Feuchtigkeits- und Korrosionsproblem

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Gebäude beeinflussende Faktoren

Feuchtigkeit ist überall in unserer Umgebung, wodurch sie eine Gefahr für die Beständigkeit von Gebäuden darstellt. Alle Bauelemente sind jederzeit ihrem Einfluss sowohl von außen als auch von innen ausgesetzt.

An Gebäudewänden wirkt meistens wasserdampfförmige Feuchtigkeit, die durch alltägliche Tätigkeiten oder Unfälle, wie z.B. Wasserschäden, entstanden ist. Wetterbedingungen beeinflussen das Gebäude von außen. Auf das Fundament wirkt das Grundwasser.

Ein weiteres Problem bringt das Gefrieren und Tauen von Wasser im Mauerwerk mit sich.

Ursachen des Feuchtigkeitsproblems

Eine unsachgemäß ausgeführte Isolierung des Gebäudes und der Fundamente, ein unsachgemäßes Regenwasserentsorgungssystem oder undichte Bedachungen führen zur Durchdringung des Mauerwerks von Wasser und Feuchtigkeit.

Im Winter kondensiert auf den Wänden die aus der wärmeren Luft von Innenräumen kommende Feuchtigkeit. Eine unsachgemäße Belüftung kann eine Retention von Feuchtigkeit im Mauerwerk zur Folge haben, was wiederum ein für den Menschen ungesundes Mikroklima erzeugt.

Grundwasser und Feuchtigkeit in Gebäuden

Wird das Grundwasser oder Regenwasser aus dem Gebäude nicht oder ungenügend entsorgt, dringt es durch undichte Stellen in den Wänden ein. Es kann zum kapillaren Aufstieg der Feuchtigkeit aus dem Boden kommen.

Im Winter friert das in das Mauerwerk gelangte Wasser ein, sein Volumen steigt. Dies führt unweigerlich zum Zerfall der Fundamente und Wände.

Einfluss der chemischen Verbindungen

Wasser ist selten chemisch rein. In der Regel enthält es andere, gelöste Substanzen (Chloride, Sulfate und Nitrate), die chemisch aggressiv sein können. Eine solche Mischung kann im Ergebnis des kapillaren Aufstiegs in die höher gelegenen Wandteile gelangen und Salzausblühungen, Verfärbungen, Abblättern von Farbschichten oder sogar Putzabfall verursachen. Die im Wasser gelösten chemischen Stoffe können chemische Korrosion auslösen.

Einfluss der Korrosion auf die Gesundheit

Ähnlich gefährlich ist die Biokorrosion. Feuchte Wände bilden einen ausgezeichneten Nährboden für Pilze und Schimmel, die Allergien oder Krankheiten des Atemsystems hervorrufen können.

Feuchte Wände bilden einen ausgezeichneten Nährboden für Pilze und Schimmel. Sie können Biodeterioration verursachen (das Material wird aufgrund seines Nährwerts zerstört, das betrifft z.B. Holz, oder durch mikrobielle Metaboliten). Sie stellen außerdem eine ernsthafte Gefahr für die Gesundheit der Bewohner dar.

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Biokorrosion

Die Biokorrosion im Bauwesen wird vorrangig durch Hauspilz, Schimmelpilz, einzellige Hefen, Algen und Flechten verursacht. Im Fall von Holz können es auch Insekten sein.

Gebäude können mit vielen Arten der oben genannten Organismen kontaminiert sein. Besonders belastend ist das Auftreten von Schimmelpilzen, denn sie stellen gleichzeitig eine Gefahr für den Menschen dar. Schimmelpilze brauchen zum Wachstum:

• einen Nährboden mit Spurenmengen von Kohle, Stickstoff, Phosphor und anderen Elementen,
• einen dem neutralen Wert nahe liegenden pH-Wert,
• erhöhte Feuchtigkeit,
• entsprechende Temperatur.

Viele Pilze setzen giftige Stoffe frei, die Allergien, Asthma, Rheuma, zerebrale Hypoxie und auch Magen-Darm-Erkrankungen verursachen können.

Ursachen der Biokorrosion

Zu den häufigsten Ursachen der Biokorrosion in Bauobjekten zählen:

• mangelnde Belüftung,
• unsachgemäße Isolierung,
• unsachgemäße Ausführung des Grund- und Flächenwasser-Entsorgungssystems,
• im Gebäude verbautes Holz mit hohem Feuchtgehalt,
• Anwendung von vor Biokorrosion nicht geschützten Materialien,
• Störungen der Abdichtung, Installationen und anderen Gebäudeteilen,
• bestimmungswidrige Nutzung von Räumlichkeiten,
• Planungs- und Fertigungsfehler der Gebäudehüllen,
• Fehlen einer gründlichen Gebäudewartung.

Der chemische Angriff verursacht Rissbildung und Zerfall von Beton, in Extremfällen führt er zur vollständigen Zerstörung der Betonkonstruktion. Auf diese Weise entstehen schwerlösliche Salze, die unter Einfluss der Kristallisierung ihr Volumen vergrößern. Dies wiederum führt zum Auswaschen von Betonbestandteilen und zum Entstehen leichtlöslicher Salze.

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Chemische Korrosion

Carbonisierung ist eine Korrosionsart, die an der Außenseite der Betonkonstruktion entsteht. Das in der Luft vorkommende Kohlendioxid reagiert mit Produkten der Hydration von Klinkerphasen und bildet das Calciumcarbonat. Seine Anwesenheit zerstört den Beton nicht, senkt aber den pH-Wert der Mauern. Dadurch verschwindet sukzessive die Schutzschicht (Passivierungsschicht) auf der Oberfläche des Bewehrungsstahls.

Die Carbonisierung erfolgt am schnellsten bei wechselnd feuchten und trockenen Bedingungen. Im Fall, wenn der Betonbereich mit einem pH-Wert kleiner als 9 die Bewehrungsstäbe erreicht und die Betonfeuchtigkeit hoch ist, wird eine schnelle Korrosion des Bewehrungsstahls erfolgen. Rost hat ein größeres Volumen als Stahl. Die entstandenen Spannungen führen zu Betonrissen. Die Bewehrungsstäbe können auf diese Weise sogar vollständig freigelegt werden. Ist der Beton der Wirkung von Chloriden ausgesetzt, beschleunigt die Stahlkorrosion signifikant.

Chloridangriff

Chloriden gelangen am schnellsten in die Zementmatrix. Sie führen zur Senkung des pH-Werts von Beton und zur Korrosion vom Bewehrungsstahl. Der Korrosionsverlauf ähnelt dem Carbonisierungsprozess. Ein Chloridangriff kann durch die Wirkung des Grubenwassers oder Meerwassers verursacht werden, in den häufigsten Fällen stecken hinter der Entstehung Enteisungsmittel.

Abwechselndes Sättigen und Trocknen sowie Frost bestärken das Eindringen von Chloriden.

Sulfatangriff

Er gehört zu den gefährlichsten Korrosionsarten und tritt am häufigsten in der Wirkung von Grundwasser, Abwasser oder Meerwasser ausgesetzten Konstruktionen auf. Die Sulfate im Grundwasser sind in der Regel natürlicher Herkunft, obwohl ihre Quellen ebenso Düngemittel wie auch Industrieabwasser sein können. Im Meerwasser werden die Sulfate von in großen Mengen präsenten Chloriden, Natrium und Magnesium begleitet, die die zerstörerische Aktivität zusätzlich stärken.

Physikalische Auswirkungen des Sulfatangriffs:

• Expansion,
• Rissbildung,
• Abblättern,
• Festigkeitsverlust,
• Vollständige Betondestruktion.

Durch Alkali-Aggregat-Reaktion verursachte Korrosion

Zwei Aggregatarten reagieren am häufigsten mit aus Zement, Wasser oder chemischen Zusätzen stammenden Alkalien:

• Aggregate, die reich an reaktiven Siliziumdioxid sind (Opal, Chalcedone, Tridymite) - Alkali-Kieselsäure-Reaktion (ASR),
• sowie Carbonat-Aggregate (dolomitisierte Kalksteine) - Alkali-Carbonat-Reaktion (ACR).

Die oben aufgelisteten Aggregate können mit den im Beton enthaltenen Alkalien ausschließlich im Beisein von Wasser reagieren. Dann entsteht ein alkalisches Gel, das Wasser absorbiert und ohne Einschränkungen aufquillt. Um die aktiven Körner herum bildet sich ein bis zu 2 mm dicker Gelmantel. Die Einschränkung des Gels durch den Zement verursacht innere Spannungen, die in Rissbildung und Betonzerfall resultieren.