Chemische Korrosion an Konstruktionshölzer in Dachstühlen

Inhaltsverzeichnis
 

An älteren Dachkonstruktionen speziell an der Dachlattung sind oft dicke Salzablagerungen oder eine Faserbildung festzustellen. Die Ursache sind Anionen, wie Orthophosphat-, Sulfat-, Karbonat- und Fluoridionen, Kationen, wie Natrium-, Kalium- und Ammoniumionen, die in Zusammenwirken mit der Luftfeuchtigkeit langsam die Holzoberfläche chemisch Veränderung. Salze von Flammenschutzmittel sind etwa ab einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80% und Kaliumkarbonat ab etwa 44% hygroskopische. Bei einer höheren Salzablagerung wird fast immer an der Holzoberfläche Feuchtigkeit gebunden. Es entsteht damit zusätzlich auch die Wechselwirkung Lösung und Kristallbildung. Bei einem ordnungsgemäß gedeckten Dach spielt eindringender Niederschlag (Schnee und kleine Fugen usw.) eine untergeordnete Rolle. Dieses ist in der Regel durch Salz- bzw. Wasserränder erkennbar.

Schadensbild einer chemischen Korrosion

Holzkorrosion und Mazeration

Holzkorrosion: ist die von der Oberfläche ausgehende Schädigung bzw. Zerstörung des Holzes infolge chemischer und/oder chemisch-physikalischer Reaktion mit seiner Umgebung.
Mazeration: Bedeutet im engeren Sinne die Lösung der Holzzellen voneinander. Sie entsteht durch mechanische oder chemische Zerstörung der Mittellamellen. Z.T. erfolgt auch ein Abbau von Lignin.

Die chemische Resistenz des Holzes

Holz als natürlicher Baustoff hat gegenüber chemischen Einwirkungen eine gute Resistenz. Daher findet es als Konstruktionswerkstoff in Bauwerken mit chemischer Belastung Anwendung. Dazu zählen Lagerhallen für Düngemittel, Salinen oder Salzbergwerke. Auch in den chemischen Labors sind bzw. waren eine Reihe von Ausrüstungen aus Holz. Die Zerstörung von Holz erfolgt etwa ab einem pH-Wert kleiner 2 und größer 11 also in einem starken sauren und basischen Bereich. Der Zerstörungsgrad ist abhängig von der Konzentration und dem Dissoziationsgrad der sauren bzw. basischen Lösung, der Temperatur, Zeitdauer der Beeinflussung, der Luftfeuchte und der Holzart. Aufgrund der Vielzahl der verschiedenen Einflußfaktoren bei der chemischen Korrosion des Holzes konnten bisher nicht alle Aspekte wissenschaftlich erschöpfend geklärt werden. Wie sich die Holzfeuchtigkeit einer Holzkonstruktion im Dachboden verändern kann, wurde in der Ludwigstraße 1997 festgestellt. Bei einer kurzen Begehung und Einschätzung des allgemeinen Bauzustandes, wurde in der kühleren Jahreszeit eine Holzfeuchtigkeit mit den üblichen 13-15% und ca. ein halbes Jahr später mit 18 bis 27% festgestellt. Vom bauleitenden Architekten wurde versichert, dass bei der zwischenzeitlichen Beräumung des Dachbodens (üblicher Hausratmüll) kein Wasser zur Säuberung verwendet wurde. Demnach resultierte die Feuchtigkeitszunahme aus der hygroskopischen Eigenschaft der Salze des Holzschutzmittels. (Anmerkung: bei Salzkonzentrationen zeigt die Feuchtigkeitsmessung auf elektrischer Leitfähigkeit einen ungenauen Wert, aber der Trend ist eindeutig.)

Herkunft der Salze

Die Salze können aus den Dachziegeln und dem Verstrichmörtel stammen. Dachziegel bestehen aus Ton. Dieser ist ein Verwitterungsprodukt des Feldspats und besteht je nach Art aus den Elementen Kalium, Natrium, Aluminium, Silizium und Sauerstoff. Mit dem Schwefeldioxid in der Luft und entsprechender Bedingungen bilden sich Sulfate. Die Rolle des Verstrichmörtels ist dabei geringer. Je Standort können an dem gleichen Dachstuhl und vor allem an den Dachlatten zum Teil erhebliche Schadensunterschiede auftreten. Da an einem Dach auch zur gleichen Zeit unterschiedliche klimatische Bedingungen (Sonnenschein, Niederschlag und Temperaturen) vorliegen. Bei höheren Temperaturen wird der Abbau der langkettigen Zellulose durch Anionen und entsprechender anderer Bedingungen begünstigt. Das könnte unter Umständen auch die Ursache sein, warum auf der Südseite der Dachstühle in der Taubestraße und in der Stegewaldstraße (Leipzig) die Dachlattung stärker geschädigt war als auf der Nordseite. (Wobei immer zu beachten ist, dass hier noch andere Einflußfaktoren vorliegen können.)

Bild 1: Chemische Korrosion an der Holzkonstruktion durch eine Überdosierung an Holzschutzmittel. Die Schädigung reicht bis 3 mm tief. (Auf den falschen Dachausbau soll hier nicht eingegangen werden.)


Ebenso können die verwendeten Baustoffe unterschiedliche Inhaltsstoffe aufweisen, die nach längerer Standzeit noch vollkommen in Ordnung oder durch den Salzdruck völlig zerstört sind. (Dieser Fakt wurde bei Untersuchungen von 20 gleichen 40jährigen Siedlungshäuser in Kohren Sahlis deutlich, die in einem Zeitabschnitt von ca. 4 Jahren durch verschiedene Baufirmen erstellt wurden.)


In der Vergangenheit wurden salzhaltige Holzschutzmittel und Flammenschutzmittel zu häufig oder mit zu hohen Konzentrationen auf Holzbauteile aufgebracht. Sind auf dem Holzteil zeitlich verschiedenartige Holzschutzmittel aufgetragen worden, so kann dies zu unerwünschten Nebenreaktionen führen. So zeigten gerade die vorgefundenen Holzfassern einer Dachlatte eines Leipziger Dachstuhls nach der Beilsteinmethode eine kräftige Grünfärbung, was auf ein halogenhaltiges Holzschutzmittel hinweist und so zu einer Überdosierung zu zählen ist.

Bild 2: Chemische Korrosion an einer Dachlatte

Einen weiteren Einflußfaktor haben Luftverschmutzungen, z.B. Schwefeldioxid, was in der Regel verstärkend wirkt.

Sanierung


Weiter wissenschaftliche Untersuchungsergebnisse können Sie von Herrn Dipl.-Ing. A. Schwar über schwar@bauwesen.tu-cottbus.de erhalten.
Literatur

Klaus Erler; Alte Holzbauwerke - beurteilen und sanieren -, Verlag für Bauwesen Berlin 1997, Abschn. 3.5.
Dr.-Ing. habil. K. Erler; Vortrag "Korrosion/Mazeration von Holzbauteilen" Fachtagung Quedlinburg 19.3.1999
Dipl.-Ing. A.Schwar, Prof. Dr. Ing. habil. E. Kothe; Vortrag "Mazeration als Erscheinungsform der chemischen Korrosion am Beispiel von Konstruktionshölzer in Dachstühlen" Fachtagung in Quedlinburg 6.04.2001 Auszüge aus Dissertation
Kontakt über: Herrn Dipl.-Ing. A. Schwar schwar@bauwesen.tu-cottbus.de
Richtlinie für die Bewertung und Sanierung Pentachlorphenol (PCP)-belasteter Baustoffe und Bauteile in Gebäuden Okt. 1996

1) Entsorgung von Bauholz
Die Abfallgesetzgebung mit ihren Durchführungsverordnungen und technischen Anleitungen regelt den Umgang mit schutzmittelbehandelten Hölzern. Das Gesetz zur Förderung und Sicherung der umweltverträglichen Beseitigung von Abfällen setzt klare Vorgaben, wie mit Abfällen umzugehen ist.
Hölzer im bewohnten Innenbereich sind weitestgehend frei von Schutzmitteln. Eine Entsorgung dieser Hölzer unter dem Gesichtspunkt einer Schadstoffbelastung entfällt somit.
Aussteifende und tragende Hölzer, dazu gehört die Holzkonstruktion im Dachboden, zählen unter kontaminiertes Holz mit dem Abfallschlüssel 17213 mit den Entsorgungshinweis 1.SAV (Sonderabfallverbrennungsanlage) 2.HMV (Hausmüllverbrennungsanlage).

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