Wasserdampfdiffusionsbremsende Grundierung für Zementestriche

(23.11.2015) Wasserdampfdiffusionsbremsende Grundierungen - umgangssprachlich und allemal technisch falsch auch als „Feuchtesperr-Grundierungen“ oder „Feuchte­sperren“ bezeichnet - erlauben die Verlegung von Bodenbelägen und Parkett auch auf „feuchten“ und damit nicht belegreifen Zementestrichen, deren Feuchtegehalt über den Feuchte-Belegreif-Richtwerten von 2,0 CM-% für unbeheizte Konstruktio­nen bzw. 1,8 CM-% für Heizestriche liegt. Technisch soll durch solcher Art Grundie­rungen er­reicht werden, dass beim weiteren Austrocknen des Zementestrichs der Wasserdampfdiffusionsstrom aus dem Untergrund nicht zu Schäden im Gesamtbo­denaufbau führt.

Wasserdampfdiffusionsbremsende Grundierungen gibt es auf unterschiedlicher che­mischer Rohstoffbasis (Dispersion, 1 K-Polyurethan, 1 K-Silan, 2 K-Epoxy) mit unter­schiedlichen Grenzen für den Untergrundfeuchtegehalt, bis zu dem sie eingesetzt werden können (typischerweise 3 bis 6 CM-%).

Derartige Produkte werden hierzulande seit Jahrzehnten eingesetzt und haben sich in der Praxis prinzipiell bewährt. Der Stand der Technik bei Einsatz von wasserdampf­diffusionsbremsenden Grundierungen auf restfeuchten Zementestrichen wird heute allein durch diese Praxiserfahrungen und die Auslobungen der Hersteller definiert. Die Hersteller versprechen die Funktionsfähigkeit der Produkte in den zugehörigen tech­nischen Dokumenten und in Form von individuellen Aufbauempfehlungen.

Gelegentlich wird versucht, einen Zusammenhang zwischen s_D-Werten der Schichten des Fußbodenaufbaus und dessen Funktionsfähigkeit herzustellen. Diese vereinfachte Betrachtung steht allerdings laut Industrieverband Klebstoffe (IVK) im Widerspruch zur praktischen Erfahrung. Sie sei irreführend und nicht zulässig.

„Stationärer Wassertransport im Schichtenpaket“

Bei der Bewertung der Wasserdampfdiffusion durch verschiedene Schichten wird zu­meist als Modell der „stationäre Wassertransport im Schichtenpaket“ verwendet, wie es z.B. beim Glaser-Verfahren für den Wand- oder Deckenaufbau gemacht wird. Ana­log der bauphysikalischen Betrachtung eines Wandaufbaus hinsichtlich der Wasser­dampfdiffusion soll dabei in den einzelnen Schichten eines Bodenaufbaus der Wasser­dampfpartialdruck von unten nach oben abnehmen Dabei muss die relative Luftfeuch­te in den einzelnen Schichten „sicher bleiben“, d.h. es darf weder zu einer Konden­sation noch zu einer schädlichen Auffeuchtung einer Schicht (z.B. bei Holz oder an­deren wasserempfindlichen Produkten) kommen.

Im oben genannten Modell wird der Diffusionsstrom durch jede einzelne Schicht im Wesentlichen durch die „äquivalente Luftschichtdicke s_D“ bestimmt. Der s_D-Wert selbst wird berechnet, er ist das Produkt aus der materialspezifischen Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl µ und der Dicke s der betrachteten Materialschicht. Redu­ziert man die Bewertung der Wirkung von wasserdampfdiffusionsbremsenden Grundie­rungen auf einen Vergleich von s_D-Werten aus der Literatur für die einzelnen Schich­ten des Bodenaufbaus, kommt man zumindest für die Verlegung von elastischen Bo­denbelägen aus PVC, EPDM-Kautschuk oder Polyurethan und ggf. auch für Parkett (incl. Versiegelung) zu dem Schluss, dass das System nicht schadensfrei funktionie­ren kann, da der s_D-Wert der elastischen Bodenbeläge bzw. des Parketts merklich größer sein kann als der der Grundierung. Dieser Befund stehe aber eben im Wider­spruch zu den praktischen Erfahrungen - wie der IVK feststellt.

Was kann die Ursache für diese Diskrepanz sein? Schon bei der Ermittlung und Be­wertung der µ-Werte treten erhebliche Unsicherheiten auf:

• Die Literaturangaben von µ-Werten für verschiedene Materialien differieren.
• Der µ-Wert ist keine Konstante, sondern eine Funktion der Feuchte.
• Die µ-Werte vieler Bodenbeläge sind nicht zugänglich und können nur geschätzt werden.
• In der relevanten Norm für die Bestimmung von µ-Werten gibt es unterschied­liche Versuchsdurchführungen, die zu signifikant differierenden Ergebnissen führen.
• Die Fehlermöglichkeiten bei der experimentellen Bestimmung der µ-Werte von Materialien sind erheblich.

Darüber hinaus stelle laut IVK die Anwendung des „Schichtenmodels“ auf die Grundie­rung eine unzutreffende Vereinfachung dar. Die Schichtdicke werde häufig direkt über die Auftragsmenge berechnet, selten auch gemessen. Die so ermittelte Schichtdicke sei aber in der Regel deutlich geringer als die tatsächlich wirksame. Schon mit bloßem Auge könne man an der Bruchkante eines Estrichs mit Grundierung erkennen, dass auf dem Estrich nicht nur ein mehr oder minder dünner Polymerfilm vorliegt, sondern dass Teile der Grundierung auch in die Poren des Estrichs eingedrungen sind und diese fül­len. Die effektive Filmdicke kann damit auf ein Vielfaches (Faktor 2 bis 10) ansteigen und den s_D-Wert entsprechend vergrößern.

Insgesamt bestimmen die folgenden Parameter, ob der Gesamtbodenaufbau auf einem bezüglich seines Feuchtezustands noch nicht belegreifen Estrich unter Einbau einer wasserdampfdiffusionsbremsenden Grundierung schadensfrei funktioniert:

1. Die Wasserdampfdiffusionswiderstandszahl (µ) der durchgehärteten Grundie­rung.  Diese ist abhängig von der Messmethode und der Sorgfalt der Durchfüh­rung der Messung.
2. Die aufgetragene Schichtdicke (s) des Polymerfilms auf der Estrichoberfläche. Das Produkt µ x s ist der s_D-Wert des augenscheinlich vorhandenen Polymerfilms auf der Estrichoberfläche. (Dieser wird fälschlicherweise häufig allein für die Be­wertung des Wasserdampfdiffusionswiderstands herangezogen.)
3. Die in der Praxis auftretende Beschaffenheit des Polymerfilms auf der Estrich­oberfläche (gleichmäßige Dicke, Blasen- und Lochfreiheit).
4. Die Penetrationstiefe der flüssigen Grundierung. Die Penetrationstiefe ist abhän­gig von der Porenstruktur des Estrichs und den chemischen und physikalischen Eigenschaften der Grundierung (Polarität, Viskosität, ein- oder zweikomponentig, Reaktivität, Teilchengrößenverteilung etc).
   Die Penetrationstiefe bestimmt die Länge des effektiven Diffusionswegs des Wasserdampfs durch das Polymer, wobei dieser ein Vielfaches der sichtbaren Schichtdicke auf der Estrichoberfläche betragen kann.
5. Die Wasserdampfdiffusionsrate ist umgekehrt proportional zur relativen Luft­feuchte im Raum, d.h. je geringer die Raumluftfeuchte, desto größer ist die Triebkraft und mithin die Menge je Zeiteinheit, mit der Wasserdampf aus dem Untergrund durch den Bodenaufbau diffundiert.
6. Der Feuchtegehalt des Estrichs reduziert sich mit der Zeit nicht nur durch die Diffusion von Wasserdampf nach oben durch den Bodenaufbau. Es findet auch eine Trocknung über die seitlichen Flanken statt, deren relative Größe von den Abmessungen der Estrichplatte abhängig ist. Daneben wird durch weiter fort­schreitende chemische Wasserbindung im Estrich die Wassermenge, die durch den Bodenaufbau diffundieren wird, reduziert.

Die Bewertung der Leistungsfähigkeit von wasserdampfdiffusionsbremsenden Grun­dierungen sollte somit nicht auf eine vergleichende Betrachtung von s_D-Werten der Schichten des Bodenaufbaus reduziert werden. Die Beurteilung von Schäden an Fuß­bodenaufbauten anhand der realitätsfernen, groben Reduktion auf einen Parameter „s_D-Wert“ stellt eine nicht sach- und fachgerechte Bewertung dar. Stattdessen sind mehrere Einflussfaktoren zu berücksichtigen, die sich nach heutigem Kenntnisstand nicht alle exakt oder rein rechnerisch erfassen lassen.

Es gibt demgegenüber umfängliche Erfahrungswerte der Hersteller von wasserdampf­diffusionsbremsenden Grundierungen, in die permanent Kenntnisse zur Produkt- und Estrichzusammensetzung einfließen. Für die Bewertung der Einsatzmöglichkeiten der wasserdampfdiffusionsbremsenden Grundierungen sind daher allein die Herstelleranga­ben heranzuziehen. Bei der Bewertung von Schadensfällen ist der vereinfachte Ver­gleich von sD-Werten der Schichten des Fußbodenaufbaus nicht sach- und fachge­recht; der Stand der Technik wird stattdessen durch die jahrzehntelange Praxiser­fahrung bestimmt.