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aufsteigende Feuchte (15)

Die aufsteigende Feuchte ist, neben der Kondensatfeuchte, eine häufign vorzufindende Schadensursache. Fast alle älteren Gebäude haben eine fehlende oder defekte Horizontalsperre. Bei keiner anderen Schadensursache ist die Meinung der Fachwelt aber so gespalten. Dies macht es für den Kunden umso schwerer, die Notwendigkeit einer Sanierung zu erkennen, sowie das richtige Saniersystem bei aufsteigender Feuchte auszuwählen. Auch ist eine einfache Erklärung über die komplexen Vorgänge aufsteigende Feuchte selbst unter Fachleuten nur schwer umsetzbar. Teilt man das oft zitierte Wort Kapillare Kräfte auf erhält man:

Kapillar >> röhrenartiges Verbindungssystem mit Porendurchmesser in µm

Kraft >> eine physikalisch messbare und definierte Größe

Wenn man bedenkt, dass jegliche Materie auf der Erde durch die Schwerkraft mit 9,81m/s² angezogen wird, muss bei der aufsteigenden Feuchte eine physikalische Größe dieser Kraft entgegenwirken. Der Hinweis auf den kleinen Durchmesser einer Kapillare als Erklärung ist physikalisch nicht korrekt.

Erdanziehung = Weg x Zeit (m/s²) also eine Kraft. Die Maße einer Kapillare ist eine Maßeinheit ohne Zeitangabe und somit keine Erklärung. Es muss also eine physikalische Kraft die Wassermoleküle, entgegen der Schwerkraft, nach oben bewegen. Eine dieser physikalischen Größen ist das sogenannte Zeta-Potential (einige mV).

Schon 1806 erkannte Prof. Reuss das sich Wassermoleküle in einem porösen Körper zum negativen Pol bewegen und schuf damit die Grundvoraussetzung für die Erkenntnis welche Kräfte für das kapillare Aufsteigen der Feuchte im Mauerwerk verantwortlich sind. Auch schon die Baumµeister der früheren Zeit konnten die Zusammenhänge der aufsteigenden Feuchte meist richtig deuten. Um eine Durchfeuchtung des Mauerwerkes zu verhindern, wurden in Deutschland schon um 1910 Bauvorschriften zum Schutz der Mauern gegen aufsteigende Feuchte erlassen. Darin wurde eine Sperrschicht aus getränkter Pappe zwischen Fundament und Mauerwerk gefordert.

Leider gab es bei früheren Altbauten diese Vorgaben noch nicht und auch in den Folgejahren nach der Vorschrift wurden die horizontalen Sperren oft nicht eingebracht. In den Kriegsjahren und in der Zeit des Wiederaufbaues war Material knapp und es fehlte oft das Wissen über diese Problematik. Viele Gebäude wurden auch in Eigenbau errichtet und oft das Anbringen der Sperren vernachlässigt. Deshalb findet man heute noch bei Bauten die um 1970 errichtet wurden teilweise fehlende oder defekte Sperren.

Die Feuchte kann durch die in jeden Baustoff vorhandenen „Kapillaren“ nach oben aufsteigen. Zum besseren Verständnis der Zusammenhänge ist es wichtig zu wissen, dass die Kapillaren einen mittleren Durchmesser von 0,1-10µm besitzen. (Zum Vergleich: der mittlere Durchmesser eines menschlichen Haares liegt bei ca. 70µm)

Deshalb ist die aufsteigende Feuchte ein Transport von einzelnen Wassermolekülen und nicht einer „Flüssigkeit“. Bei diesen kleinen Porenradien ist es verständlich, dass die Prozesse der aufsteigenden Feuchte und deren Entfeuchtungsmaßnahmen nur sehr langsam vorangehen können und dem Laien nur sehr schwer erklärt werden können.

Mittlerer Porenradius der Kapillaren bei Sandstein und Ziegel

		Sandst.1	Sandst.2	Sandst.3	Ziegel 1	Ziegel 2	Ziegel 3
Porosität P [Vol.-%]		23,77	23,48	23,03	42,45	43,15	41,96
spez. Oberfl. O [m2/g]		2,015	1,672	1,905	4,284	4,285	4,181
Rohdichte _Proh[g/cm³]		2,09	2,10	2,09	1,62	1,62	1,62
Reindichte _Prein[g/cm³]		2,74	2,74	2,71	2,82	2,84	2,80
Dichte _P_H20[g/cm³]		2,33	2,33	2,32	2,05	2,05	2,04
Porositätsanteil	< 0,01µm [0,01; 0,1µm] [0,1; 1µm] > 1µm	3 % 6 % 8 % 81%	2 % 5 % 6 % 84%	3 % 7 % 8 % 80%	2 % 10% 83% 5 %	2 % 10% 83% 5 %	2 % 10% 84% 4 %
mittlerer Porenradius a [µm]		9,256	13,148	8,301	0,367	0,375	0,358

Quelle: Bauphysikkalender 2003 (Schrepge G; 1999)

Die Kapillaren (Hohlräume die untereinander verbunden sind) im Mauerwerk sind der „Kanal“ in dem die Feuchtigkeit nach oben aufsteigen kann.

Quelle: Bauphysikkalender 2003 (Hauler A; Linhard P; 1992)

Abhängig ist die Feuchtespeicherung und der Feuchtetransport in kapillarporösen Materialien von vielen weiteren Faktoren wie zum Beispiel:

der rel. Luftfeuchte
dem Kapillardruck
der Temperatur
dem offenen zugänglichen Porenvolumen
dem Wassergehalt am Transitions-Punkt
dem Salzdiffusionskoeffizienten
der Porenstruktur des Baustoffes
der Porenmorphologie
dem Salzgehalt (Verbindungen, die im festen Zustand aus Ionen bestehen)
und viele andere.

Ein wichtiger Faktor ist der Salzgehalt im Material. Dieser kann durch die Baustoffe oder durch eindringende Feuchte unterschiedlich stark eingebracht worden sein.

Treibende physikalische Kräfte für den Feuchttransport im Mauerwerk sind:

Kapillardruck
Dampfdruck
Gasdruck
Temperaturgradienten
Wasserdruck
Adhäsions- und Kohäsionskräfte
elektrisches Potential
und viele andere.

Der genaue Prozess der aufsteigenden Feuchte ist so komplex, dass auf ihn hier nicht weiter eingegangen werden kann. Es gibt auch nur wenige Fachleute die diese Zusammenhänge komplett beschreiben können. Interessanterweise kommen diese Personen hauptsächlich aus Ländern wie Österreich oder den ehemaligen Ostblockländern, bei denen Elektroosmose ein Studienfach in der Bauingenieursausbildung war. In der eher Bauchemielastigen BRD sind erstaunlicherweise nur sehr wenig darauf spezialisiert Fachleute zu finden.

Unter „günstigen“ Umständen kann die Feuchte im Mauerwerk (egal ob aufsteigend, drückend Oberflächenwasser oder Kondensatfeuchte) bis über EG eindringen.

Es besteht immer schon ein schwaches natürliches elektrisches Potential zwischen erdberührten Bauteilen (positiv) und luftberührten Bauteilen (negativ). Dieses elektrische Potential hängt von vielen Faktoren ab und hat eine elektrische Spannung von wenigen milli Volt (mV) und in Ausnahmefällen auch einige Volt.

Diese Vorgänge können auch in der Natur beobachtet werden. Alle Bäume, Sträucher und sonstige Pflanzen bedienen sich auch des elektroosmotischen Prinzips zum Transport der Bodenfeuchte in die Pflanze bis in die Baumspitzen. Eine Buche fördert so z.B. ca. 50l Wasser / Tag aus dem Boden. Bei den Mammutbäumen in den USA werden sogar Höhen von 80 Metern überwunden. Dadurch wird klar, dass diese Vorgänge nicht alleine mit den Kapillaren erklärt werden können. Bei den Mammutbäumen müsste dazu ein Druck von 8 bar (80m Wassersäule = 8 bar) aufgebaut werden!

Das dafür notwendige Potential kann jeder selbst nachmessen. Sie brauchen dazu nur ein Gleichspannungsmessgerät mit einem Messbereich in mV (milli Volt DC). Stecken Sie dazu eine Messspitze in den Boden und die andere so hoch wie möglich in die Baumrinde. (Am besten ist dies bei feuchtem Boden nach einem Regen möglich) Das Messgerät wird Ihnen eine geringe Gleichspannung in mV-Bereich anzeigen.

Wenn Sie die Messstrippen vertauschen ändert sich das Vorzeichen (Polarität). Diese Messung kann auch im Keller bei aufsteigender Feuchte versucht werden.

Schematische Darstellung der aufsteigenden Feuchte