Die Bewertung des Feuchtezustands von Estrichen mit der KRL-Methode

Was misst das Verfahren an mineralischen Estrichen?

Ein Zitat aus dem TKB-Merkblatt 14 mit Stand der Veröffentlichung vom November 2022 beschreibt aktuell: »Die Beurteilung des Feuchtezustandes von Zementestrichen mit Normalzement mit Hilfe der KRL-Messung ist als zukunftsweisend anzusehen. Bei Normalzement-Estrichen ohne und mit Estrichzusatzmittel kann die feuchtebezogene Belegreife des Untergrunds mittels KRL-Messung mindestens so sicher ermittelt werden wie mit der CM-Messung. Die genormte KRL-Methode entspricht heute dem Stand der Technik. Dieses Messverfahren ist in der Bodenbranche noch nicht durchgängig etabliert und daher entspricht es noch nicht den allgemein anerkannten Regeln des Faches.« [1]

Das ist ein hoher Anspruch, den das Verfahren zur Bestimmung der korrespondierenden relativen Luftfeuchte, kurz KRL, offenbar nicht erfüllen kann. Bereits zum 22. Internationalen Sachverständigentreffen des Bundesverbands Estrich und Belag e.V. in Schweinfurt habe ich zu den naturwissenschaftlichen Hintergründen dieses Messverfahrens referiert und auf der Grundlage einer ausgiebigen Literaturrecherche sowie eigener Untersuchungen deutlich herausgestellt, dass es mit dem nach DIN EN 17668:2022-11 [2] beschriebenen Verfahren weder möglich ist, den Feuchtezustand eines Estrichs zu bewerten noch eine Aussage zur Belegreife an Estrichen der unterschiedlichen Bindemittelarten, wie z.B. Zement, Calciumsulfat und auch Spezialzementen abzuleiten.

Der mit dem TKB-Merkblatt 14 [1] nun neu eingeführte Begriff des »Feuchtezustands« ist nicht definiert. Er umschreibt in der Regel die Summe der Anteile des gebundenen und des nicht gebundenen Wassers in wasserhaltigen Materialien, wie zum Beispiel in Holz und in mineralischen Baustoffen. Das in DIN EN 17668:2022-11 beschriebene Verfahren der KRL-Messung trifft aber keine Aussage zum Feuchtegehalt des im Prüfgut befindlichen frei beweglichen Wassers und damit auch nicht zum Feuchtehaushalt.

Der hier geprägte Begriff der »Feuchteaktivität« ist ebenfalls eine nicht definierte Wortschöpfung, die vermitteln soll, dass Wasser, unabhängig vom absoluten Gehalt, unterschiedliche Wirkungen hervorrufen kann. Hier besteht bereits ein wesentlicher Widerspruch in der Argumentation beider Quellen.

Die Befürworter dieser Messmethode möchten also den Feuchtezustand bzw. die Feuchteaktivität z.B. eines Zementestrichs anhand einer relativen Luftfeuchte bestimmen. Dazu muss der interessierte Leser aber Folgendes wissen: Die KRL-Methode misst eine relative Luftfeuchte über einer wasserhaltigen mineralischen Probe, in einem geschlossenen System, der KRL-Messdose. Dieses System muss sich im thermodynamischen Gleichgewicht befinden.

Es reicht also nicht aus, den Temperaturausgleich abzuwarten. Es müssen sich ebenso das mechanische und das chemische Gleichgewicht einstellen. Diese Bestandteile des thermodynamischen Gleichgewichts erfordern deutlich längere Ausgleichzeiten, als das Verfahren nach DIN EN 17668:2022-11 es vorschreibt. Wenn das System im thermodynamischen Gleichgewicht ist, scheint der Temperatureinfluss keinen wesentlichen Einfluss auf das Messergebnis der KRL zu besitzen. Dieser Eindruck täuscht.

Lassen sie mich an einem Beispiel Folgendes erläutern: Stellt sich im üblichen Temperaturbereich zwischen 10 °C und 25 °C ein gleichbleibender KRL-Wert von ca. 75% relativer Luftfeuchte ein, dann ist der Zementestrich nach TKB-Merkblatt 18 [3] belegreif. Das Ergebnis wird nicht weiter bewertet, nur mit der Anforderung verglichen. 

Der ausgeprägte, aber nicht sofort erkennbare Temperatureinfluss auf das Messergebnis wird nicht berücksichtigt. Es stellt sich im angegebenen Temperaturbereich und bei 75% relativer Luftfeuchte der jeweilige charakteristische absolute Feuchtegehalt in der Luft der Messzelle ein. Dieser kann Werte zwischen 7,1 g/m³ bei 10 °C und 17,7 g/m³ bei 25 °C annehmen. Der Temperatureinfluss wird jetzt im Feuchtehaushalt der Luft deutlich und kann um 150% unterschiedlichere Messwerte annehmen.

Unter Normalbedingungen wäre es doch aber logisch, dass wenn ich in der Raumluft bei 20 °C und 75% r.F. messe und anschließend die Luft stark auf 10 °C abkühle, es dann zur Kondensation des Wassers der Raumluft kommt, da die Sättigungsfeuchte erreicht wird und relative Luftfeuchte 100% r.F. annimmt.

Warum ist das nicht so? Und weshalb dient diese nicht direkt erkennbare Information zum Feuchtehaushalt der Luft in der Messzelle als Argument dafür, dass das hier behandelte Messverfahren keine Aussage zum Feuchtehaushalt einer Probe treffen kann?

Dieses dem Messverfahren geschuldete Phänomen kann dadurch erklärt werden, dass wasserhaltige mineralische Materialproben Porenflüssigkeiten enthalten, die zumeist gesättigte Salzlösungen sind. Die chemische Zusammensetzung der Salzlösungen hängt nicht nur von der Rezeptur, sondern auch vom aktuell vorherrschenden Trocknungszustand des Estrichs zum Zeitpunkt der Probenahme ab.

Es ist bekannt und ausreichend mit Literaturquellen belegt, dass sich über gesättigte Salzlösungen im geschlossenen und im Gleichgewicht befindlichen System, wie es das Verfahren vorschreibt, eine charakteristische relative Luftfeuchtigkeit einstellt. Der Wert der relativen Luftfeuchtigkeit korrespondiert dabei maßgeblich mit der Salzlösung in der vorliegenden chemischen Zusammensetzung und ist bereits in der Literatur als Deliqueszenzfeuchte hinreichend bekannt und beschrieben. Das Referenzverfahren zur Bestimmung der Deliqueszenzfeuchte ist das in ISO/DIS 12571:1996 beschriebene Exsikkatorverfahren [4].

Die Zusammensetzung der gesättigten Salzlösung bestimmt also die relative Luftfeuchte der Luft in der Messzelle? 

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