Chemische Korrosion an Konstruktionshölzer in Dachstühlen

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

• Immer von der Oberfläche in Richtung Holzinneren ausgehend,
• Braune oder dunkelgelbliche Färbung,
• Zerfaserung der oberen Holzfläche (siehe Bild 2),
• verringerte Festigkeit in der Randzone,
• Eindringtiefe meist nur wenige Millimeter auch bei langjähriger Einwirkung.

Holzkorrosion und Mazeration

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.

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

Sanierung

• Bei einer chemischen Korrosion sollte die Abminderung der Querschnitte beachtet werden, die zw. 2 bis 5 mm allseitig betragen kann. Bei Dachlatten mit ca. 30 x 50 mm bewirken eine Schädigung von 5 mm allseitig eine Minderung des Widerstandsmomentes auf ca. 36% und die des Flächenmomentes auf ca. 23%. Bei Sparren von 140 x 120 mm ergibt dies eine Minderung des Widerstandsmomentes auf ca. 79 % und des Flächenmomentes auf ca. 73%. Ein Austausch der Dachlatten ist in diesem Fall erforderlich, was bei einer Neueindeckung in vielen Fällen erfolgt und kein Problem darstellt. Eine Verstärkung der Sparren ist je nach Sparrenabstand und Konstruktion unter Umständen erforderlich. Da aber meist nur vereinzelte Sparren "stärker" geschädigt sind, ist in der Regel noch eine ausreichend Reserven vorhanden. Eine statische Bewertung bei umfangreicher Faserbildung ist zweckmäßig.
• Einige Salze können eine gesundheitliche Beeinträchtigung darstellen. In der Vergangenheit wurden halogenhaltige Holzschutzmittel mit den Wirkstoffen PCP, Lindan u.a. verwendet. Eine Ausgasung ist damit ständig gegeben. Ebenso weisen gerade speziell die Altstäube höhere Konzentrationen auf. Sind diese Räume für den ständigen Aufenthalt vorgesehen, so sollte entsprechend der PCP-Richtlinie verfahren werden. Hierzu gehört zum Beispiel ein luftdichter Abschluss der Holzkonstruktion durch Beschichten oder Verkleidung.
• Die Konzentration der schädigenden Salze nimmt in Richtung Holzinnere ab. Die abgefallene Schicht (Wolle, Fasern) haben die höchste Konzentration. Die verbliebene Schicht kann mit einer Drahtbürste oder einer Strukturfräse entfernt werden. Ein Abbeilen ist nicht sinnvoll, da die geschädigte Randschicht in der Regel sehr dünn ist. Die freigelegte Holzoberfläche bedarf in der Regel keine Schutzmittelbeschichtung. (Achtung: Bei den Arbeiten sind die Forderungen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes zu beachten. Ebenso ist das lose Holzmaterial zu sammeln und entsprechend zu entsorgen. ¹⁾)
• Wird die geschädigte Oberfläche nicht entfernt, so kann mit schwerlöslichen Salzen gearbeitet werden. Damit sinkt die angelagerte Feuchtigkeit (hygroskopische Wirkung der Salze wird verringert), die für die chemische Reaktion notwendig ist. Allerdings lassen sich schwerlösliche Salze schlecht wieder abbauen und stellen so ein späteres Entsorgungsproblem dar. Das gleiche kann auch für die beiden nachfolgenden Anwendungen gelten.
• Die Holzoberfläche kann auch durch Hydrophobierung behandelt werden, damit wird weniger Feuchtigkeit angelagert. - Bei sehr tief eingedrungenen Salzen kann eine Spezialemulsion aufgebracht werden, die salzbindend und hydrophobierend wirkt. (Durch die Firma Remmers wird hierfür z.B. Aidol Holzsanierung MZ angeboten.)

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).

Alle Rechte, insbesondere das Recht der Vervielfältigung und Verbreitung sowie die Übersetzung, sind vorbehalten. Kein Teil der Web-Seite darf in irgendeiner Form ohne schriftliche Genehmigung des Betreibers reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme gespeichert, verarbeitet oder vervielfältigt werden. Ausgenommen sind die Beiträge unter Download. Ohne vorherige Zustimmung können Auszüge aus dieser Website verwendet werden, wenn ein entsprechender Link zu dieser Web-Seite gesetzt wird.