Wichtiger sind diejenigen Spannungen, die beim Schwinden des Mörtels und bei Temparaturänderungen infolge von behinderten Verformungen auftreten. Weitere Spannungen entstehen durch das Zusammenwirken von Unterlagsböden und Plattenbelägen als Zweischichten- System.
Beim Schwinden verkürzt sich der schwimmende Unterlagsboden. Erfolgt die Verkürzung völlig behinderungsfrei, werden durch das Schwinden keine Spannungen erzeugt.
Wird der Unterlagsboden an der Verformung jedoch behindert, sind die Zugspannungen so hoch, dass ein Riss unvermeidlich ist. Die Spannungen sind dann abhängig vom Elastizitätsmodul und dem Schwindmass des Mörtels. Die Rissbreite wird mit zunehmendem Schwindmass und Länge des Feldes grösser ausfallen.
Beim Unterlagsboden muss während des Schwindens die Reibung zur Trennlage auf der Dämmschicht überwunden werden. Die beim Zusammenziehen entstehenden Zugspannungen nehmen daher zum Bewegungszentrum hin linear zu und werden nur von der Länge des Unterlagsbodens un der Reibung zum Untergrund bestimmt. Das Schwindmass beeinflusst die Grösse der Spannung also nicht, wie oft angenommen wird.
Die Spannungen sind deshalb in den wenig schwindenden kalziumsulfatgebundenen Fliessunterlagsböden gleich gross wie bei zementgebundenen Unterlagsböden.
Temperaturänderungen führen zu wiederkehrenden Verformungen; bei zunehmender Temperatur dehnt sich der Unterlagsboden aus, bei abnehmender zieht er sich zusamen.
Die Reibung und die Länge des Unterlagsbodens sind ebenso wie beim Schwinden massgebend für die Spannungsentwicklung. Die Auflasten, insbesondere schwere Möbel entlang den Wnden, vergrössern die Reibungskraft erheblich, was zu einer Verschiebung des Bewegungszentrums führt.
Beim Ausdehnen des Unterlagsbodens entstehen normalerweise Druckkräfte, die von jedem Mörtel – auch bei leichten Behinderungen – problemlos aufgenommen werden können. Beim Abkühlvorgang muss sich der Unterlagsboden wieder zusammenziehen. Nun entstehen aber Zugspannungen, die bezüglich Rissebildung besonders heikel sind. An Behinderungsstellen, die der Mörtel beim Ausdehnen leiacht überwindet, kann sich der Unterlagsboden beim Zusammenziehen „einhaken“.
Es entstehen Zugkräfte, die schnell die Zugfestigkeiten des Mörtels übersteigen; die Folge sind dann Risse.
Bei nicht linearen Temperaturunterschieden über den Querschnitt des Unterlagsbodens und bei ungleichen Materialeigenschaften zwischen Unterlagsboden und Bodenbelag sind weitere Spannungszustände möglich (Bimetalleffekt).
Die durch das Schwinden und durch Temperaturänderungen verursachten Spannungen liegen in behinderungsfreien Unterlagsböden deutlich unter den Materialfestigkeiten. Die Rissgefahr ist noch gering, sofern die Reibung zum Untergrund durch Anbringen einer Trenn- und Gleitlage klein gehalten wird.
Sie nimmt aber sprunghaft zu, wenn Verbindungen zu anderen Bauteilen oder zu benachbarten Feldern die freie Verformung des Unterlagbodens behindern. Risse werden unter diesen Bedingungen aber nur dann entstehen, wenn dafür weniger Energie aufgewendet werden muss als für die Verofmung respektive das Überwinden der Reibung und der Behinderung notwendig ist. Bei zwei ungünstig liegenden Behinderungsstellen sind bereits so hohe Kräfte für die Verformung erforderlich, dass der Unterlagsboden lieber reisst.
Text und Bilder mit freundlicher Genehmigung von Holcim (Schweiz) AG entnommen aus der Fachpublikation „Unterlagsböden Rissbildung und Verwölben bei schwimmenden Unterlagsböden“, Ausgabe 2002. Die zitierte Publikation kann unter www.holcim.ch bestellt werden.