Mauerwerk

Mauerwerk, die Kunst und das Handwerk des Bauens und Herstellens in Stein, Ton, Ziegel oder Betonblock. Der Bau von gegossenem Beton, verstärkt oder unverstärkt, wird oft auch als Mauerwerk betrachtet.

Die Kunst des Mauerwerks entstand, als der frühe Mensch versuchte, seine wertvollen, aber seltenen natürlichen Höhlen durch künstliche Höhlen aus Steinhaufen zu ergänzen. Kreisförmige Steinhütten, teilweise in den Boden gegraben, Dating aus prähistorischen Zeiten wurden auf den Aran-Inseln gefunden, Irland. Bis zum 4. Jahrtausend v. Chr. hatte Ägypten eine aufwendige Steinmetztechnik entwickelt, die in der extravagantesten aller antiken Strukturen, den Pyramiden, gipfelte.

Die Wahl der Mauerwerksmaterialien wurde immer von den vorherrschenden geologischen Formationen und Bedingungen in einem bestimmten Gebiet beeinflusst. Ägyptische Tempel, zum Beispiel, wurden aus Kalkstein gebaut, Sandstein, Alabaster, Granit, Basalt, und Porphyr aus den Hügeln entlang des Nils abgebaut. Ein anderes altes Zentrum der Zivilisation, das Gebiet Westasiens zwischen Tigris und Euphrat, fehlte Steinaufschlüsse, war aber reich an Tonablagerungen. Infolgedessen wurden die Mauerwerkskonstruktionen des assyrischen und persischen Reiches aus sonnengetrockneten Ziegeln gebaut, die mit gebrannten, manchmal glasierten Einheiten verkleidet waren.

Stein und Ton waren im Mittelalter und später weiterhin die primären Mauerwerksmaterialien. Eine bedeutende Entwicklung im Mauerwerksbau in der Antike war die Erfindung des Betons durch die Römer. Obwohl gut geschnittene Steinblöcke ohne Mörtel errichtet werden konnten, erkannten die Römer den Wert von Zement, den sie aus puzzolanischem Tuff, einer Vulkanasche, herstellten. Gemischt mit Wasser, Kalk und Steinfragmenten wurde der Zement zu Beton expandiert. Wände aus diesem Beton, die mit verschiedenen Stein- oder gebrannten Tonmaterialien verkleidet waren, waren wirtschaftlicher und schneller zu errichten als Wände aus Steinblöcken.

Weil es mehr Freiheit bei der Gestaltung von Strukturen bot, half Beton den Römern, den Bogen zu einer der großen Grundbauformen zu entwickeln. Vor dem Bogen waren alle Steinbauer durch die grundlegende mangelnde Zugfestigkeit des Steins behindert worden – das heißt, seine Tendenz, unter seinem eigenen Gewicht zu brechen, wenn er auf weit voneinander entfernten Pfeilern oder Wänden getragen wird. Die Ägypter hatten Tempel mit Steinplatten überdacht, waren aber gezwungen, die tragenden Säulen nahe beieinander zu platzieren. Die Griechen hatten hölzerne Dachbalken verwendet, die mit dünnem Stein bedeckt waren; Solche Balken waren Wetter und Feuer ausgesetzt. Der römische Bogen vermied die Spannung vollständig und hielt das gesamte Mauerwerk in Kompression, vom Schlussstein bis zu den Pfeilern. Stein in Kompression hat eine große Stärke, und die Römer bauten riesige Bogenbrücken und Aquädukte in großer Zahl. Sie dehnten ihren Bogen in einen Tunnel aus und erfanden das Tonnengewölbe, mit dem sie Gebäude wie den Venustempel in Rom erfolgreich überdachten. Mehrere Bögen, die sich an einem gemeinsamen Schlussstein schneiden, könnten verwendet werden, um eine Kuppel zu bilden, wie die des Pantheons in Rom. Aus zwei sich kreuzenden Tonnengewölben entstand das Leistengewölbe, das in einigen der großen römischen öffentlichen Bäder verwendet wurde.

Der römische Bogen erfuhr im Mittelalter eine bedeutende Veränderung in der Entwicklung des Spitzbogens, der ein starkes Skelett lieferte, das auf gut beabstandeten Pfeilern ruht. Die massiven, starren Mauerwerkskonstruktionen der Römer wichen hoch aufragenden Gewölben, die von äußeren Strebepfeilern getragen wurden (äußere Verstrebungen). Durch die Verwendung kleinerer Steine und dicker Mörtelfugen entstand eine elastische, schlanke Struktur, die das Mauerwerk in vollen Zügen beanspruchte. Die Lagerung von Einheit zu Einheit erforderte die Verwendung von Mörtel, um die Kontaktspannungen zu verteilen.

Mit dem Aufkommen gotischer Formen hatte der Mauerwerksbau im historischen Sinne das Problem gelöst, den Raum vollständig durch komprimiertes Material zu überspannen, die einzige für Stein geeignete Gestaltungsformel. Mit dem Aufkommen des Fachwerks im 16.Jahrhundert, dem Aufstieg der wissenschaftlichen Strukturanalyse im 17.Jahrhundert und der Entwicklung hochfester widerstandsfähiger Materialien (Stahl und Stahlbeton) im 19.Jahrhundert nahm die Bedeutung des Mauerwerks als praktisches Material für die Überspannung ab Raum. Es verdankt seine Wiederbelebung weitgehend der Erfindung von Portlandzement, dem Hauptbestandteil von Beton, der im 20.Jahrhundert das Mauerwerk zu seiner im Wesentlichen vorrömischen Rolle der Bildung vertikaler Wandgehäuse, Trennwände und Verkleidungen zurückbrachte.

Der Mauerwerksbau beginnt mit extraktiven Materialien wie Ton, Sand, Kies und Stein, die normalerweise aus Oberflächengruben oder Steinbrüchen gewonnen werden. Die am häufigsten verwendeten Gesteine sind Granit (magmatisch), Kalkstein und Sandstein (sedimentär) und Marmor (metamorph). Neben Steinen werden Tone verschiedener Art zu Ziegeln und Fliesen verarbeitet. Betonblöcke werden aus Zement, Sand, Zuschlagstoffen und Wasser hergestellt.

Zum Formen und Abrichten von Stein kann eine Vielzahl von Werkzeugen verwendet werden. Diese reichen von Handwerkzeugen wie Hämmern, Schlägeln, Meißeln und Rillen bis hin zu Maschinen wie Rahmen- und Kreissägen, Form- und Oberflächenbearbeitungsmaschinen und Drehmaschinen. Es gibt auch verschiedene Geräte für den Umgang mit Stein auf der Baustelle, von verschiedenen Formen von leichten Handgeräten bis hin zu maschinengetriebenen Kränen.

Viele Architekten schätzen Mauerwerk wegen seiner Farbe, seines Maßstabs, seiner Textur, seines Musters und seines Aussehens der Beständigkeit. Zusätzlich zu seinem ästhetischen Reiz hat Mauerwerk eine Reihe anderer wünschenswerter Eigenschaften, wie seinen Wert bei der Kontrolle von Schall, Feuerbeständigkeit und Isolierung gegen tägliche Temperaturschwankungen.

Beginnend mit dem 20. Hohlraumwände, die sehr widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit waren, wurden oft aus zwei vertikalen Mauerwerksschichten gebaut, die durch eine Schicht Isoliermaterial getrennt waren. Einige Fundamente wurden aus Betonblöcken gebaut, und viele Bauvorschriften erforderten die Verwendung von Mauerwerk in Brandmauern.