Das Nachrichtenportal von BTH-Heimtex · Haustex · Carpet Home · Eurodecor · FussbodenTechnik · Parkett Magazin
Der Arbeitskreis Sachverständige im BEB informiert
Der Arbeitskreis Sachverständige im Bundesverband Estrich und Belag (BEB) versteht sich als ausgewiesener Expertenkreis der Fußbodenbranche und sieht es deshalb als eine seiner wesentlichen Aufgaben an, über aktuelle Themen aus der Fußbodenpraxis zu informieren. Mit diesem, in unregelmäßigen Abständen erscheinenden Rundschreiben nimmt der Arbeitskreis Sachverständige Stellung zu wichtigen oder strittigen Themen aus dem Bereich der Fußbodenkonstruktionen. Das Motto dabei lautet: aus der Praxis - für die Praxis. Der Arbeitskreis Sachverständige behält sich vor, sich nur zu Themen zu äußern, die vom Arbeitskreis für die Branche als wirklich wichtig eingestuft werden.
Schenkt man dem Artikel "Grundlagen der KRL-Methode" in der FussbodenTechnik (Ausgabe 5/2018) Glauben, scheint die Technische Kommission Bauklebstoffe (TKB) mit ihren langjährigen Bestrebungen, für die Bestimmung des Feuchtegehalts in Estrichen die Messung der sogenannten "Korrespondierenden Luftfeuchte" (KRL) als neuen Standard zu etablieren, inzwischen am Ziel. Die Titel-Unterschrift "Warum sich Schäden damit sicher vermeiden lassen" suggeriert, die KRL-Methode sei sicher und möglicherweise sicherer, als andere Messmethoden.
Der Schein trügt. Denn bei der Messung der korrespondierenden Luftfeuchte (KRL-Methode) handelt es sich keineswegs um eine aussagefähige Messmethode. Die KRL-Methode ermöglicht weder eine verlässliche Aussage, inwiefern sich der Feuchtegehalt mineralischer Estriche, insbesondere bei Zementestrichen, auf Bodenbeläge schädigend auswirkt, noch gibt die KRL-Messung dem Handwerker auf der Baustelle eine verlässliche Hilfestellung, um den richtigen Zeitpunkt der Belegreife zu bestimmen. Hierfür ist die KRL-Methode auch nach heutigem Erkenntnisstand nach wie vor ungeeignet.
Seit Jahren wird in Fachkreisen über die KRL-Methode sehr kontrovers diskutiert. Dabei hatte sich im Arbeitskreis "Feuchte", der 2009 vom damaligen ZVPF (Zentralverband Parkett und Fußbodentechnik, heute BVPF) ins Leben gerufen und aus Sachverständigen und Handwerkern der Estrich-, Parkett- und Bodenbelagsbranche sowie Vertretern der Industrie zusammengesetzt worden war, schon frühzeitig herauskristallisiert, dass die KRL-Methode für die Bestimmung der Belegreife von Estrichen nicht geeignet ist. Leider entsprachen die Ergebnisse, die in dem engagiert angetretenen Arbeitskreis erarbeitet wurden, jedoch nicht den Erwartungen der Initiatoren der KRL-Messung. So wurde der Arbeitskreis nach vier Jahren guter Basisarbeit eliminiert, um die KRL-Methode seitens TKB möglichst ohne kritische Zwischenrufe "durchzudrücken". Umso mehr müssen jetzt die Aussagen der TKB zur Richtigkeit und Glaubwürdigkeit der KRL-Methode hinterfragt werden.
Komplexer Feuchtetransport
in Zementestrich
Im Gegensatz zum Werkstoff Holz sind bei Zementestrichen der Feuchtetransport, die Trocknung und der Feuchtehaushalt sehr komplex und keinesfalls banal mit der Entwässerung eines Stausees zu vergleichen. Bei Zementestrichen ist der Feuchtegehalt nicht nur u. a. sehr stark abhängig von der Trocknung, sondern maßgeblich unter anderem auch von den Hydratationsbedingungen.
Bei der Erhärtungsreaktion des Zements (Hydratation) wird das im Frischmörtel enthaltene Wasser teilweise "verbraucht" und chemisch-physikalisch in den Zementstein fest eingebunden. Das verbrauchte Wasser steht unter normalen Klimabedingungen bei der Austrocknung nicht mehr zur Verfügung. Auch wenn es sich bei der Hydratation tatsächlich nicht um Trocknung handelt, wird durch die Hydratation der messbare Feuchtegehalt im Estrich erheblich reduziert.
Je nach Zement können bis ca. 40 Masse-% Wasser hydratisiert werden. Wie viel Wasser aber tatsächlich in den Zementstein eingebunden wird, hängt entscheidend von den jeweiligen Hydratationsbedingungen und dem Hydratationsgrad ab. Sie werden von vielen Faktoren beeinflusst:
-Zementart, -menge, Mahlfeinheit
-w/z-Wert und Gesamtwassergehalt
-Konsistenz, Verdichtung, Einbaudicke
-Einbaubedingungen, Nachbehandlung
-Baustellenklima, Trocknungsbeginn, -verlauf
Natürlicherweise sind der Verlauf und die Dauer der Hydratation von Baustelle zu Baustelle unterschiedlich. Dies nicht alleine aufgrund der Vielzahl verschiedener Zemente, sondern auch, weil für die Hydratation die Temperatur und insbesondere das Feuchteangebot eine maßgebliche Rolle spielen. Je nach Gefügedichte und Feuchteangebot handelt es sich bei der Hydratation um einen sehr langwierigen Prozess, der - je nach Qualität - bei Estrichen mehrere Monate, bei Beton sogar Jahre andauern kann.
Die eigentliche Trocknung, also die Frage, wie viel Wasser in welcher Zeit aus dem Estrich verdunstet und welche Ausgleichsfeuchte letztlich erreicht wird, hängt nicht allein von den klimatischen Umgebungsbedingungen ab (Temperatur und relative Luftfeuchte der Umgebungsluft, Luftbewegung/Luftzirkulation/Lüftung etc.), sondern maßgeblich auch von der Dicke und Verdichtung (Gefügedichte) des Estrichs sowie von der Porosität des Zementsteins.
"Mobilität" des Wassers
ist entscheidend
Aufgrund der vielen Variablen, die das Ergebnis nachhaltig beeinflussen, ist eine pauschale Aussage zur Trocknung von Zementestrich und zu der Frage, wie viel Wasser im Zementstein chemisch-physikalisch, u. a. adsorptiv an den Porenwandungen gebunden wird, in der Baupraxis nicht möglich. Im Hinblick auf die Verlegung von Bodenbelägen ist es letztlich aber auch nicht maßgebend, wie viel Restfeuchte der Zementestrich tatsächlich enthält. Für die alles entscheidende Frage, ob Restfeuchte aus dem Zementestrich dem Bodenbelag (oder der Verklebung) schaden kann, ist allein wichtig, wie fest das Wasser im Estrich gebunden ist bzw. ob aus dem Estrich überhaupt Feuchtigkeit entweichen kann und wenn ja, in welcher Zeitspanne dies passieren wird. Wenn das Wasser nur langsam genug entweicht, ist auch ein höherer Feuchtegehalt unkritischer zu bewerten, als weniger Restfeuchte, die schneller entweicht. Entscheidend ist also nicht nur die Menge, sondern vor allem die "Mobilität" des Wassers.
Die Mobilität des Wassers wird bestimmt von den Eigenschaften des jeweiligen Baustoffs, insbesondere von der Porosität (Porenvolumen, Art, Größe und Verteilung der Poren). Grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass grobporige Baustoffe mit ausgeprägter Kapillarität (z. B. Holz) sehr viel schneller und sehr viel stärker trocknen, als zementäre Baustoffe. Zementstein weist eine sehr komplexe und extrem feinporige Struktur mit sehr engen Kapillarporen sowie geschlossenen und anderen, nicht trocknungsaktiven Nano- und Mesoporen auf (Gel- und Flaschenhalsporen - Flaschenhalsporen = Poren mit schmalem Poreneingang und geweitetem Porenkörper).
Im Gegensatz zum Baustoff Holz, dessen Poren häufig noch mit bloßem Auge oder mithilfe einer einfachen Lupe sichtbar sind, liegen die Gelporen im Zementstein mit Durchmessern von wenigen Nanometern (10-9) in Bereichen, die mit herkömmlichen Methoden nicht mehr sichtbar sind. Sie können nur noch mithilfe sehr spezieller Methoden (u. a. REM, Quecksilberporosimetrie) erfasst werden. In den extrem kleinen Gelporen reicht ein nur wenige Wassermoleküle dünner Sorbatfilm aus, um in der Pore Sättigungszustand zu erreichen. Dies darf sinngemäß auch für andere, extrem feine Poren (Kapillar- und Flaschenhalsporen) angenommen werden, die unter Normalklimabedingungen nie, zumindest nie vollständig entwässert werden.
Porenstruktur bindet Wasser
Die komplexe und extrem feine Porenstruktur des Zementsteins und die daraus resultierende, extrem große spezifische, innere Porenoberfläche sind dafür verantwortlich, dass bei Beton - und dies gilt ebenso für gut hydratisierte Zementestriche - im Bereich der Belegreife (2 CM-%)
KRL-Werte gemessen werden, die meist über 80 bis 85 % liegen, bei Estrichen sehr hoher Festigkeit auch bis 90 %. Dabei ist jedoch der dünne Sorbatfilm an den Porenwandungen keineswegs mobil. Im Gegenteil: Der Wasserfilm ist aufgrund der Wechselwirkungen zwischen dem Substrat und dem Wasser (Polarität der Wassermoleküle und Zusammensetzung der Porenlösung) so fest gebunden, dass er für die Austrocknung des Zementseins und die Bodenbelagsarbeiten überhaupt keine Rolle spielt.
Bei der "korrespondierenden Luftfeuchte" handelt es sich keineswegs um eine materialunabhängige Größe, wie seitens des Klebstoffverbands TKB Glauben gemacht werden soll. Für die messbaren Ergebnisse spielen sehr wohl die Art und Beschaffenheit des Baustoffs und insbesondere seine Porenstruktur und die Polarität der Oberflächen eine ganz entscheidende Rolle. Inwieweit die Ergebnisse der KRL-Messung möglicherweise auch durch im Zementstein (aber auch bei Calciumsulfatbindemittel) in großen Mengen enthaltenen Salze verfälscht werden, wurde bislang noch nicht untersucht. Die physikalische Gesetzmäßigkeit, dass sich über gesättigten Salzlösungen stets bestimmte salzspezifische Luftfeuchteverhältnisse einstellen und die materialcharakteristische Adsorption und Desorption bei verschiedenen Temperaturen, darf bei den Betrachtungen - zumindest im frühen Stadium - aber sicherlich auch nicht gänzlich vernachlässigt werden.
KRL-Messung
ist materialabhängig
Den Nachweis, dass die Ausgleichsfeuchte im Estrich und damit auch das Ergebnis der KRL-Messung sehr wohl materialabhängig ist und nachhaltig von der Art und Qualität des Zementestrichs und insbesondere von seinem Zementleimgehalt beeinflusst wird, hat das Institut für Baustoffprüfung und Fußbodenforschung (IBF) bereits im Jahr 2013 geführt (vgl. Grafik 1).
Schon allein aufgrund vorgenannter Zusammenhänge und Ergebnisse ist die Tauglichkeit der KRL-Methode für die Beurteilung, ob in Estrichen kritische Feuchtegehalte vorliegen, in Frage zu stellen. Auch die inzwischen über mehrere Jahre gesammelten Praxiserfahrungen bestätigen, dass die Ergebnisse der KRL-Messung keine verbindliche Aussage zum (schadensrelevanten) Feuchtepotential im Estrich zulassen und dass im Bereich der durch CM-Messung abgesicherten Belegreife bei Zementestrichen (2 CM-%) bei Labormessungen KRL-Werte in der Größenordnung von 85 bis 90 % gemessen werden (vgl. Grafik 2).
Bereits unter Laborbedingungen ergeben sich aufgrund der stofflichen und systematischen Unwägbarkeiten nicht tolerierbare Messwert-Schwankungen. Insofern erscheint das Messprozedere als solches, insbesondere aber die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messung für die Baustellenpraxis und die Interpretation der dabei ermittelten Ergebnisse äußerst fraglich.
Luftfeuchte-Messung ist unpräzise
Im Gegensatz zur Temperaturmessung ist die Methode zur Messung der relativen Luftfeuchte langsam und stets unpräzise. Hygrometrische Messwertgeber, wie sie in baustellenüblichen Messgeräten eingesetzt werden, sind mit einem Messband ausgestattet, das sich je nach Feuchtigkeit dehnt oder zusammenzieht. Das Messband setzt sich aus vielen Einzelfasern (Messharfe) zusammen, die aus organischem Material und/oder aus Kunststoff bestehen. Nachdem die Feuchtigkeitsaufnahme des Messbands zeitabhängig stattfindet, müssen Hygrometer ausreichend lange akklimatisiert werden.
Die Messtoleranz hochwertiger Hygrometer wird üblicherweise mit +/- 1 bis 2 % angegeben. Baustellen-übliche Geräte liegen bei +/- 2 bis 3 %. Leider ist auch nach ausreichender Klimatisierung im Labor bei verschiedenen Messgeräten mit unterschiedlichen Ergebnissen zu rechnen (vgl. Bild).
Hygrometer-Sensoren sind staubsensibel und müssen insofern vor Verschmutzungen geschützt werden. Wie dies bei der KRL-Messung sichergestellt werden soll, wenn doch der Sensor in den staubigen PE-Beutel gesteckt werden muss, ist kaum begreiflich. Schmutzeinlagerungen führen zwangsläufig zu verfälschten Ergebnissen, vor allem, wenn häufiger gemessen und der Sensor zunehmend mit Staub befrachtet wird.
Fehlerhaft in der Baupraxis
Leider ist auch festzustellen, dass die in Baustellenmessgeräten üblichen Messfühler mit zunehmender Messdauer häufig nach oben abdriftende Messwerte zeigen, wenn das Messband selbst Feuchtigkeit aufnimmt. Mit teils über 10 % ist die Messwertdrift keinesfalls tolerierbar. Dass auch Messtechnik verfügbar ist, die solche Messwertabweichungen nicht zeigt, hilft in der Baupraxis nicht weiter. Es kann nicht erwartet werden, dass vom Handwerker für KRL-Messungen auf der Baustelle Labormessgeräte zu horrenden Preisen gekauft werden.
Nachdem Dampfdiffusion natürlicherweise ein sehr träger Vorgang ist, erfordert die KRL-Messung viel Zeit. Die im TKB-Merkblatt angegebene Mindestwartezeit von 30 Minuten ist erfahrungsgemäß nicht ausreichend, um Gleichgewichtszustand und damit ein endgültiges Ergebnis zu erhalten. Für die notwendige Wartezeit sind z. B. die Größe des Messgefäßes, der Füllstand und der über dem Prüfgut befindliche Luftraum maßgebend sowie die Diffusionsgeschwindigkeit, die wiederum maßgeblich vom Feuchtepotential (Wasserdampfpartialdruck) und der Temperatur bestimmt wird.
Erfahrungsgemäß ist es nicht sinnvoll, die Messung unter Zeitdruck auf der Baustelle auszuführen, sondern sich besser 24 Stunden Zeit zu nehmen und die Messung frei von Baustelleneinflüssen bei gleichbleibenden Temperaturen vorzunehmen.
Temperaturabhängigkeit vernachlässigt
Überhaupt wird neben den Unwägbarkeiten des Messprozederes und der Messtechnik letztlich der Zusammenhang "Temperatur und relative Luftfeuchte" völlig vernachlässigt. Die Tatsache, dass sich die relative Luftfeuchte stets temperaturabhängig ändert, lässt sich nicht mit der lapidaren Bemerkung abtun, der Einfluss wäre in einem Temperaturbereich zwischen 15 bis 25°C vernachlässigbar. Immerhin kann jeweils ein Grad Temperaturschwankung eine Änderung der rel. Feuchte von 2 bis 3 % bedeuten.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass die KRL-Methode bei Zementestrichen, aber auch bei Calciumsulfatestrichen, mit großen Unsicherheiten behaftet ist. Die KRL-Methode lässt auf der Baustelle keine qualitative Aussage zum tatsächlichen Feuchtegehalt und insbesondere keine verbindliche Aussage zum Erreichen der Belegreife von Estrichen zu.
-Die Genauigkeit baustellenüblicher Hygrometer ist mit +/- 2 bis 3 % ungenügend. Die Ergebnisse der staubsensiblen Sensoren werden durch die Messung in dem, mit zerkleinertem Estrichmörtel gefüllten PE-Beutel verfälscht und letztlich falsch interpretiert.
-Eine Messdauer von 30 Minuten reicht für ein endgültiges Ergebnis nicht aus.
-Kein Hygrometer kann auf Dauer eine halbwegs präzise Messung der relativen Feuchte garantieren, wenn es nicht regelmäßig kalibriert wird, was mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand verbunden ist.
-Ein Grad Temperaturschwankung kann bei gleich bleibendem absolutem Feuchtegehalt der Luft eine Änderung der rel. Luftfeuchte von 2 bis 3 % bewirken.
-Übermäßig lange Messdauern und/oder die Durchführung mehrerer Messreihen können infolge "schleichender Messwertdrift" zu überhöhten Messwerten führen, wenn der Messfühler des Hygrometers selbst feuchtigkeitsempfindlich reagiert.
-Bei der korrespondierenden Luftfeuchte handelt es sich nicht um eine materialunabhängige Größe. Die KRL-Ergebnisse schwanken je nach Art und Qualität des Estrichs in einem breiten Spektrum. Häufig werden im Bereich nachweislich vorhandener Belegreife absurd hohe KRL-Ergebnisse gemessen, die ein vermeintlich schädliches Feuchtepotential im Estrich vorspiegeln, das tatsächlich nicht besteht.
-Die KRL-Messung sagt nichts aus über die Mobilität des Wassers im Estrich. Dies ist die Domäne und das unschlagbare Argument der bewährten CM-Messung. Bei der CM-Messung wird das freie, ungebundene Wasser im Estrich erfasst, sodass eine verlässliche Beurteilung des Schädigungspotentials möglich ist.
-Die KRL-Methode wird in Sachverständigenkreisen als äußerst zweifelhaft und nicht handwerksgerecht angesehen.
Seit Jahren bleibt die TKB den Beweis angeblicher Feuchteschäden, die trotz richtig durchgeführter CM-Messung entstanden sein sollen, schuldig. Dass die diesbezügliche (nicht repräsentative) Umfrage im Auditorium der Kölner Sachverständigentage unter 140 anwesenden Branchen-Sachverständigen, die per se ständig mit Schadensfällen am Fußboden konfrontiert sind, keine verwertbaren Treffer ergab, spricht eine klare Sprache.
Arbeitskreis Sachverständige im Bundesverband Estrich und Belag (BEB)
Fazit
Vor dem Hintergrund der vorliegenden Erkenntnisse sind die von der TKB empfohlenen KRL-Grenzwerte (75 bzw. 65 %) technisch völlig unbegründet. Sie lassen sich bei Zementestrichen und Calciumsulfatestrichen unter baupraktischen Bedingungen nicht innerhalb üblicher Wartefristen erreichen. Sie kommen letztlich nur Bestrebungen zur Absenkung der CM-Belegreifgrenzwerte auf Werte um 1,2 bis 1,5 % gleich. Sie dienen zur Argumentation teurer und physiologisch bedenklicher Maßnahmen zur Abdichtung angeblich nicht belegreifer Estriche, wenn - wie dies bei KRL-Messungen zu erwarten ist - der Estrich zum vorgesehenen Zeitpunkt der Bodenbelagsarbeiten diese Grenzwerte nicht unterschreitet. Zu solchen Abdichtungsmaßnahmen besteht aber aus technischer Sicht überhaupt keine Notwendigkeit. Denn die bei normalen Zementestrichen gültigen Belegreifgrenzwerte (1,8 bzw. 2,0 CM-%) sind durch jahrzehntelange Erfahrungen abgesichert. Sie entsprechen den anerkannten Regeln der Technik und gelten als sicher, wenn vor der Belagsverlegung konsequent richtig mit der CM-Methode gemessen wird. Trotz aller Untersuchungen hat sich an der KRL-Messung und der ungenügenden Qualität der Ergebnisse in den vergangenen Jahren nichts geändert. Entgegen den Aussagen der TKB ist die KRL-Methode keineswegs materialunabhängig. Im Gegenteil: Die Ergebnisse werden maßgeblich bestimmt von der Art und Porosität des Zementsteins und den jeweiligen Hydratationsbedingungen. Die Genauigkeit der KRL-Methode ist ungenügend, um damit eine verbindliche Aussage zu treffen. Ihre Eignung zur verlässlichen Beurteilung von Estrichen wird in Sachverständigenkreisen bezweifelt.
Von einer verlässlichen Aussage zur Belegreife von Estrichen - und nur darum kann es im Interesse der Fußbodengewerke gehen - ist die KRL-Methode nach wie vor weit entfernt. Und von einer sicheren Methode, wie man seitens TKB mit dem Artikel in der FussbodenTechnik 05/2018 Glauben machen wollte, kann keine Rede sein. Sicher ist nur eines: Mit der KRL-Methode ist die TKB auf dem Holzweg, der sich nicht auf mineralische Mörtel, insbesondere nicht auf Zementestriche übertragen lässt. aus FussbodenTechnik 06/18 (Wirtschaft)
Über den Sinn und Unsinn neuer Messmethoden
Der Arbeitskreis Sachverständige im Bundesverband Estrich und Belag (BEB) versteht sich als ausgewiesener Expertenkreis der Fußbodenbranche und sieht es deshalb als eine seiner wesentlichen Aufgaben an, über aktuelle Themen aus der Fußbodenpraxis zu informieren. Mit diesem, in unregelmäßigen Abständen erscheinenden Rundschreiben nimmt der Arbeitskreis Sachverständige Stellung zu wichtigen oder strittigen Themen aus dem Bereich der Fußbodenkonstruktionen. Das Motto dabei lautet: aus der Praxis - für die Praxis. Der Arbeitskreis Sachverständige behält sich vor, sich nur zu Themen zu äußern, die vom Arbeitskreis für die Branche als wirklich wichtig eingestuft werden.
Schenkt man dem Artikel "Grundlagen der KRL-Methode" in der FussbodenTechnik (Ausgabe 5/2018) Glauben, scheint die Technische Kommission Bauklebstoffe (TKB) mit ihren langjährigen Bestrebungen, für die Bestimmung des Feuchtegehalts in Estrichen die Messung der sogenannten "Korrespondierenden Luftfeuchte" (KRL) als neuen Standard zu etablieren, inzwischen am Ziel. Die Titel-Unterschrift "Warum sich Schäden damit sicher vermeiden lassen" suggeriert, die KRL-Methode sei sicher und möglicherweise sicherer, als andere Messmethoden.
Der Schein trügt. Denn bei der Messung der korrespondierenden Luftfeuchte (KRL-Methode) handelt es sich keineswegs um eine aussagefähige Messmethode. Die KRL-Methode ermöglicht weder eine verlässliche Aussage, inwiefern sich der Feuchtegehalt mineralischer Estriche, insbesondere bei Zementestrichen, auf Bodenbeläge schädigend auswirkt, noch gibt die KRL-Messung dem Handwerker auf der Baustelle eine verlässliche Hilfestellung, um den richtigen Zeitpunkt der Belegreife zu bestimmen. Hierfür ist die KRL-Methode auch nach heutigem Erkenntnisstand nach wie vor ungeeignet.
Seit Jahren wird in Fachkreisen über die KRL-Methode sehr kontrovers diskutiert. Dabei hatte sich im Arbeitskreis "Feuchte", der 2009 vom damaligen ZVPF (Zentralverband Parkett und Fußbodentechnik, heute BVPF) ins Leben gerufen und aus Sachverständigen und Handwerkern der Estrich-, Parkett- und Bodenbelagsbranche sowie Vertretern der Industrie zusammengesetzt worden war, schon frühzeitig herauskristallisiert, dass die KRL-Methode für die Bestimmung der Belegreife von Estrichen nicht geeignet ist. Leider entsprachen die Ergebnisse, die in dem engagiert angetretenen Arbeitskreis erarbeitet wurden, jedoch nicht den Erwartungen der Initiatoren der KRL-Messung. So wurde der Arbeitskreis nach vier Jahren guter Basisarbeit eliminiert, um die KRL-Methode seitens TKB möglichst ohne kritische Zwischenrufe "durchzudrücken". Umso mehr müssen jetzt die Aussagen der TKB zur Richtigkeit und Glaubwürdigkeit der KRL-Methode hinterfragt werden.
Komplexer Feuchtetransport
in Zementestrich
Im Gegensatz zum Werkstoff Holz sind bei Zementestrichen der Feuchtetransport, die Trocknung und der Feuchtehaushalt sehr komplex und keinesfalls banal mit der Entwässerung eines Stausees zu vergleichen. Bei Zementestrichen ist der Feuchtegehalt nicht nur u. a. sehr stark abhängig von der Trocknung, sondern maßgeblich unter anderem auch von den Hydratationsbedingungen.
Bei der Erhärtungsreaktion des Zements (Hydratation) wird das im Frischmörtel enthaltene Wasser teilweise "verbraucht" und chemisch-physikalisch in den Zementstein fest eingebunden. Das verbrauchte Wasser steht unter normalen Klimabedingungen bei der Austrocknung nicht mehr zur Verfügung. Auch wenn es sich bei der Hydratation tatsächlich nicht um Trocknung handelt, wird durch die Hydratation der messbare Feuchtegehalt im Estrich erheblich reduziert.
Je nach Zement können bis ca. 40 Masse-% Wasser hydratisiert werden. Wie viel Wasser aber tatsächlich in den Zementstein eingebunden wird, hängt entscheidend von den jeweiligen Hydratationsbedingungen und dem Hydratationsgrad ab. Sie werden von vielen Faktoren beeinflusst:
-Zementart, -menge, Mahlfeinheit
-w/z-Wert und Gesamtwassergehalt
-Konsistenz, Verdichtung, Einbaudicke
-Einbaubedingungen, Nachbehandlung
-Baustellenklima, Trocknungsbeginn, -verlauf
Natürlicherweise sind der Verlauf und die Dauer der Hydratation von Baustelle zu Baustelle unterschiedlich. Dies nicht alleine aufgrund der Vielzahl verschiedener Zemente, sondern auch, weil für die Hydratation die Temperatur und insbesondere das Feuchteangebot eine maßgebliche Rolle spielen. Je nach Gefügedichte und Feuchteangebot handelt es sich bei der Hydratation um einen sehr langwierigen Prozess, der - je nach Qualität - bei Estrichen mehrere Monate, bei Beton sogar Jahre andauern kann.
Die eigentliche Trocknung, also die Frage, wie viel Wasser in welcher Zeit aus dem Estrich verdunstet und welche Ausgleichsfeuchte letztlich erreicht wird, hängt nicht allein von den klimatischen Umgebungsbedingungen ab (Temperatur und relative Luftfeuchte der Umgebungsluft, Luftbewegung/Luftzirkulation/Lüftung etc.), sondern maßgeblich auch von der Dicke und Verdichtung (Gefügedichte) des Estrichs sowie von der Porosität des Zementsteins.
"Mobilität" des Wassers
ist entscheidend
Aufgrund der vielen Variablen, die das Ergebnis nachhaltig beeinflussen, ist eine pauschale Aussage zur Trocknung von Zementestrich und zu der Frage, wie viel Wasser im Zementstein chemisch-physikalisch, u. a. adsorptiv an den Porenwandungen gebunden wird, in der Baupraxis nicht möglich. Im Hinblick auf die Verlegung von Bodenbelägen ist es letztlich aber auch nicht maßgebend, wie viel Restfeuchte der Zementestrich tatsächlich enthält. Für die alles entscheidende Frage, ob Restfeuchte aus dem Zementestrich dem Bodenbelag (oder der Verklebung) schaden kann, ist allein wichtig, wie fest das Wasser im Estrich gebunden ist bzw. ob aus dem Estrich überhaupt Feuchtigkeit entweichen kann und wenn ja, in welcher Zeitspanne dies passieren wird. Wenn das Wasser nur langsam genug entweicht, ist auch ein höherer Feuchtegehalt unkritischer zu bewerten, als weniger Restfeuchte, die schneller entweicht. Entscheidend ist also nicht nur die Menge, sondern vor allem die "Mobilität" des Wassers.
Die Mobilität des Wassers wird bestimmt von den Eigenschaften des jeweiligen Baustoffs, insbesondere von der Porosität (Porenvolumen, Art, Größe und Verteilung der Poren). Grundsätzlich kann davon ausgegangen werden, dass grobporige Baustoffe mit ausgeprägter Kapillarität (z. B. Holz) sehr viel schneller und sehr viel stärker trocknen, als zementäre Baustoffe. Zementstein weist eine sehr komplexe und extrem feinporige Struktur mit sehr engen Kapillarporen sowie geschlossenen und anderen, nicht trocknungsaktiven Nano- und Mesoporen auf (Gel- und Flaschenhalsporen - Flaschenhalsporen = Poren mit schmalem Poreneingang und geweitetem Porenkörper).
Im Gegensatz zum Baustoff Holz, dessen Poren häufig noch mit bloßem Auge oder mithilfe einer einfachen Lupe sichtbar sind, liegen die Gelporen im Zementstein mit Durchmessern von wenigen Nanometern (10-9) in Bereichen, die mit herkömmlichen Methoden nicht mehr sichtbar sind. Sie können nur noch mithilfe sehr spezieller Methoden (u. a. REM, Quecksilberporosimetrie) erfasst werden. In den extrem kleinen Gelporen reicht ein nur wenige Wassermoleküle dünner Sorbatfilm aus, um in der Pore Sättigungszustand zu erreichen. Dies darf sinngemäß auch für andere, extrem feine Poren (Kapillar- und Flaschenhalsporen) angenommen werden, die unter Normalklimabedingungen nie, zumindest nie vollständig entwässert werden.
Porenstruktur bindet Wasser
Die komplexe und extrem feine Porenstruktur des Zementsteins und die daraus resultierende, extrem große spezifische, innere Porenoberfläche sind dafür verantwortlich, dass bei Beton - und dies gilt ebenso für gut hydratisierte Zementestriche - im Bereich der Belegreife (2 CM-%)
KRL-Werte gemessen werden, die meist über 80 bis 85 % liegen, bei Estrichen sehr hoher Festigkeit auch bis 90 %. Dabei ist jedoch der dünne Sorbatfilm an den Porenwandungen keineswegs mobil. Im Gegenteil: Der Wasserfilm ist aufgrund der Wechselwirkungen zwischen dem Substrat und dem Wasser (Polarität der Wassermoleküle und Zusammensetzung der Porenlösung) so fest gebunden, dass er für die Austrocknung des Zementseins und die Bodenbelagsarbeiten überhaupt keine Rolle spielt.
Bei der "korrespondierenden Luftfeuchte" handelt es sich keineswegs um eine materialunabhängige Größe, wie seitens des Klebstoffverbands TKB Glauben gemacht werden soll. Für die messbaren Ergebnisse spielen sehr wohl die Art und Beschaffenheit des Baustoffs und insbesondere seine Porenstruktur und die Polarität der Oberflächen eine ganz entscheidende Rolle. Inwieweit die Ergebnisse der KRL-Messung möglicherweise auch durch im Zementstein (aber auch bei Calciumsulfatbindemittel) in großen Mengen enthaltenen Salze verfälscht werden, wurde bislang noch nicht untersucht. Die physikalische Gesetzmäßigkeit, dass sich über gesättigten Salzlösungen stets bestimmte salzspezifische Luftfeuchteverhältnisse einstellen und die materialcharakteristische Adsorption und Desorption bei verschiedenen Temperaturen, darf bei den Betrachtungen - zumindest im frühen Stadium - aber sicherlich auch nicht gänzlich vernachlässigt werden.
KRL-Messung
ist materialabhängig
Den Nachweis, dass die Ausgleichsfeuchte im Estrich und damit auch das Ergebnis der KRL-Messung sehr wohl materialabhängig ist und nachhaltig von der Art und Qualität des Zementestrichs und insbesondere von seinem Zementleimgehalt beeinflusst wird, hat das Institut für Baustoffprüfung und Fußbodenforschung (IBF) bereits im Jahr 2013 geführt (vgl. Grafik 1).
Schon allein aufgrund vorgenannter Zusammenhänge und Ergebnisse ist die Tauglichkeit der KRL-Methode für die Beurteilung, ob in Estrichen kritische Feuchtegehalte vorliegen, in Frage zu stellen. Auch die inzwischen über mehrere Jahre gesammelten Praxiserfahrungen bestätigen, dass die Ergebnisse der KRL-Messung keine verbindliche Aussage zum (schadensrelevanten) Feuchtepotential im Estrich zulassen und dass im Bereich der durch CM-Messung abgesicherten Belegreife bei Zementestrichen (2 CM-%) bei Labormessungen KRL-Werte in der Größenordnung von 85 bis 90 % gemessen werden (vgl. Grafik 2).
Bereits unter Laborbedingungen ergeben sich aufgrund der stofflichen und systematischen Unwägbarkeiten nicht tolerierbare Messwert-Schwankungen. Insofern erscheint das Messprozedere als solches, insbesondere aber die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messung für die Baustellenpraxis und die Interpretation der dabei ermittelten Ergebnisse äußerst fraglich.
Luftfeuchte-Messung ist unpräzise
Im Gegensatz zur Temperaturmessung ist die Methode zur Messung der relativen Luftfeuchte langsam und stets unpräzise. Hygrometrische Messwertgeber, wie sie in baustellenüblichen Messgeräten eingesetzt werden, sind mit einem Messband ausgestattet, das sich je nach Feuchtigkeit dehnt oder zusammenzieht. Das Messband setzt sich aus vielen Einzelfasern (Messharfe) zusammen, die aus organischem Material und/oder aus Kunststoff bestehen. Nachdem die Feuchtigkeitsaufnahme des Messbands zeitabhängig stattfindet, müssen Hygrometer ausreichend lange akklimatisiert werden.
Die Messtoleranz hochwertiger Hygrometer wird üblicherweise mit +/- 1 bis 2 % angegeben. Baustellen-übliche Geräte liegen bei +/- 2 bis 3 %. Leider ist auch nach ausreichender Klimatisierung im Labor bei verschiedenen Messgeräten mit unterschiedlichen Ergebnissen zu rechnen (vgl. Bild).
Hygrometer-Sensoren sind staubsensibel und müssen insofern vor Verschmutzungen geschützt werden. Wie dies bei der KRL-Messung sichergestellt werden soll, wenn doch der Sensor in den staubigen PE-Beutel gesteckt werden muss, ist kaum begreiflich. Schmutzeinlagerungen führen zwangsläufig zu verfälschten Ergebnissen, vor allem, wenn häufiger gemessen und der Sensor zunehmend mit Staub befrachtet wird.
Fehlerhaft in der Baupraxis
Leider ist auch festzustellen, dass die in Baustellenmessgeräten üblichen Messfühler mit zunehmender Messdauer häufig nach oben abdriftende Messwerte zeigen, wenn das Messband selbst Feuchtigkeit aufnimmt. Mit teils über 10 % ist die Messwertdrift keinesfalls tolerierbar. Dass auch Messtechnik verfügbar ist, die solche Messwertabweichungen nicht zeigt, hilft in der Baupraxis nicht weiter. Es kann nicht erwartet werden, dass vom Handwerker für KRL-Messungen auf der Baustelle Labormessgeräte zu horrenden Preisen gekauft werden.
Nachdem Dampfdiffusion natürlicherweise ein sehr träger Vorgang ist, erfordert die KRL-Messung viel Zeit. Die im TKB-Merkblatt angegebene Mindestwartezeit von 30 Minuten ist erfahrungsgemäß nicht ausreichend, um Gleichgewichtszustand und damit ein endgültiges Ergebnis zu erhalten. Für die notwendige Wartezeit sind z. B. die Größe des Messgefäßes, der Füllstand und der über dem Prüfgut befindliche Luftraum maßgebend sowie die Diffusionsgeschwindigkeit, die wiederum maßgeblich vom Feuchtepotential (Wasserdampfpartialdruck) und der Temperatur bestimmt wird.
Erfahrungsgemäß ist es nicht sinnvoll, die Messung unter Zeitdruck auf der Baustelle auszuführen, sondern sich besser 24 Stunden Zeit zu nehmen und die Messung frei von Baustelleneinflüssen bei gleichbleibenden Temperaturen vorzunehmen.
Temperaturabhängigkeit vernachlässigt
Überhaupt wird neben den Unwägbarkeiten des Messprozederes und der Messtechnik letztlich der Zusammenhang "Temperatur und relative Luftfeuchte" völlig vernachlässigt. Die Tatsache, dass sich die relative Luftfeuchte stets temperaturabhängig ändert, lässt sich nicht mit der lapidaren Bemerkung abtun, der Einfluss wäre in einem Temperaturbereich zwischen 15 bis 25°C vernachlässigbar. Immerhin kann jeweils ein Grad Temperaturschwankung eine Änderung der rel. Feuchte von 2 bis 3 % bedeuten.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass die KRL-Methode bei Zementestrichen, aber auch bei Calciumsulfatestrichen, mit großen Unsicherheiten behaftet ist. Die KRL-Methode lässt auf der Baustelle keine qualitative Aussage zum tatsächlichen Feuchtegehalt und insbesondere keine verbindliche Aussage zum Erreichen der Belegreife von Estrichen zu.
-Die Genauigkeit baustellenüblicher Hygrometer ist mit +/- 2 bis 3 % ungenügend. Die Ergebnisse der staubsensiblen Sensoren werden durch die Messung in dem, mit zerkleinertem Estrichmörtel gefüllten PE-Beutel verfälscht und letztlich falsch interpretiert.
-Eine Messdauer von 30 Minuten reicht für ein endgültiges Ergebnis nicht aus.
-Kein Hygrometer kann auf Dauer eine halbwegs präzise Messung der relativen Feuchte garantieren, wenn es nicht regelmäßig kalibriert wird, was mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand verbunden ist.
-Ein Grad Temperaturschwankung kann bei gleich bleibendem absolutem Feuchtegehalt der Luft eine Änderung der rel. Luftfeuchte von 2 bis 3 % bewirken.
-Übermäßig lange Messdauern und/oder die Durchführung mehrerer Messreihen können infolge "schleichender Messwertdrift" zu überhöhten Messwerten führen, wenn der Messfühler des Hygrometers selbst feuchtigkeitsempfindlich reagiert.
-Bei der korrespondierenden Luftfeuchte handelt es sich nicht um eine materialunabhängige Größe. Die KRL-Ergebnisse schwanken je nach Art und Qualität des Estrichs in einem breiten Spektrum. Häufig werden im Bereich nachweislich vorhandener Belegreife absurd hohe KRL-Ergebnisse gemessen, die ein vermeintlich schädliches Feuchtepotential im Estrich vorspiegeln, das tatsächlich nicht besteht.
-Die KRL-Messung sagt nichts aus über die Mobilität des Wassers im Estrich. Dies ist die Domäne und das unschlagbare Argument der bewährten CM-Messung. Bei der CM-Messung wird das freie, ungebundene Wasser im Estrich erfasst, sodass eine verlässliche Beurteilung des Schädigungspotentials möglich ist.
-Die KRL-Methode wird in Sachverständigenkreisen als äußerst zweifelhaft und nicht handwerksgerecht angesehen.
Seit Jahren bleibt die TKB den Beweis angeblicher Feuchteschäden, die trotz richtig durchgeführter CM-Messung entstanden sein sollen, schuldig. Dass die diesbezügliche (nicht repräsentative) Umfrage im Auditorium der Kölner Sachverständigentage unter 140 anwesenden Branchen-Sachverständigen, die per se ständig mit Schadensfällen am Fußboden konfrontiert sind, keine verwertbaren Treffer ergab, spricht eine klare Sprache.
Arbeitskreis Sachverständige im Bundesverband Estrich und Belag (BEB)
Fazit
Vor dem Hintergrund der vorliegenden Erkenntnisse sind die von der TKB empfohlenen KRL-Grenzwerte (75 bzw. 65 %) technisch völlig unbegründet. Sie lassen sich bei Zementestrichen und Calciumsulfatestrichen unter baupraktischen Bedingungen nicht innerhalb üblicher Wartefristen erreichen. Sie kommen letztlich nur Bestrebungen zur Absenkung der CM-Belegreifgrenzwerte auf Werte um 1,2 bis 1,5 % gleich. Sie dienen zur Argumentation teurer und physiologisch bedenklicher Maßnahmen zur Abdichtung angeblich nicht belegreifer Estriche, wenn - wie dies bei KRL-Messungen zu erwarten ist - der Estrich zum vorgesehenen Zeitpunkt der Bodenbelagsarbeiten diese Grenzwerte nicht unterschreitet. Zu solchen Abdichtungsmaßnahmen besteht aber aus technischer Sicht überhaupt keine Notwendigkeit. Denn die bei normalen Zementestrichen gültigen Belegreifgrenzwerte (1,8 bzw. 2,0 CM-%) sind durch jahrzehntelange Erfahrungen abgesichert. Sie entsprechen den anerkannten Regeln der Technik und gelten als sicher, wenn vor der Belagsverlegung konsequent richtig mit der CM-Methode gemessen wird. Trotz aller Untersuchungen hat sich an der KRL-Messung und der ungenügenden Qualität der Ergebnisse in den vergangenen Jahren nichts geändert. Entgegen den Aussagen der TKB ist die KRL-Methode keineswegs materialunabhängig. Im Gegenteil: Die Ergebnisse werden maßgeblich bestimmt von der Art und Porosität des Zementsteins und den jeweiligen Hydratationsbedingungen. Die Genauigkeit der KRL-Methode ist ungenügend, um damit eine verbindliche Aussage zu treffen. Ihre Eignung zur verlässlichen Beurteilung von Estrichen wird in Sachverständigenkreisen bezweifelt.
Von einer verlässlichen Aussage zur Belegreife von Estrichen - und nur darum kann es im Interesse der Fußbodengewerke gehen - ist die KRL-Methode nach wie vor weit entfernt. Und von einer sicheren Methode, wie man seitens TKB mit dem Artikel in der FussbodenTechnik 05/2018 Glauben machen wollte, kann keine Rede sein. Sicher ist nur eines: Mit der KRL-Methode ist die TKB auf dem Holzweg, der sich nicht auf mineralische Mörtel, insbesondere nicht auf Zementestriche übertragen lässt. aus FussbodenTechnik 06/18 (Wirtschaft)