Fachwissen für Fortgeschrittene: Grundlagen der KRL-Methode – Warum sich Schäden damit sicher vermeiden lassen

Seit der TKB-Fachtagung 2018 ist die KRL-Methode zur Messung der Feuchte in aller Munde. Viele Fragen von Branchenteilnehmern zeigen allerdings, dass noch Wissenslücken zu den Grundlagen dieser Messmethode bestehen. Dieser Beitrag soll daher allgemein verständlich erläutern, was mit dieser Methode gemessen wird, wie die Messung durchzuführen ist und wie das Ergebnis der Messung zu beurteilen ist.

Bei der KRL-Methode wird die sogenannte "korrespondierende relative Luftfeuchte" (kor. rel. LF.) an einer Probe aus dem Untergrund ermittelt. Um zu verstehen, was dabei eigentlich gemessen wird, muss man sich zunächst klar machen, was die korrespondierende relative Luftfeuchte eigentlich ist.

Korrespondierende
relative Luftfeuchte
als Stoffeigenschaft

Ist ein Stoff von Wasserdampf (gasförmiges Wasser) umgeben, so wird dieser Stoff Wasserdampf bis zu einem gewissen Grad aufnehmen. Die Menge der aufgenommenen Wassermenge hängt dabei zum einen von der Art des Stoffs und zum anderen von dem Wasserdampfdruck der Umgebung ab. War der Stoff vor dem Kontakt mit dem Wasserdampf wasserfrei, so wird er so lange Wasser aufnehmen bis die für diesen Stoff spezifische Wassermenge erreicht ist, die für den umgebenden Wasserdampfdruck typisch ist. Bei konstanter Temperatur lässt sich dieser Wasserdampfdruck direkt auch als relative Luftfeuchte angeben. Die kor. rel. LF. ist damit eine stoffspezifische Eigenschaft, die unabhängig von der absoluten Stoffmenge ist.

Die kor. rel. LF. ist eine der Temperatur eines Stoffes vergleichbare Eigenschaft. Ist die Temperatur eines Stoffes niedriger (kor. rel. LF.) als die der umgebenden Luft (höherer Wasserdampfdruck), wird er solange Wärme (Wasser) aufnehmen, bis er sich der Umgebungstemperatur (rel. Luftfeuchte) angeglichen hat. Die kor. rel. LF. könnte somit anschaulich auch als die Feuchte-Temperatur eines Stoffs angesehen werden.

Ein Stoff nimmt also solange Wasser aus seiner Umgebung auf, bis der Stoff und die Umgebung die gleiche kor. rel. LF. (= Feuchtetemperatur) haben. Die für den Angleich notwendige Wassermenge ist stark materialabhängig und wird in sogenannten Sorptionsdiagrammen dargestellt. Viele im Bau wichtige Stoffe zeigen dabei eine sogenannte Hysterese, das bedeutet, dass die aufgenommene Wassermenge auch davon abhängt, von welchem Ausgangspunkt Feuchte aufgenommen oder abgegeben wird (vgl. Diagramm Seite ).

Die kor. rel. LF. stellt sich nicht nur zwischen einem Stoff und seiner Umgebungsluft, sondern zwischen einem Stoff und allen ihn umgebenden Stoffen ein, die Umgebungsluft dient dabei als Überträger. Liegt zum Beispiel Holz auf einem Estrich, so wird zwischen beiden solange ein Wasseraustausch stattfinden, bis beide den gleichen Wert der kor. rel. LF. erreicht haben. Da die Wasseraufnahme stoffspezifisch unterschiedlich hoch ist, wird dies bei den beiden Materialien zu völlig unterschiedlichen Gewichtsanteilen an Wasser führen.

Für die Praxis des Bodenlegens bedeutet dies vereinfacht: Wenn die kor. rel. LF. des Untergrunds bekannt ist, ist auch klar, welchen maximalen Feuchtegehalt die darauf eingesetzten Verlegewerkstoffe und Bodenbeläge erreichen können. Wird in einem Untergrund 75 % kor. rel. LF. gemessen, ist es physikalisch unmöglich, dass die mit ihm in Kontakt stehenden Stoffe eine kor. rel. LF. von größer 75 % r. F. erreichen können. Durch die Messung der kor. rel. LF. lässt sich also das Schadenspotenzial jedes Untergrunds stoffunabhängig ermitteln. Eine Unterscheidung beim Feuchtegrenzwert, z. B. zwischen Calciumsulfat-, Zement- oder beschleunigten Zementestrich, ist damit nicht mehr notwendig.

Welchen Vorteil hat es nun,
wenn man anstelle der Wassermenge den Wasserdruck misst?

Der gemessene Wasserdruck zeigt an, wie stark das Bestreben des Wassers ist, aus dem Baustoff nach außen zu drängen. Ist der Druck gering (= kleine Höhendifferenz bei der Talsperre) wird die Feuchte in den Poren des Baustoffs (= Stausee) bleiben, unabhängig davon wie viel Wasser im Baustoff (= Stausee) insgesamt enthalten ist. Bei hohem Druck ist es umgekehrt. Wird der Baustoff in Kontakt mit einem zweiten Baustoff gebracht, so wird die Feuchte dorthin fließen, wo der Druck (= Füllhöhe der Talsperre) niedriger ist. Dies ist völlig unabhängig von der Gesamtmenge an Wasser in den jeweiligen Baustoffen.

Das ist ähnlich wie beim Thema "Wärme". Substanzen können Wärme (= Wasser) aufnehmen und abgeben. Die Substanz kann bis zu einer bestimmten Temperatur (= Druckdifferenz) eine bestimmte Wärmemenge (= Wassermenge) aufnehmen, wobei die dafür notwendige Wärmemenge von Substanz zu Substanz verschieden ist. Wenn jemand nach dem "Wärmezustand" eines Gegenstandes fragt, lautet die Frage in der Regel: "Wie warm (kalt) ist es denn?" und die Antwort lautet: "x °C (ungefähr)". Die Temperatur gibt mir unmittelbar einen Hinweis, ob Gefahr droht, ob Wärme zu mir hin oder wegfließen wird. So ist es auch bei der kor. rel. LF., die den Wasserdampfdruck als relative Luftfeuchte misst. Sie ist sozusagen die Temperatur der Feuchte.

Parkettleger wissen dies: Legt man ein Parkett auf einen Estrich mit 90 % Luftfeuchte, wird auch das Holz in kurzer Zeit ungefähr diese 90 % haben. Die Darrfeuchten werden aber sehr unterschiedlich sein.
Zwei Beispiele zur Verbesserung der Anschaulichkeit:

1.Eine angenehm temperierte Badewanne enthält eine sehr große Wärmemenge, trotzdem wird sich niemand daran verbrühen. Eine frisch zubereitete Tasse Kaffee enthält dagegen eine vernachlässigbar kleine Wärmemenge und dabei aber eine hohe Temperatur > 70 °C, die Erfahrung, dass dies bei zu schnellem Trinken unangenehm werden kann, hat wohl schon jeder einmal gemacht.

2.Eine trockene Betondecke enthält noch sehr große Mengen an Wasser. Ist ihre k. r. Lf. niedrig, z. B. 50 %, wird eine Belegung mit einem Bodenbelag trotzdem immer schadensfrei bleiben. Wird sie allerdings gespachtelt und bei noch nicht getrockneter Spachtelmasse belegt, resultiert ein Schaden, trotz der vergleichsweise geringen Wassermenge in der Spachtelmasse.

Wie ist die
Messung durchzuführen?

Die kor. rel. LF. ist als Messgröße der KRL-Methode zwar grundsätzlich stoffunabhängig, man muss jedoch beachten, dass der Feuchtezustand eines zu messenden Estrichs nicht einheitlich ist. Durch die einseitige Trocknung des Estrichs nach oben entsteht ein Feuchtegefälle von unten nach oben. Darüber hinaus können die Porenstruktur des Untergrunds und Temperaturänderungen das Messergebnis beeinflussen. Deshalb sind auch für die KRL-Methode ein Minimum an Randbedingungen festzulegen, um verlässliche Ergebnisse zu erhalten. Folgende Randbedingungen sind für die von der TKB entwickelte KRL-Methode einzuhalten:
-Stemmprobe analog zur CM-Messung entnehmen
-Probenahme über den Estrichquerschnitt, Temperatur 20 +/- 5 °C
-Stemmgutmenge: 150 +/- 20 g
-Zerkleinertes Material in PE-Beutel/-Flasche oder CM-Flasche geben
-Luftfeuchtemessgerät vorschriftsmäßig anbringen
-Solange warten, bis der angezeigte Luftfeuchtewert konstant ist
-Wert ablesen - fertig

Eine detaillierte Methodenbeschreibung samt zugehörigem Messprotokoll ist im TKB-Merkblatt 18 enthalten.

Wie ist das
Messergebnis zu beurteilen?

Hier kann wieder die bereits oben aufgeführte Analogie zur Temperatur helfen. In diesem Sinne ist die Frage nach der Belegreife so zu formulieren: Ist der Estrich noch zu feucht (= zu heiß) oder schon trocken (= kalt genug)? "Zu heiß" bedeutet hier, dass Schadensreaktionen auftreten: Der Klebstoff bleibt oder wird weich, es bilden sich Blasen, Schimmelpilze bilden sich usw.

Alle diese negativen Erscheinungen treten bei Feuchtigkeiten oberhalb von 75 % r. F. auf. Dies ist also die "kritische Feuchtetemperatur", bei der es für die Belegung "zu heiß" ist. Grundsätzlich kann man eine kor. rel. LF. an jeder Art von Probe ermitteln (wie auch eine Temperaturmessung). Nimmt man bei Estrichen nahezu gleichzeitig aus unterschiedlichen Tiefen Proben, werden Messungen der kor. rel. LF. bei einer normalen Trocknung des Estrichs einen von oben nach unten zunehmenden Wert zeigen. Bei einer Probennahme aus dem Querschnitt hat man bei einem Wert <= 75 % r. F. die Gewissheit, dass Feuchteschäden ausbleiben, da nach (ggf. auch dampfdichter) Belegung sich auch örtlich kein höherer Wert einstellen kann.

Bei einer Probenahme aus der unteren Hälfte liegt der entsprechende Grenzwert bei ca. 80 % r. F. Naturgemäß wird dabei aber das Absorptionspotential der oberen Hälfte nicht erfasst, es ist also nicht sichergestellt, dass nach der Belegung im Gleichgewicht einzelne Orte eine Feuchte > 75 % r. F. doch noch haben werden.

Die beschriebenen theoretischen Betrachtungen wurden 2017 von der TKB gemeinsam mit Branchensachverständigen in einem umfangreichen Ringversuch überprüft und im TKB-Bericht 5 publiziert. Dabei konnten die Schlussfolgerungen, dass bei einem KRL-Wert von max. 75 % r. F. eine sichere Bodenbelagsverlegung gegeben ist, anhand des Vergleichs zur jahrzehntelang bewährten CM-Messung bestätigt werden. aus FussbodenTechnik 05/18 (Handwerk)