Das heiße Eisen Schnelle Belegreife ohne Feuchtemessung? Vorstriche aus PUR oder EP – die Alternative?

Einen viel beachteten Vortrag hat Thomsit-Cheftechniker Uwe Elvert auf dem Stuttgarter BauFach-Symposium des iba- Instituts gehalten. Seine provokante These: Belegreife lässt sich unter Umständen schnell erzielen – ohne Feuchtemessung.Vorstriche aus PUR oder EP – die Alternative? Zur Beantwortung der Fragestellung im Vortragstitel sind vier Faktoren zu beleuchten. 1. Die Belegreife bzw. der konkrete Feuchtigkeitsgehalt eines Untergrunds. 2. Die Feuchtemessung. 3. Wirkungsweise/Anwendungsspektrum so genannter Feuchtigkeitssperren. 4. Mögliche Fehlerquellen solcher Systeme. Einleitung: Das Thema „Feuchtigkeit in Untergründen“ beschäftigt mich seit Beginn meiner Tätigkeit bei Henkel im Bereich der Fußbodentechnik Mitte der 80er Jahre. Genauso lange empfehlen wir mit bestem Erfolg Feuchtigkeitssperren auf diversen Untergründen. Das Thema hat nichts an Aktualität verloren. Es gibt mehrere Ursachen für erhöhte/überhöhte Feuchtigkeit des Untergrunds: Restfeuchtigkeit aus Trocknungsprozess. In Stand gesetzter Wasserschaden. Kapillar aufsteigende Feuchtigkeit aus dem Untergrund (Betonsohle). Gebäudeundichtigkeiten im Kontext der DIN 18195 (hier nicht behandelt). Alle Angaben beziehen sich auf Zementestriche oder Beton. Unterböden wie Calciumsulfatestriche sowie Trockenausbaukonstruktionen, die selbst feuchtigkeitsempfindlich sind, bleiben unberücksichtigt. Die Belegreife bzw. der konkrete Feuchtigkeitsgehalt des Untergrunds: Belegreif heißt hier, dass sich Bodenbeläge auf einen vorgegebenen Zementestrich oder eine Betondecke aufbringen lassen. Bezüglich Sauberkeit, Ebenheit, Oberflächenfestigkeit setzen die Prüfpflichten (DIN 18356/DIN 18365) enge Grenzen. Ist die Estrichoberfläche nicht in Ordnung, dann sind besondere Maßnahmen erforderlich, um Abhilfe zu schaffen. Je nach Ausmaß kann sogar ein Austausch der Lastverteilungsschicht erforderlich werden. Das gilt in diesem Umfang nicht für die Feuchtigkeit des Untergrunds, da entsprechende technische Möglichkeiten zur Abwehr gegeben sind. Meist entsteht die Diskussion mit dem Auftraggeber aufgrund von damit verbundenen und nicht vorgesehenen Mehrkosten. Was bringt Feuchtemessung? Den Prüfpflichten (DIN 18365/DIN 18356) wird entsprochen. Information über aktuellen Wassergehalt Grundlage für die Auswahl der zu verwendenden Verlegewerkstoffe. Was die Feuchtemessung nicht vermag, ist die Ursache der Feuchtigkeit zu ermitteln. die Verteilung des Wassers über die Fläche darzustellen. Auf dem Markt stehen mehrere Produkte zur Sperrung der Restfeuchte zur Wahl. Es geht um eine Vorbehandlung von Neuuntergründen, die noch nicht ihre Belegreife erreicht haben. Die entsprechenden technischen Merkblätter enthalten Feuchtegrenzwerte zwischen 4–7 CM-%. Besonderheit bei Thomsit: Wir machen für den Einsatz unseres sehr niedrigviskosen, lösemittelfreien Epoxidharzes keine Angaben zum Restfeuchtegehalt. Es wird nur vorausgesetzt, dass die Oberfläche des Unterbodens frei von stehendem Wasser und saugfähig ist. Aber wie feucht ist eigentlich ein neuer Beton oder Zementestrich? Die folgenden Beispiele basieren auf Näherungswerten für die Rezepturen: 1 m³ Zementestrich CT C25, w/z=0,6 ◊Zement: ca. 325 kg/m³, ◊Zuschlag: ca. 1.859 kg/m³ mit 3% Feuchteanteil, ◊Wasser: ca. 190 kg/m³, ◊ergibt eine Gesamtmenge von 2.365 kg/m³ – davon Wasser 245,5 kg/m³ oder 10 Gew.-%, ◊bei einer Schichtdicke von ca. 5 cm ergäbe das 11,8 l Wasser/m², davon werden ca. 25 % gebunden, der Rest verdunstet. 1 m³ Beton C25, w/z=0,6, ◊Zement: ca. 250 kg/m³, ◊Zuschlag: ca. 1.950 kg/m³ mit 3% Feuchteanteil, ◊Wasser: ca. 150 kg/m³, ◊ergibt eine Gesamtmenge von 2.350 kg/m³ – davon Wasser 208,5 kg/m³ oder 9 Gew.-%, ◊bei einer Schichtdicke von ca. 18 cm ergäbe das 38,1 l Wasser/m², auch davon werden ca. 25 % gebunden, der Rest verdunstet. Die Feuchtemessung: Zur Ermittlung der Feuchte stehen mehrere Verfahren zur Verfügung, wobei das handwerksübliche das bekannte CM-Gerät ist. Ebenso werden auch Darrmessungen durchgeführt. Beide Werte stehen aber in keinem so direkten Zusammenhang, wie dies mancherorts gehandhabt wird. Die Umrechnung mittels Daumenfaktor 1,5 ist durchaus fehlerbehaftet. Dipl.-Ing. Werner Schnell vom IBF Troisdorf veröffentlichte 1985 dazu schon eine breit angelegte Untersuchungsreihe. Bei der mathematischen Gegenüberstellung von CM- sowie Darrwert sind teils erhebliche Abweichungen erkennbar. So hat Schnell für einen Darrwert von 4 Gew.-% einen CM-Gehalt von 1,3 CM-% ermittelt, gleichzeitig aber für 3,8 Gew.-% einen CM-Gehalt von 3,3 CM-%. In einem Koordinatensystem wird daraus eher eine Punktewolke denn die gewünschte Gerade. Die Gleichung für die Regressionsgerade dazu lautet: Y = 0,795x – 0,8132. Oder: CM-% = 0,795 u Darrwert – 0,8132. Will man den Darrwert ermitteln, ist die Formel umzustellen: Darrwert = (CM-% + 0,8132) : 0,795. Die Faustformel stimmt bei 2 CM-% (gleich 3,5 Gew.-%), nicht aber bei 3 CM-% (gleich 4,8 Gew.-%) und 5,5 CM-% (7,9 Gew.-%). Es sollte nicht mit Gew.-% sowie CM-% parallel hantiert werden, da sich dann der Auftraggeber gerne das günstigere Resultat aussucht. Wirkungsweise/Anwendungsspektrum so genannter Feuchtesperren: Das Ziel der Feuchtesperre auf Zementestrichen oder Betonen besteht darin, die Belegung mit Materialien zu ermöglichen, die selbst relativ diffusionsdicht sind. Es geht dabei insbesondere um Varianten wie homogenes/heterogenes PVC oder Kautschuk. Eine lose verlegte Dachpappe weist beispielsweise einen sd-Wert von 2 m, eine dicht eingebaute Dachpappe, 2,4 Millimeter dick, mit zwei bituminösen Aufstrichen abgedichtet und überlappend verklebt, dagegen von 65 m auf. Immer ist also mit einer Dampfmenge zu rechnen, die einzelne Schichten durchwandert – sofern nicht Spezialfolien aus Metall verwendet werden, die als dampfdiffusionsdicht gelten und einen sd-Wert aufweisen, der gegen unendlich geht. Das ist bei einem richtig ausgelegten Aufbau nicht tragisch. Das Prinzip der Abdichtung auf solchen Untergründen beruht darauf, dass die dampfdiffusionsdichteste Lage unmittelbar auf den Estrich oder den Beton aufzubringen ist. Deutlich wasserdampfdurchlässiger als die Oberbeläge sind Verlegewerkstoffe wie Klebstoffe und Spachtelmassen. Eine solche Anordnung der Sperrschichten bewirkt, dass die von unten nach oben diffundierende Wasserdampfmenge durch die Sperrlage direkt auf der Estrichoberfläche erheblich verringert wird. Daher entstehen beim weiteren Stoffdurchgang des Wasserdampfs keine Anreicherungen der Feuchtigkeit, denn die ankommende Dampfmenge ist und bleibt kleiner als die Durchlässigkeit der oberen Lagen. Die Unterschiede in den einzelnen Produkten liegen hauptsächlich in ihrer chemischen Basis und den physikalischen Eigenschaften. So ist Epoxydharz nicht gleich Epoxydharz und PUR nicht gleich PUR. Manche Varianten vertragen während der chemischen Reaktion die Anwesenheit von Feuchtigkeit nicht. Folglich sind solche Reaktionsharze trotz vermeintlich vollständiger Erhärtung nicht wirklich dicht. Mit Wasser zu verdünnende Vorstrichversionen etwa auf Acrylatbasis sind in der Wirkstoffmenge dagegen von vornherein deutlich eingeschränkt. Daher lassen sich mit diesen Grundierungen kaum ausreichende Auftragsmengen realisieren, die letztendlich eine hinreichende Sperrwirkung oftmals nicht sicher erzielen. Derartige Systeme eignen sich nicht für höhere Restfeuchtegehalte. Der ökologische Aspekt sollte nicht vernachlässigt werden – auch für Feuchtesperren muss die Vorgabe gelten, dass ausschließlich die sehr emissionsarmen EMICODE-EC1-Produkte einzusetzen sind. Produkte zur Feuchtigkeitssperrung, die ihre Wirkung durch eine Filmbildung auf der Oberfläche der Untergründe erreichen, hängen maßgeblich von der Dicke des Films ab. Deshalb sind stets mehrere Auftragsschichten erforderlich. Die Schichtdicken-Abhängigkeit der Reaktionsharze ist auch der Grund für die Begrenzung ihres Einsatzes in Bezug auf den Feuchtegehalt. Nicht mittels der aufliegenden Kunststofffilme, sondern der Nutzung der Estrich-/Betonstruktur funktioniert eine andere Art der Feuchtigkeitssperre. Dabei wird in die Porenmatrix des Untergrunds ein besonders dünnflüssiges, schnell erhärtendes Reaktionsharz eingearbeitet. So werden einerseits die Poren, die als einziger Weg für die Wasserverdunstung zur Verfügung stehen, verstopft. Es entsteht andererseits ein äußerst belastbares Gefüge aus mineralischen und aus Reaktionsharzanteilen. Grundvoraussetzung dafür ist die Saugfähigkeit des zu behandelnden Untergrunds. Unter Baustellenbedingungen liegt diese etwa drei bis fünf Tage nach Einbau des Estrichs oder Betons vor. Es darf selbstverständlich kein Oberflächenwasser in Form von Pfützen vorhanden sein. Das niedrigviskose, lösemittelfreie, sehr emissionsarme Reaktionsharz wird im deutlichen Überschuss auf den Boden aufgebracht sowie im Rahmen einer zehn- bis 20-minütigen Einwirkzeit von diesem aufgesaugt. Der danach verbleibende Überschuss wird durch Gummiwischer scharf abgezogen und entfernt. Nach vollständiger Erhärtung des Epoxidharzes ist der Untergrund unmittelbar am Folgetag für alle Oberbeläge belegreif. Nicht in üblicher Weise zu bestimmen ist der sd-Wert solcher Varianten, da letztendlich keine Schicht, sondern eine Matrix vorliegt. Versuche an kompletten Aufbaumustern haben jedoch gezeigt, dass sich ein sd-Wert von zirka 120 m ergibt. Der Wasseranteil ändert sich rasant in den ersten Tagen nach Einbau des Estrichs/Betons. Gleichzeitig nimmt genauso schnell die Festigkeit des Untergrunds zu. Bereits nach fünf Tagen liegt eine Biegezugfestigkeit von zirka 3 N/mm2 vor, was für die übliche Nutzung ausreicht, weil dann bereits rund 75 Prozent der Nennfestigkeit erreicht sind, die nach 28 Tagen gefordert wird. Daraus leitet sich ein wesentlicher Vorteil des oben beschriebenen Systems ab: Unabhängig von der Dicke des Estrichs/Betons und unter Verwendung normaler Rezepturen lassen sich kurze Bauzeiten für Fußböden sicher planen. Während Schnellestriche und Zusatzmittel in ihrer Belegreife stets vom umgebenden Klima – insbesondere der Luftfeuchte – abhängen, entfällt die Randbedingung beim Einsatz der niedrigviskosen Epoxidharzsperre. So lassen sich Bauabläufe wirklich planen. Optimal ist es, wenn Bauplaner/Bauherr von Beginn an Reaktionsharz in den Ablauf einplanen, also schon in der Ausschreibungsphase. Was aber passiert mit dem eingeschlossenen Wasser? Die beinahe banale Antwort: Nichts! Es verdunstet ausgesprochen langsam durch alle Schichten hindurch abhängig davon, wie dicht diese sind. Dieser Vorgang dauert Jahre, wenn nicht Jahrzehnte. Außerdem baut sich weiter Feuchtigkeit in der Konstruktion durch die noch anhaltende Umsetzung des Zements ab. Vor allem aber fehlen Mechanismen, die die Bewegung der Feuchtigkeit innerhalb der Estrichscheibe oder Betonplatte hervorrufen. Es gibt keine Konzentrationsgefälle, die eine Wasserdampfwanderung in größerem Maße auslösen könnten. Alle drei Faktoren zeigen demnach, dass die eingeschlossene Feuchte quasi „eingefroren“ und damit nahezu unbeweglich ist. Insbesondere die weitere chemische Umsetzung kann bewirken, dass derart gesperrte Flächen nach ein bis zwei Jahren als trocken gelten dürfen. Mögliche Fehlerquellen: Bei der Absperrung von Feuchtigkeit in Unterböden ist auf jeden Fall eine sorgfältige Vorgehensweise erforderlich. Nach unseren langjährigen Erfahrungen können wir sagen, dass die Ursache für Feuchtebeeinträchtigung eines Bodenaufbaus sich in keinem Fall zurückführen ließ auf das eingesetzte Reaktionsharz. Häufigste Ursachen: Untergrundvorbereitung reicht nicht aus, nicht entfernte Verschmutzungen, Mischfehler, zu wenig Reaktionsharz verwendet, ungünstige klimatische Verhältnisse beim Einbau der Feuchtesperre, drückendes Wasser, zu dünne Spachtelmassenschicht auf der Sperre, fehlerhafte Quarzsandabstreuung. Der Boden darf nicht verschmutzt sein, wenn Sperrschichten aufgebracht werden, das gilt besonders für wasserlösliche Substanzen. Er muss tragfähig und fest sein. Darüber hinaus ist entscheidend für das Gelingen der richtige Umgang mit dem Reaktionsharz, zuvorderst dessen hinreichende Durchmischung im Umfeld vernünftiger klimatischer Bedingungen. Zusammenfassung: Feuchtesperren sind auf Zementestrichen oder Betonböden eine schnelle Alternative zur normalen Austrocknung. Das zeigen jahrzehntelange Erfahrungen. Jedoch sind Produkteigenschaften und die oft daran geknüpften Randbedingungen unbedingt zu beachten, um Schäden zu vermeiden. Für die Feuchtemessungen gibt es gemäß einschlägigen Normen eine Prüfpflicht, die aus juristischen Gründen nicht umgangen werden sollte. Die Messung dient auch der Produktauswahl, da sich Grenzwerte der Hersteller unterscheiden. Nur bei entsprechenden Angaben durch den Hersteller kann auf eine Feuchtemessung verzichtet werden.Uwe Elvert, Thomsit

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