Art der Feuchtemessung

Materialfeuchtemessung
Zur Ermittlung des Wassergehalts in mineralischen Baustoffen stehen ungefähr ein Dutzend Verfahren zur Verfügung. Einige dieser Verfahren sind zerstörend, setzen zeitraubende Abgleicharbeiten voraus, benötigen viel Zeit, viel Strom oder radioaktive Substanzen. Alle Verfahren müssen sich an einem Referenzverfahren orientieren, der Darr-Wäge-Methode.

Von mir eingestzte Verfahren sind:

Streufeldverfahren
Eine Elektrode mit Spule wird auf ein Bauteil aufgesetzt. Eine angelegte Wechsel-Niederspannung erzeugt ein elektrisches Feld, das - in Abhängigkeit von der Bauart - das Bauteil mehr oder minder tief durchdringt. Gängige Bauformen sind Kugelkopf und Schleifenkopf. Die Eindringtiefe beträgt zwischen 2 und 5 cm. Diese hängt von der Geometrie des Bauteils und dem Schichtenaufbau ab. Im Baustoff enthaltenes Wasser beeinflusst das elektrische Feld stark. Feldänderungen sind daher ein Maß für den Wassergehalt.

Die Art des Baustoffs beeinflusst das Messergebnis erheblich. Metalle im Untergrund (z.B. Armierungseisen und Wasserrohre) führen zu starken Veränderungen (vgl. Funktionsprinzip von Kabelsuchgeräten). Selbst bei gleichartigen Baustoffen, z.B. Ziegelsteinen, führen unterschiedliche Dichten zu verschiedenen Messwerten.

Zudem führen Inhomogenitäten (Hohlräume, Fugenmörtel, Mischmauerwerk) zu Schwankungen und "Mischwerten". So wird verständlich, dass die Messgeräte nicht direkt den Wassergehalt liefern, sondern nur eine Ausgangsspannung messen. Diese wird meist in dimensionslose "Einheiten" oder "Digits" umgesetzt oder zeigt mit Leuchtdioden die Zustände "trocken", "feucht" und "nass" an.

Hochwertige Geräte ermöglichen eine individuelle Skalierung durch den Nutzer. Von dem angezeigten Wert auf den Feuchtegehalt U zu schließen ist zwar möglich, aber nur durch einen vorherigen Laborabgleich nach der Darr-Wäge-Methode für den verwendeten Stoff mit seiner ganz spezifischen Dichte.

In der Praxis werden diese Geräte gerne zur Leckortung eingesetzt, da sie beispielsweise Fliesen durchdringen. Wasser im Untergrund lässt sich räumlich eingrenzen, auch unter (dünnen) Estrichen, Gummibelägen oder Laminatböden. Der zweite Vorteil, die Zerstörungsfreiheit, ist nützlich bei sehr harten, sehr dichten oder sehr wertvollen Oberflächen (Mosaik, Fresken, Steinplatten).Die Geräte erlauben auch eine gute Aussage über die Schadensentwicklung: z.B. ob Bauteile tendenziell austrocknen, gleich feucht bleiben oder auffeuchten. Hierzu werden zwei bis drei Messungen, in jeweils mehrwöchigem Abstand, gemacht. Die Lage der Messpunkte und die Messwerte müssen dabei sehr genau protokolliert werden. Damit die Wiederholungsmessung(en) exakt an den Messpunkten stattfindet, zeichnet man ein Gitterraster auf das Bauteil.

Leitfähigkeitsmessung
Wasser ist elektrisch leitend und beeinflusst durch seinen Widerstand die elektrische Leitfähigkeit eines wasserhaltigen Baustoffs. Diese Tatsache macht man sich bei der Messung des Wassergehalts zunutze. Hierfür müssen zwei Elektroden in das Bauteil eingeführt oder zumindest aufgesetzt werden. Man kann dies erreichen mit

• Bürstensonden, die in zuvor gebohrte Löcher gesteckt werden (in Beton und Mauerwerk)
• Einschlagsonden, die mit Hammerschlägen eingetrieben werden (vor allem für Prüfungen in Holz)
• Nadelspitzen, die eingedrückt werden (bei Putzen und Estrichen). Das Messergebnis wird in geringem Umfang durch Temperatur beeinflusst,
  

was sich aber gerätetechnisch kompensieren lässt. Die Eindringtiefe der Nadeln bzw. Bürstensonden und deren Abstand haben ebenfalls einen kompensierbaren Einfluss auf das Messergebnis. Wenn der Abstand der Löcher nicht schon bauartbedingt vorgegeben ist, muss er aus der Bedienungsanleitung entnommen werden. Bei gebohrten Löchern findet durch die Wärme des Bohrvorgangs eine Trocknung statt, die durch eine ausreichend lange Wartezeit kompensiert werden muss. Das Bohrloch muss solange verschlossen werden. Am einfachsten durch ein Stück Kunststoff-Klebeband. Die größte Unbekannte bei der ganzen Messung liegt in der chemischen Zusammensetzung des Bauteils. So ist die Leitfähigkeit - bei identischem Wassergehalt - für jeden Baustoff anders: Klinker, Beton, Kalksandstein, Mörtel verhalten sich unterschiedlich abhängig von ihrer Dichte. Nutzt man die Geräte zur Schadensdiagnose, ist zudem zu beachten, dass Feuchtigkeit, die schon länger im Bauteil herrscht, Salze gelöst und verlagert haben kann. Salze leiten elektrisch, d.h. erhöhte Salzfrachten erhöhen die Leitfähigkeit gegenüber dem Standardsalzgehalt des Baustoffs unter Umständen um ein Vielfaches. Salze werden immer mit dem Wasserstrom zur Verdunstungsfläche hin befördert. An dieser Verdunstungsfläche (dem Innenputz) wird meistens gemessen. Das kann dazu führen, dass hier ein höherer Wassergehalt angezeigt wird als tatsächlich vorliegt.

In der Praxis eignen sich die Geräte mit Aufsetzdornen für eine schnelle Diagnostik. Haupt-Anwendungsfall ist hier die Beurteilung, ob Wandflecken einen Alt-aber-behoben-Fall oder einen Akutschaden darstellen. Zeigt das Messgerät „trocken“ an, ist die Wand - zumindest an der Oberfläche - tatsächlich trocken. Zeigt das Gerät „feucht“ an, kann Wasser und/oder Salze vorliegen: entweder viel Wasser mit wenig Salzen oder wenig Wasser mit viel Salzen.

Durch Beobachtung (Ist der Putz verfärbt oder zermürbt?) und ein begleitendes anderes Messverfahren sind recht zuverlässige Aussagen möglich. Zeigt das Gerät völlige „Nässe“ an, ist davon auszugehen, dass der Baustoff tatsächlich nass ist. Bei der Messung an durchfeuchteten Putzen sagt die benötigte Eindrückkraft oft schon viel über die Schädigung aus: feuchte Gipsputze, die bereits seit längerer Zeit durchfeuchtet sind, sind zermürbt und bieten den Dornen keinen Widerstand. Wer an verschiedenen Stellen immer Vollausschlag abliest, sollte untersuchen, Wer an verschiedenen Stellen immer Vollausschlag abliest, sollte untersuchen, ob eine Alutapete aufgebracht wurde!

Feuchte Tapeten sollten für die Messung ohnehin entfernt werden, da sie auf Grund ihrer Hygroskopizität das Wasser gut halten und hohe Anzeigewerte verursachen.

Gleichgewichtsfeuchte
Dieses Verfahren stellt einen Sonderfall dar, weil hier die Feuchte des Materials nicht direkt, sondern indirekt über die Luftfeuchte gemessen wird. Und zwar die Luftfeuchte, die sich im Kontakt mit dem zu untersuchenden Bauteil einstellt. Der Grund dafür wird nach der bisherigen Schilderung der anderen Verfahren verständlich: die Messung der Luftfeuchte ist gerätetechnisch sehr zuverlässig und mit geringem Aufwand zu Für die Bestimmung dieser Luftfeuchte (der sog. Gleichgewichts-feuchte) muss man ein geschlossenes System im Kleinen schaffen:

• Entweder ein abgeschlossenes Volumen an der Oberfläche des Baukörpers. Beispielsweise kann mittels einer rundum aufgeklebten Folie oder mittels eines dicht aufsitzenden Trichters solch eine Prüfkammer geschaffen werden.
• Oder man schafft solch eine Kammer im Baukörper selbst, und zwar mit einer Bohrung, die man anschließend verschließt.
  

Die Messung der Gleichgewichtsfeuchte ist gerätetechnisch einfach und unabhängig vom Fabrikat. Nachteilig ist jedoch die relativ lange Angleichzeit, die in der Praxis - bei kleinen Trichtern an der Oberfläche - etwa 1 Minute beträgt. Das Luftpolster muss erst mit eindiffundierender Feuchte angereichert werden. Je größer das Luftpolster ist, desto länger dauert dieser Vorgang. Bei größeren Luftpolstern, etwa unter aufgeklebten Folien oder auch in Bohrlöchern (die erst abkühlen müssen) beträgt die zusätzliche Wartezeit mindestens 30 Minuten. Auf Grund dieser Angleichzeit und ggf. der längeren Wartezeit ist das Verfahren zur Leckortung nicht praktikabel. Das Abtasten vieler Punkte bedarf eines hohen Zeitaufwands und macht diese Lösung unrentabel. Gut geeignet ist das Verfahren hingegen für:

• Schimmeldiagnostik, mit der Fragestellung: befeuchtet die Luft die Wand, oder befeuchtet die Wand die Luft?
• Verifizierung eines anderen Verfahrens (beispielsweise führt man erst eine Widerstandsmessung durch, bei nicht eindeutigem Ergebnis folgt dann eine Ausgleichsfeuchte-Messung)
• Kontrollprüfungen bei technischer Bautrocknung, an Putzen, aber auch unter Estrichen
• Belegreifeprüfung.
  

Zerstörungfrei ist nur die Messung an der Oberfläche des Estrichs, aussagekräftiger ist aber eine Bohrung. Für die Rezeptur des geprüften Werkstoffs müssen eine Sorptionsisotherme (im Labor mit Darr-Wäge ermittelt) oder eigene Erfahrungen vorliegen. Eine völlig Darr-Wäge ermittelt) oder eigene Erfahrungen vorliegen. Eine völlig erfolgte Austrocknung wird in Wohngebäuden auch ohne Sorptionskurve zweifelsfrei erkannt Restnässe kann aber nur mit einer Sorptionskurve bewertet werden.

Versalzung führt zu einer Erhöhung der Ausgleichsfeuchte!!!

Im Diagramm verläuft eine salzbeeinflusste Sorptionsisotherme höher als eine vergleichbare Isotherme für unversalzenes Material. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass man zur Trocknung versalzener Körper theoretisch wesentlich trockenere Umgebungsluft bräuchte. Versalzene Mauerwerke machen Probleme beim Anstreichen und konventionellen Verputzen. Flecken schlagen innerhalb kürzester Zeit durch. Salze können vor Ort qualitativ und halbquantitativ, im Labor auch ganzquantitativ bestimmt werden. Wichtig ist dies nur bei komplexen Sachverhalten, z.B. der Restauration historischer Bausubstanz.

Weitere Verfahren sind:

Darr-Wäge-Methode
Dabei wird eine Probe entnommen (herausgestemmt), luft- und dampfdicht verpackt und in ein Labor gebracht. Hier wird die Probe genau gewogen, bevor in einem Trockenofen alles Wasser aus der Probe ausgetrieben wird (Trockentemperatur bei zementären Baustoffen 105 °C). Nach Erreichen der Gewichtskonstanz wird wieder gewogen. Die Gewichtsdifferenz entspricht der enthaltenen Wassermenge.

CM-Verfahren
Beim chemischen CM-Verfahren wird ein ca. daumengroßes Stück des Baustoffs herausgestemmt, in einer festgelegten Prozedur zerkleinert, gewogen, mit einem Reagenz versehen und in eine Druckflasche gefüllt. Durch Schütteln reagiert das freiwerdende Wasser aus der zermahlenen Probe mit dem Reagenz (Kalziumkarbid) und es entsteht das Gas Azetylen. Der dadurch entstehende Druckanstieg in der Flasche ist ein Maß für das enthaltene Wasser. Die mit dem CM-Gerät ermittelten Wassergehalte liegen in der Regel niedriger als mit der Darr-Wäge-Methode. In den gängigen Grenz- und Richtwerten, z.B. für Estriche, ist diese Tatsache bereits berücksichtigt. Grenzwerte werden mit „CM-%“ kenntlich gemacht, und sind auch nur in Kombination mit dem CM-Verfahren anwendbar.

Prinzipbedingt kommt nicht alles enthaltene Wasser zur Reaktion bzw. verläuft die Reaktion nur langsam. Deshalb sind die Schüttel- und Ablesezeiten genau einzuhalten. Das Gerät muss ferner regelmäßig auf Druckdichtheit und Anzeigegenauigkeit überprüft werden, wozu es spezielle Reagenz-Prüfkapseln zum Einfüllen gibt.

Das CM-Verfahren ist ein Verfahren, das bei uns durchgängig bekannt und anerkannt ist (anders in Skandinavien). Dies ist wahrscheinlich auf die frühe Markteinführung zurückzuführen. Nachteilig ist der Reagenzverbrauch, die zeitraubende Prozedur und - bei fehlender Sorgfalt – Ergebnisunterschiede verschiedener Anwender. Wie bei anderen verbrauchenden Verfahren ist das Messergebnis streng genommen nicht reproduzierbar (zur Verifizierung bedarf es einer zweiten Materialprobe, die nicht zwingend mit der ersten identisch ist).

Quelle: Praxisfibel Baufeuchte der Fa. TESTO