nicht verfügbar, was möglicherweise auf einen Mangel an Vulkanasche zurückzuführen war. Um 500 n. Chr. wurde klebrige Reissuppe mit gelöschtem Kalk gemischt, um einen anorganisch-organischen Verbundmörtel aus klebrigem Reis herzustellen, der eine höhere Festigkeit und Wasserbeständigkeit als Kalkmörtel aufwies. ⓘ

Es ist unverständlich, wie die Kunst der Herstellung von hydraulischem Mörtel und Zement, die sowohl von den Griechen als auch von den Römern perfektioniert wurde und weit verbreitet war, dann für fast zwei Jahrtausende verloren ging. Im Mittelalter, als die gotischen Kathedralen gebaut wurden, war der einzige aktive Bestandteil des Mörtels Kalk. Da ausgehärteter Kalkmörtel durch den Kontakt mit Wasser zersetzt werden kann, litten viele Bauwerke im Laufe der Jahrhunderte unter vom Wind verwehtem Regen. ⓘ

Funktionell

Nach Art der Verwendung

Nach seiner Funktion oder Verwendung unterscheidet man:

• Mauermörtel zur Herstellung von Mauerwerk
• Putzmörtel zum Verputzen von Wänden und Decken
• Brandschutzmörtel für feuerbeständige Abschottungen
• Kunstharzmörtel, bestehend aus ungesättigtem Polyesterharz, Methacrylatharz oder Epoxidharz
• Fugenmörtel zum nachträglichen Ausfugen von Fliesen, Verblendern, Sichtmauerwerk und Pflastersteinen
• Estrichmörtel zur Herstellung eines Estrichs als Fußboden oder Grundlage für den Bodenbelag
• Vergussmörtel bzw. Gießmörtel zum Vergießen von Verankerungen, Löchern und Spalten
• Quellmörtel zum form- bzw. kraftschlüssigen Verfüllen, Ausstopfen und Ausmauern von Hohlräumen bzw. zum Untermauern von Bauteilen
• Injektionsmörtel zum Verfüllen von Rissen
• Ausgleichsmassen zum Nivellieren von Höhenunterschieden und Unebenheiten
• Wassermörtel mit hohem Widerstand gegenüber aggressiven Wässern und Aushärtung unter Wasser
• mineralische Dichtschlämme zum Abdichten von Böden und Wänden ⓘ

Auch zur Wärmedämmung oder zur Befestigung von Verkleidungselementen wird Mörtel eingesetzt. Ein weiterer Einsatzbereich ist die Verwendung von Zementmörtel für die Auskleidung von Stahlrohren als Korrosionsschutz gegenüber aggressiven Medien. ⓘ

Brandschutzmörtel

Aufbau eines Prüfkörpers für eine Brandprüfung ⓘ

Brandschutzmörtel sind in Deutschland zulassungspflichtig durch das Deutsche Institut für Bautechnik. Es handelt sich um besondere Baustoffe, die einer bauamtlichen Fremdüberwachung unterzogen werden, weil sie zur Herstellung von Abschottungen benutzt werden, die nachweislich eine bestimmte Feuerwiderstandsklasse aufweisen müssen. Das Brandschutzgewerk ist ein Teil des „WKSB“ (Wärme-, Kälte-, Schall- und Brandschutz), also des Isolierungshandwerkes. Die einschlägigen Branchenverbände hierfür sind in Deutschland die Gütegemeinschaft Brandschutz im Ausbau und in den USA und Kanada die Firestop Contractors International Association und der International Firestop Council. ⓘ

Gesteinskörnung

Die Entwicklung von Mörtel fällt in die Zeit der Antike. Die Römer entwickelten den Baustoff opus caementitium, ein Gemisch aus Bruchstein oder Ziegelschrot (Caementum), Bindemittel (Mortar) und Wasser, um eine Art künstlichen Stein herzustellen. Opus caementitium wird heute als Vorläufer des Betons betrachtet, aber auch der heutige Mörtel hat sich aus diesem antiken Baustoff entwickelt. Im Unterschied zum Beton sind die verwendeten Gesteinskörnungen feiner, eine Zugabe von größeren Bruchsteinen fehlt. ⓘ

Terrassenplatten in Mörtel mit Feinkies als Gesteinskörnung ⓘ

Die häufigste Gesteinskörnung für Mörtel ist Sand, es können jedoch in bestimmten Fällen auch andere Materialien verwendet werden, beispielsweise Feinkies oder Holzspäne. Das Größtkorn der Gesteinskörnung liegt bei 4 mm. Zementmörtel unterscheidet sich neben der Verwendung meist durch diese geringe Korngröße von Beton. Manche Mörtel-Bindemittel können auch ohne Gesteinskörnung, also lediglich mit Wasser, verwendet werden. ⓘ

Bindemittel

Mörtel kann mit mineralischen Bindemitteln, wie etwa Kalk, Zement, Gips, Anhydrit, Magnesit und Lehm, Putz- und Mauerbinder oder mit organischen Bindemitteln (also Kunststoffen) hergestellt werden. ⓘ

Aushärtung

Das Bindemittel erhärtet entweder durch physikalische (Trocknung, etwa bei Lehm) oder chemische Vorgänge:

• Im Luftmörtel kann das Bindemittel nur an der Luft, z. B. durch Trocknung oder durch Reaktion mit Kohlenstoffdioxid, aushärten.
• Wassermörtel oder hydraulischer Mörtel härtet auch unter Wasser aus. ⓘ

Einteilung nach der EN 998-1

Im September 2003 wurden viele der Festlegungen aus der Reihe der DIN 18550 Festlegungen für Mörtel im Mauerwerksbau durch die europäischen Produktnormen EN 998 Teil 1: Putzmörtel und Teil 2: Mauermörtel sowie die Normen EN 13914 für Planung, Zubereitung und Ausführung von Außen- und Innenputzen – Teil 1: Außenputze und Teil 2: Innenputze ersetzt. Die Teile 1 und 2 der weiterhin erscheinenden DIN 18550 legen zur Planung, Zubereitung und Ausführung von Außen- und Innenputzen Ergänzungen für den deutschen Markt fest. ⓘ

Festlegung für Mörtel im Mauerwerksbau
Die EN 998-1 gilt für im Werk hergestellte Putzmörtel, die als Außenputz und als Innenputz für Wände, Decken, Pfeiler und Trennwände verwendet werden. Sie enthält Definitionen und Leistungsanforderungen. Sie unterscheidet nach Herstellungskonzept, Herstellungsart und Art der Eigenschaften und/oder Verwendungszweck. ⓘ

Einteilung nach Herstellungsart

• Werkmörtel
• werkmäßig hergestelltem Mörtel
• Baustellenmörtel ⓘ

Einteilung nach Verwendungszweck

• Normalputzmörtel (GP)
• Leichtputzmörtel (LW)
• Edelputzmörtel (CR)
• Einlagenputzmörtel für außen (OC)
• Sanierputzmörtel (R)
• Wärmedämmputzmörtel (T) ⓘ

Einteilung nach der DIN 18550

Die DIN 18550 Festlegungen für Mörtel im Mauerwerksbau wurde im September 2003 zurückgezogen. Die Einteilung ist in der Baupraxis aber teilweise weiterhin relevant, da sich alte Literatur und Produktzulassungen weiterhin auf sie beziehen.

• MG 1a – Kalkmörtel, Gemisch aus Sand und gelöschtem Kalk (Sumpfkalk, Fettkalk bzw. Kalkmilch); der gebrannte Kalk wird durch thermische Zersetzung von Calciumcarbonat hergestellt (siehe Technischer Kalkkreislauf und Kalkbrennen), bei Direktverarbeitung spricht man von Heißkalkmörtel
• MG 2a – Kalkzement/hydraulischer Mörtel und Kalkzementmörtel (Gemisch aus Sand, Kalk/Kalkhydrat und Zement)
• MG 2a – Kalkzementmörtel
• MG 3a – Zementmörtel (Gemisch aus Sand und Zement)
• MG 3a – Zementmörtel, $f_{c}$ = 20 N/mm²
• MG 4a – Gipsmörtel (Gemisch aus Sand und Gips) ⓘ

Gewöhnlicher Portlandzementmörtel

Verlegung von Ziegeln mit Portlandzementmörtel ⓘ

Mörtel, der in einem 5-Gallonen-Eimer mit sauberem Wasser und Mörtel aus einem Sack gemischt wird. ⓘ

Gewöhnlicher Portlandzementmörtel, allgemein bekannt als OPC-Mörtel oder einfach nur Zementmörtel, wird durch Mischen von pulverförmigem Portlandzement, feinen Zuschlagstoffen und Wasser hergestellt. ⓘ

Er wurde 1794 von Joseph Aspdin erfunden und am 18. Dezember 1824 patentiert, was vor allem auf die Bemühungen zurückzuführen ist, stärkere Mörtel zu entwickeln. Jahrhunderts populär gemacht und war bis 1930 als Baumaterial beliebter als Kalkmörtel. Die Vorteile von Portlandzement liegen darin, dass er schnell und hart aushärtet und somit ein schnelleres Bautempo ermöglicht. Außerdem sind weniger Fachkräfte erforderlich, um ein Bauwerk mit Portlandzement zu errichten. ⓘ

In der Regel sollte Portlandzement jedoch nicht für die Reparatur oder Neuverfugung älterer, mit Kalkmörtel errichteter Gebäude verwendet werden, die die Flexibilität, Weichheit und Atmungsaktivität von Kalk benötigen, um richtig zu funktionieren. ⓘ

In den Vereinigten Staaten und anderen Ländern werden im Allgemeinen fünf Standardmörtelsorten (die als vorgemischte Trockenprodukte erhältlich sind) sowohl für den Neubau als auch für die Reparatur verwendet. Die Festigkeit des Mörtels ändert sich je nach dem Mischungsverhältnis der einzelnen Mörtelsorten, die in den ASTM-Normen festgelegt sind. Diese vorgemischten Mörtelprodukte werden mit einem der fünf Buchstaben M, S, N, O und K bezeichnet. Der Mörteltyp M ist der stärkste, der Typ K der schwächste. Das Mischungsverhältnis wird immer in Volumenprozent angegeben. ${\text{Portland cement : lime : sand}}$. ⓘ

Mörteltyp	Portlandzement	Kalk	Sand ⓘ
M	1	1/4	3-1/2
S	1	1/2	4-1/2
N	1	1	6
O	1	2	9
K	1	3	12

Diese Buchstaben sind offensichtlich den Alternativbuchstaben des Wortes "MaSoN wOrK" entnommen. ⓘ

Polymerer Zementmörtel

Polymere Zementmörtel (PCM) sind Materialien, bei denen die Zementhydratbindemittel herkömmlicher Zementmörtel teilweise durch Polymere ersetzt werden. Zu den polymeren Zusatzstoffen gehören Latex oder Emulsionen, redispergierbare Polymerpulver, wasserlösliche Polymere, flüssige duroplastische Harze und Monomere. Sie erhöhen zwar die Kosten des Mörtels, wenn sie als Zusatzstoff verwendet werden, verbessern aber die Eigenschaften. Polymermörtel hat eine geringe Permeabilität, die sich bei der Reparatur von traditionellen Ziegel-, Block- oder Steinmauern nachteilig auf die Ansammlung von Feuchtigkeit auswirken kann. Er ist hauptsächlich für die Instandsetzung von Betonkonstruktionen bestimmt. Die Verwendung von wiedergewonnenen Kunststoffen in Mörteln wird derzeit erforscht und gewinnt an Bedeutung. Die Depolymerisierung von PET zur Verwendung als polymeres Bindemittel zur Verbesserung von Mörteln wird aktiv untersucht. ⓘ

Kalkmörtel

Die Abbindegeschwindigkeit kann durch die Verwendung von unreinem Kalkstein im Brennofen erhöht werden, so dass ein hydraulischer Kalk entsteht, der bei Kontakt mit Wasser abbindet. Ein solcher Kalk muss als trockenes Pulver gelagert werden. Alternativ kann der Mörtelmischung ein puzzolanisches Material wie kalzinierter Ton oder Ziegelstaub zugesetzt werden. Die Zugabe eines Puzzolanmaterials führt dazu, dass der Mörtel durch die Reaktion mit dem Wasser relativ schnell abbindet. ⓘ

Es wäre problematisch, Portlandzementmörtel für die Reparatur älterer Gebäude zu verwenden, die ursprünglich mit Kalkmörtel gebaut wurden. Kalkmörtel ist weicher als Zementmörtel und lässt dem Mauerwerk eine gewisse Flexibilität, um sich an Bodenverschiebungen oder andere veränderte Bedingungen anzupassen. Zementmörtel ist härter und bietet wenig Flexibilität. Dieser Unterschied kann zu Rissen im Mauerwerk führen, wenn beide Mörtel in einer einzigen Wand verwendet werden. ⓘ

Kalkmörtel gilt als atmungsaktiv, d. h. er lässt Feuchtigkeit ungehindert durch und verdunstet an der Oberfläche. In alten Gebäuden mit Wänden, die sich im Laufe der Zeit verschieben, können Risse entstehen, durch die Regenwasser in die Struktur eindringt. Der Kalkmörtel lässt diese Feuchtigkeit durch Verdunstung entweichen und hält die Wand trocken. Wird eine alte Mauer mit Zementmörtel neu verfugt oder verputzt, wird die Verdunstung gestoppt, was zu Problemen mit der Feuchtigkeit hinter dem Zement führen kann. ⓘ

Puzzolanischer Mörtel

Puzzolan ist eine feine, sandige vulkanische Asche. Ursprünglich wurde sie in Pozzuoli in der Nähe des Vesuvs in Italien entdeckt und abgebaut, später auch an anderen Orten. Die Römer lernten, dass Puzzolan, das dem Kalkmörtel zugesetzt wurde, den Kalk relativ schnell und sogar unter Wasser abbinden ließ. Vitruv, der römische Architekt, sprach von vier Arten von Puzzolan. Man findet sie in allen vulkanischen Gebieten Italiens in verschiedenen Farben: schwarz, weiß, grau und rot. Puzzolanerde ist inzwischen ein Oberbegriff für alle kieselsäure- und/oder aluminiumhaltigen Zusätze zu Löschkalk, die zur Herstellung von hydraulischem Zement verwendet werden. ⓘ

Fein gemahlen und mit Kalk gemischt ist es ein hydraulischer Zement, ähnlich wie Portlandzement, und ergibt einen starken Mörtel, der auch unter Wasser abbindet. ⓘ

Radiokohlenstoff-Datierung

Wenn der Mörtel aushärtet, wird die aktuelle Atmosphäre im Mörtel eingeschlossen und liefert so eine Probe für die Analyse. Verschiedene Faktoren beeinflussen die Probe und erhöhen die Fehlermarge für die Analyse. Die Möglichkeit, die Radiokohlenstoffdatierung als Instrument zur Datierung von Mörtel zu verwenden, wurde bereits in den 1960er Jahren eingeführt, kurz nachdem die Methode etabliert war (Delibrias und Labeyrie 1964; Stuiver und Smith 1965; Folk und Valastro 1976). Die allerersten Daten wurden von van Strydonck et al. (1983), Heinemeier et al. (1997) und Ringbom und Remmer (1995) vorgelegt. Die methodischen Aspekte wurden von verschiedenen Gruppen weiterentwickelt (ein internationales Team unter der Leitung der Universität Åbo Akademi sowie Teams von CIRCE, CIRCe, ETHZ, Poznań, RICH und dem Laboratorium in Mailand-Bicocca). Zur Bewertung der verschiedenen anthropogenen Kohlenstoffextraktionsmethoden für die Radiokohlenstoffdatierung sowie zum Vergleich der verschiedenen Datierungsmethoden, d. h. Radiokohlenstoff und OSL, wurde die erste Vergleichsstudie (MODIS) erstellt und 2017 veröffentlicht. ⓘ

Spezielle Arten

• Werktrockenmörtel
• Einpressmörtel ⓘ