Bei den passiven Anlagen ist das Wirkungsprinzip annähernd gleich. Es wird nur ein sehr kleines Potenzial aufgebaut, zu klein, um einen ständigen Ionentransport aufrecht zu halten.
Die im Wasser gelösten Salze werden vermehrt zur Oberfläche transportiert und fallen dort aus, und zerstören den Werkstoff. [7] Hier werden zwei Elektroden ohne Fremdspannung eingesetzt, die jenes Potenzial "kurzschließen" soll, dass durch das Strömen des Wassers infolge Kapillarität entsteht. [1] Die passiven Verfahren sind daher auf die Dauer unwirksam.
Erdungsverfahren:
Durch Erdung durch miteinander verbundene eingemörtelte Elektroden sollen in Bauwerksteilen die sich durch den kapillaren Wassertransport aufbauenden elektrischen Potenziale im Mauerwerk kurzgeschlossen werden. Problem ist die Korrosion der Metalle, vor allem wenn Chloride vorhanden sind.
Ladungskompensationsverfahren (LKV passiv):
Durch den Einbau von Dipolen soll das mauereigene elektrische Feld ausgeschaltet und damit der elektroosmotische Wassertransport reduziert werden.
Galvanische Verfahren (passiv):
Durch den Einbau zweier Elektrodenebenen im Abstand von drei Ziegelsteinen aus unterschiedlichen metallischen Elektroden (zum Beispiel Fe/Al) wird im feuchtegeschädigten Mauerwerk ein galvanisches Element erzeugt. Das so entstehende elektrische Potenzial soll dem kapillaren Wassertransport entgegenwirken. Problem ist die Korrosion der Metalle, vor allem wenn Chloride von über 0,02 % vorhanden sind.
Das aktive Verfahren funktioniert durch das Anlegen einer elektrischen Fremdspannung an ein spezielles Elektrodensystem im Mauerwerk. Es werden zielgerichtet elektrische Potenziale geschaffen, die dem kapillaren Flüssigkeitstransport elektroosmotisch entgegen wirken. [1],[8] Ihr Nachteil liegt vor allem darin, dass durch die höhere Spannung die Korrosion an der Kathode (negative geladene Elektrode unterliegt der Wasserstoffkorrosion) und Anode (positive geladene Elektrode unterliegt einem anodischen Abbau) anwächst. Bereits nach wenigen Monaten werden Zerstörungen der Elektroden sichtbar. Daher werden verbesserte Materialien eingesetzt. Die Standzeit sollte wenigsten 30 bis 50 Jahre betragen. Untersuchungen durch das Institut für Gebäudeanalyse und Sanierungsplanung zeigten eine Einwirkung auf Wassergehalt und Durchfeuchtungsverlauf. [2]
Aus den Untersuchungen von Dettman, Bakhramow und Venzmer zur praktischen Anwendung elektrokinetischer Methoden wurden folgende Schlussfolgerungen abgeleitet:
"Es ist in jedem Fall eine bestimmte elektrische Mindestfeldstärke oberhalb der kritischen Feldstärke einzuhalten, das heißt, mindestens 50 - 100 V/m bezogen auf den Abstand zwischen Anode und Kathode.
Bevor eine nennenswerte Bewegung von Wasser innerhalb eines Mauerwerks zustande kommt, findet zunächst ein Salztransport statt. Trockenes Mauerwerk lässt sich ohnehin nicht entsalzen. Zur Entsalzung ist ein hoher Feuchtegehalt notwendig.
Eine Entfeuchtung von Mauerwerk kann allein auf Basis der Elektroosmose nicht bis zur vollständigen Trocknung, sondern nur bis zu einem Durchfeuchtungsgrad von ca. 50 Prozent durchgeführt werden. Danach führen der erhöhte elektrische Widerstand des Mauerwerkes und die verschlechterte Kontaktierung zu einem Abbruch des Wassertransports." [9]
In einer weiteren Untersuchung an Sandstein und Ziegelstein in Wien wurde zusammenfassend festgestellt: "Die gemessenen Feuchtetransporteffekte liegen in unbedeutenden Größenordnungen. Sie können bei Trockenlegungsmaßnahmen kaum Unterstützung dienen. Es können bestenfalls geringfügige und in der Praxis kaum merkbare Effekte in der Umgebung der maximalen kapillaren Steighöhe erzielt werden." [10]
Mit dem alten Prinzip des AET-Verfahrens entstand eine Weiterentwicklung, das ETB-Verfahren (Bild 1), welches mit seiner Technologie (Mehrebenensperre) den Anforderungen in der Praxis besser gerecht wird, Entsalzung und Trocknung des Mauerwerkes. Statt der Eisenanoden werden korrosionsstabile Anoden eingesetzt. Diese sind einzelverdrahtet und werden über eine Stromquelle (Gleichstrom) den Erfordernissen entsprechend automatisch geregelt. Damit wird der Inhomogenität des Mauerwerkes mit seiner unterschiedlichen Leitfähigkeit entgegengewirkt. Anionen, wie Chloride, Nitrate und Sulfate wandern zur Anode. Durch die Ionen umgebende Hydrathülle erfolgt damit gleichzeitig ein Wassertransport zu den Elektroden, wobei die Kationen (Natrium, Kalium usw.) eine wesentlich größere Hydrathülle besitzen und demzufolge auch mehr Wasser zur Kathode transportieren. Nitrat- und Sulfationen können nicht entladen werden. Sie reichern sich in der Nähe der Anode an (Bild 2). [11]
Bild 2:(rechts) Vorbereitetes nasses Mauerwerk mit Einsetzen der Anode
Das oben genannte elektrophysikalische AET-Verfahren gehört zu den reduzierenden Entsalzungsverfahren. Zu den elektrophysikalischen Entsalzungsverfahren gehören:
Bei der Entsalzung ist die flächenmäßige Anordnung der Elektroden sinnvoller. [4] Hinzu kommt eine regelmäßige Wartung und Pflege dieser Anlagen.
Für eine erfolgreiche Salzsanierung (Verfahrensbeispiele) im Mauerwerk ist die Unterbrechung der Zufuhr an Wasser und (eventuell) damit gelösten Salzen erforderlich. Ist dies erfolgt, so erfolgt eine Trocknung bis zur Gleichgewichtsfeuchtigkeit mit der Umgebung. An den äußeren Wandschichten werden die Salze deponiert und können zum Beispiel über hygroskopische Wasseraufnahme schädlich wirken. Eine Entfernung ist daher erforderlich. Der Einsatz einer elektrophysikalischen Anlage kann die eingedrungenen Salze bis zu einen gewissen Grad reduzieren und die Trockenzeit bis zur Erreichung der Gleichgewichtsfeuchte vermindern. Wird der Zustrom an Wasser nicht unterbrochen, so kann durch die kleinen Transportleistungen der Anlage das aufgenommene Wasser nicht ausreichend abgeführt werden. [1]
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