Salze am Dachsparren und Sanierung (Holzkorrosion, Mazeration)

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. Interessant ist dabei, dass die Dachziegel in den seltensten Fällen selbst Schaden durch die austretenden Salze nehmen, auch wenn die sogenannten Ausblühungen oft nicht schön aussehen. Abhilfe schafft hier trockenes Abbürsten oder 2-prozentige Salzsäure. Nur wenn die Ziegel porös sind und Feuchtigkeit in sie eindringen kann, die mit den wasserlöslichen Salzen reagiert, sind auch hier Schäden möglich. Bei einem Dach liegen zur gleichen Zeit unterschiedliche klimatische Bedingungen (Sonnenschein, Niederschlag und Temperaturen) vor. Ein Dach muss daher hohe bautechnische Ansprüche erfüllen.

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 Dachlatten stärker geschädigt waren 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 bei 20 40jährige Siedlungshäuser in Kohren Sahlis mit gleicher Bauart 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 ein Zeichen für eine Überdosierung an Holzschutzmitteln ist.

Bild 2: Chemische Korrosion an einer Dachlatte

Einen weiteren Einfluss haben Luftverschmutzungen, zum Beispiel Schwefeldioxid, was in der Regel verstärkend wirkt.

Statische Einflüsse durch Holzkorrosion

Durch die Holzkorrosion erfolgt eine Veränderung der Holzzellen und damit eine Änderung der statischen Belastung und es können geringere Druck- und Zugkräfte aufgenommen werden. Die Holzkorrosion bei einer Dachkonstruktion erfolgt in der Regel an der Oberfläche mit einer geringen Eindringtiefe. Bei Balken einer älteren Dachkonstruktion, wie Sparren, Pfetten, Stile usw., kann die Querschnittsschwächung vernachlässigt werden, wenn lediglich an der Oberfläche eine Salzausblühung erkennbar ist. Bei älteren Konstruktionen wurden die Querschnitte durch die alten Baumeister meist größer dimensioniert.
Siehe hierzu den Artikel zur Dachkonstruktion, wo auf die besondere statische Belastung näher eingegangen wird. Auf die Querschnittsschwächung durch die Holzkorrosion wird im Folgeabschnitt Sanierung näher eingegangen. Dagegen sind bei dünneren Holzteilen, wie Dachlatten oder die leichten Dachstühle aus vernagelten Brettern, ausführlicher auf eine Querschnittsschwächung zu prüfen, da hier ein anderes Verhältnis von Oberfläche und Querschnitt vorliegt. Dachlatten werden bei einer Neueindeckung des Daches in der Regel ausgetauscht.

Nachträglicher Dachausbau zu Wohnungen

Eine offene Dachkonstruktion ist immer kontrollierbar und alle Bauteile können jederzeit abtrocknen. Es werden die hygroskopischen Eigenschaften der mit Holzschutzmittel belasteten Holzteile unterschätzt, welche nach einem bestimmten Zeitintervall aufgetragen wurden. Erfolgt eine vollständige Verkleidung dieser tragenden Holzteile, so sind diese nicht mehr kontrollierbar.

Ein Dachausbau ist eine Innendämmung. Das heißt, die Dämmung zwischen den Sparren muss durch eine auf der Innenseite befindliche Dampfsperre vor eine Durchfeuchtung geschützt werden. Trotz gut funktionsfähiger Technologien, gut abgestimmter Baustoffe und einer korrekten handwerklichen Ausführung kann keine 100%ige Fugendichtheit erreicht werden. Es kommt somit besonders in der kalten Jahreszeit zu einer Feuchtigkeitszunahme im Bereich der Dämmung und Sparren. Mit der immer stärkeren Dämmung fällt in vielen Fällen auch die Hinterlüftung weg, wodurch ein Teil der Feuchtigkeit nicht mehr weg gelüftet werden kann. Der Feuchtigkeitstransport durch Diffusion ist zu gering und dauert sehr lange.

Die hygroskopischen Eigenschaften der Holzschutzmittel in der Holzkonstruktion binden ein Teil der von innen eingedrungenen Feuchtigkeit.
Es treten hier mehrere Probleme auf. Durch die Bindung der Feuchtigkeit nimmt die Wärmeleitfähigkeit in der Wärmedämmung und besonders in den Anschlüssen Dämmung und Sparren zu, was wiederum eine zusätzliche Durchfeuchtung bedeutet. Feuchtigkeit bietet eine gute Nahrungsgrundlage nicht nur für Holz zerstörende Pilze, sondern auch für Mikroorganismen und in diesem Fall auch für Schimmel, welcher sich sowohl an der Holzoberfläche als auch an Unterspannbahn, Dampfbremse und in der Dämmung ansiedelt.
Holzschutzmittel bieten eine zeitlich begrenzten Schutz, sodass auch hier nach einer gewissen Zeit die Holzkonstruktion durch Holz zerstörende Insekten oder Pilze geschädigt werden kann.

Ist ein Dachausbau geplant, so sollten Dachstühle, welche eine Holzkorrosion zeigen, genau geprüft werden. Eventuell sind einige besonders geschädigten Konstruktionsteile zu säubern (abschleifen o. ä.) bzw. auszutauschen. Generell sollte immer eine Hinterlüftung vorgesehen werden.

Sanierung der chemischen Korrosion an Holzkonstruktionen

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 Dachkonstruktion unter Umständen erforderlich. Da aber meist nur vereinzelte Sparren "stärker" geschädigt sind, ist in der Regel noch eine ausreichende 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 und 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 Holzinneren 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 aufzusammeln und entsprechend zu entsorgen. ¹⁾)
Soll die geschädigte Oberfläche nicht entfernt werden, so kann mit schwer löslichen Salzen gearbeitet werden. Damit verringert sich die hygroskopische Wirkung der Salze. Allerdings lassen sich schwer lösliche 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 Salz bindend und hydrophobierend wirkt. (Durch die Firma Remmers wird bzw. wurde hierfür zum Beispiel das Produkt Aidol Holzsanierung MZ angeboten.)

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

Literatur

Dr.-Ing. habil. 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 Konstruktionshölzern 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 Entsorgungshinweisen 1. SAV (Sonderabfallverbrennungsanlage) 2.HMV (Hausmüllverbrennungsanlage).

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