Wie Feuchtigkeit entsteht

Kapillarfeuchte und Druckwasser

Alle Wandbereiche unterhalb des Erdreichs werden in diesem Buch als Keller bezeichnet, weil die Art der Feuchtigkeits-Probleme nicht von der Raumnutzung, sondern ausschließlich davon abhängig sind, ob sie unterhalb oder oberhalb des Erdreichs entstehen.

Deshalb werden auch Wohnräume, die beispielsweise durch eine starke Hanglage ganz oder teilweise unterhalb des Erdreichs liegen, unter der Rubrik „Keller" abgehandelt. In Kellerräumen muss man grundsätzlich zwei verschiedene Nässeschäden unterscheiden.

Aufsteigende Feuchtigkeit und Querdurchfeuchtung

Kapillarfeuchte wird das Wasser genannt, welches von den Poren des Baustoffs transportiert wird.

Der Effekt des kapillaren Transports ist auch jedem Laien bekannt, der ein Öl-Lämpchen oder ein Benzinfeuerzeug hat. Obwohl das Öl-Lämpchen fast leer ist, saugt der Docht aufgrund seiner porösen Struktur, die im Inneren des Dochtes kleine Kapillaren bildet, das Öl bis nach außen und die Flamme bekommt den notwendigen Brennstoff zugeliefert.

Auch das Erdreich hat diese Eigenschaften. Selbst nach mehrwöchiger Hitze und Trockenheit bleibt das Erdreich in 20–30 cm Tiefe stets feucht, weil das poröse Erdreich Wasser aus der Tiefe hochsaugt.

Im Mauerwerk, welches ebenfalls unzählige Poren enthält, kann dieser Effekt manchen Kummer bereiten, wenn man die Dochtwirkung nicht durch eine geeignete Sperre unterbricht. Bild 1 zeigt ein Mauerwerk ohne Sperren, welches daher Wasser sowohl aus dem tiefliegenden Fundamentbereich als auch aus dem außen anliegenden Erdreich aufsaugen und weitertransportieren kann. Bild 2 zeigt das gleiche Mauerwerk mit eingebauten Sperren. Das Wasser aus dem außen anliegenden Erdreich kann durch die vertikale Außenabdichtung nicht an das poröse Mauerwerk (den „Docht") heran. Das Wasser aus dem Fundamentbereich steigt nur bis zur sogenannten Horizontalsperre, meistens einer Bitumenpappen-Lage, die die Dochtwirkung unterbricht.

Bis zu dieser Horizontalsperre ist das Mauerwerk allerdings feucht, was bei der gezeigten Sperre, die oberhalb des Fußboden-Niveaus liegt, dazu führt, dass die Wand bis hierhin, konstruktionsbedingt, nass ist. In Räumen, in denen dieser fußbodennahe Streifen ebenfalls trocken sein muss, sollte deshalb die Horizontalsperre tiefer liegen.

Kapillarwasser durchfeuchtet also das Mauerwerk und kann in ihm, aus dem Fundamentbereich, bis in die oberen Stockwerke des Wohnbereichs aufsteigen.

Die Steighöhe des Wassers im Mauerwerk wird in der Praxis nur dadurch begrenzt, dass es an der Innenwand des Kellers und selbstverständlich auch an der Außenseite des oberhalb des Erdreichs liegenden Mauerwerks verdunstet. Die sich einstellende Steighöhe wird dann dadurch begrenzt, dass mit zunehmender Größe der Verdunstungsfläche die gesamte aufsteigende Wassermenge verdunstet. Die effektive Steighöhe ist also davon abhängig, wie viel Wasser vom Mauerwerk pro Tag nach oben transportiert werden kann und wie viel in gleicher Zeit verdunsten kann.

Für die mögliche Transportmenge ist die Porosität des Mauerwerks und die Wandstärke maßgeblich. Je poröser der Wandbaustoff ist, desto mehr Wasser kann pro Tag nach oben transportiert werden. Mit der Wandstärke ist das wie mit einem Schlauch: Je dicker er ist, desto mehr Wasser kann in der Stunde durchfließen. Bei der Wand ist das ebenso.

Daraus entsteht aber auch das Problem, dass das Wasser umso höher steigt, je weniger Verdunstung stattfindet. Verhindert oder behindert man also die Wasser-Verdunstung aus einer Kellerwand — durch das Aufbringen von Dichtschlämme, Sperrputz oder durch andere, die Verdunstung behindernde Mittel — dann steigt das Wasser unweigerlich höher.

Ich habe schon „Sanierungen" gesehen, bei denen zunächst das Wasser im Keller hinter Sperrputz versteckt wurde, und als das Wasser dann in der Erdgeschosswohnung war, wurde auch hier das Wasser „versteckt", indem Bitumenplatten an die Wand genagelt wurden, die wiederum hinter Gipskartonplatten versteckt wurden. Hiermit nicht genug, wurden auch die Außenflächen des Ziegelhauses mit Sperrputz verputzt, um das Haus ohne sichtbaren Wasserschaden verkaufen zu können. Die Folge war, dass das Wasser, ein Jahr später, bis in das zweite Obergeschoss aufgestiegen war.

Wichtig: Feuchtigkeit im Mauerwerk nie durch Sperren der Verdunstungsfläche (also am Wasser-Austritt) verstecken, sondern stets den Wasser-Eintritt ins Mauerwerk sperren. Wenn man ein Magengeschwür hat, hilft auch nur eine gezielte Behandlung, nicht ein Verstecken der Symptome durch Schmerztabletten.

Ähnliches, wenn auch aus anderen Gründen, gilt auch für das Verstecken von Feuchtigkeits-Schäden durch poröse Spezialputze, sogenannte Sanierputze. Hier kann das Wasser zwar verdunsten, weil diese Putze durch spezielle Zusätze ein größeres Porenvolumen haben, das ändert jedoch nicht die Tatsache, dass weiterhin Wasser in das Mauerwerk eindringt und in ihm aufsteigt. Die Steighöhe wird in der Regel zwar nur unwesentlich erhöht, weil auch diese Putze, verglichen mit einer nicht geputzten Wand, geringfügig behindern, aber das Wasser kann nicht nur Flecken bilden und zur Schimmelbildung führen.

Woher die weißen Ausblühungen kommen („Salpeter")

Wie jeder, der eine nasse Kellerwand hat, weiß, entstehen auf der Wand immer wieder weiße, lose Ablagerungen, die im Volksmund Salpeter genannt werden. Die Ablagerungen sind natürlich keine Salpeter-, sondern Kalk-Ausblühungen. Warum die Ausblühungen als Salpeter bezeichnet werden, soll auch kurz erklärt werden.

Im Preußenreich, welches große Mengen Schießpulver benötigte, wurden dementsprechend große Mengen an Salpeter, dem Hauptbestandteil des Schwarzpulvers, gebraucht. Da es in Preußen keine Salpeter-Lagerstätten gab, musste Salpeter aus dem Ausland eingeführt werden, was in Kriegszeiten schwierig und zudem teuer war.

Ein findiger Alchimist hatte nun bemerkt, dass Mauern, die aus Kalksteinen (Kalk-Bruchstein) gemauert waren, beim Begießen mit Jauche nach einigen Tagen weiße Ausblühungen zeigten. Er stellte fest, dass diese Ausblühungen aus Kalksalpeter bestanden, den man mit Kalisalzen in Kalisalpeter — wie gesagt, Hauptbestandteil des Schwarzpulvers — umwandeln konnte.

Da die Kalkausblühungen an nassen Wänden ein ähnliches Aussehen haben wie die Ausblühungen der Salpeter-Gewinnungswände, war in der damaligen Zeit klar, dass das alles Salpeter war, obwohl alle Versuche scheiterten, aus dem „Salpeter" normaler nasser Wände Schießpulver herzustellen.

Wie kommen nun die Kalkausblühungen auf die Wand?

Das in die Wand eindringende Wasser löst bei seinem kapillaren Transport geringe Mengen Kalk aus dem Mauermörtel, der ja aus einem Gemisch von Kalk und Sand besteht, auf. Die Kapillaren transportieren das Kalkwasser an die Maueroberfläche, wo das Wasser verdunstet und den Kalk als feine, weiße Ablagerung zurücklässt — ein Vorgang, der aus Tropfsteinhöhlen bekannt ist.

Die auf den Kellerboden rieselnden Kalkausblühungen sind aber nicht nur lästig, weil man sie ständig aufkehren muss, sondern zeigen dem Fachmann, dass das Mauerwerk einem langsamen, aber ständigen Verfall ausgesetzt ist. Der Kalk stammt nämlich aus dem Mörtel, in dem er als Bindemittel für den Sand dient. Wenn nun ständig Kalk aus dem Mörtel aufgelöst und wegtransportiert wird, dann wird der Mörtel immer bindemittelärmer und verliert an Festigkeit. Außerdem werden die Mörtelporen durch den Kalkverlust immer größer. Durch die größeren Poren erhöht sich der Wassertransport. Durch den steigenden Wassertransport wird mehr Kalk aufgelöst, was zu noch größeren Poren und noch größerem Wassertransport führt — Vorgänge, die von Tag zu Tag schneller und größer werden.

Eines Tages ist dann der Mörtel so geschwächt, dass er das Gewicht des Hauses nicht mehr tragen kann. Die Fugen werden zusammengedrückt und die Steine verlieren ihren Halt. Der Fachmann nennt diesen Vorgang Baufälligkeit durch Mörtelkompression. Das Haus ist dann nicht mehr zu retten. Bei Häusern, die achtzig Jahre oder älter sind, muss man den ständigen Wassertransport durch die Erstellung von Sperren abstellen, wenn man die Bausubstanz noch länger erhalten will.

Den Zustand des Mörtels kann man übrigens selbst prüfen, indem man versucht, etwas Mörtel mit dem Fingernagel oder einem Holzstab aus den Fugen zu kratzen. Gelingt das, ist es höchste Zeit für Sperrmaßnahmen.

Sanierputze: Scharlatanerie oder legitimes Mittel?

Die vollmundigen Versprechungen mancher Verkäufer, die Sanierputze als Entfeuchtungsputze anpreisen und behaupten, Sperren gegen aufsteigende Feuchtigkeit oder Querdurchfeuchtung seien nicht nötig, muss man als Scharlatanerie werten.

Allerdings haben Sanierputze dennoch ihren Zweck. Sie sind wegen ihrer hohen Porosität geeignet, gesperrtes Mauerwerk direkt nach der Sperrmaßnahme zu verputzen, wenn die Baumaßnahme kurzfristig fertiggestellt werden muss. Die hohe Porosität dieser Putze lässt das noch in der Wand befindliche Wasser in den nächsten Monaten verdunsten, ohne dass man Wasserflecken oder Schimmelbildung befürchten muss. Das große Porenvolumen dieser Putze gestattet es zudem, dass die mit dem Wasser in den Putz eindringenden Kalk- und sonstigen Salze in den Poren Platz finden und dort abgelagert werden können, ohne dass der Putz durch die Salz-Kristallbildung von innen gesprengt, also zerstört wird.

Soll allerdings normaler Kalk- oder Gips-Putz verwendet werden, so muss man die gesperrten Wände zunächst weitgehend austrocknen lassen, was je nach Belüftung und Luftaustausch 3–6 Monate dauert, wenn man Putzschäden verhindern will.

Wichtig: Wände, die verputzt werden sollen, vorher gegen aufsteigende Feuchtigkeit und Querdurchfeuchtung sperren!

Druckwasser-Schäden

Druckwasser, auch Stauwasser genannt, ist immer dann vorhanden, wenn das Wasser aus der Wand fließt und sich Pfützen im Keller bilden. Sie entstehen, wenn sich Wasser außen an der Wand, in der ehemaligen Baugrube, aufstaut und das Wasser durch kleine Kanäle die Wand durchfließen kann. Diese Kanäle werden vor allen Dingen durch fehlenden Mörtel in den Fugen gebildet. Es ist daher ein grundsätzlicher Fehler, Mauerwerk im Bereich unterhalb des Erdreichs nicht vollfugig zu vermörteln, was heute jedoch aus Gründen der Kosteneinsparung leider üblich ist. Im Gegensatz hierzu können Steine mit Hohlkammern durchaus verwendet werden, wenn sie sorgfältig vermörtelt werden, so dass keine zusammenhängenden Kanäle für einen Wasserdurchfluss gebildet werden. Die Bilder 3 + 4 zeigen diese Möglichkeit an zwei Beispielen.

Druckwasserschäden sind also gut von Kapillarwasserschäden zu unterscheiden. Ein Erkennungsproblem ist allerdings trotzdem vorhanden. Feuchte Wände haben eine geringe Wärmedämmung und sind daher fast so kalt wie das außen anliegende Erdreich. Bei feuchtwarmen Wetterlagen ist es daher möglich, dass die warme Luft an der kalten Wand so weit abkühlt, dass die Luftfeuchtigkeit an der kalten Wandfläche kondensieren kann. Aus der Natur ist dieser Vorgang jedem bekannt: Die feuchtwarme Luft des Tages taut bei nächtlicher Abkühlung an Gräsern, Blättern, auf Autos usw. aus und bildet einen Film aus Wassertropfen. Wenn die ausgetaute Wassermenge an Kellerwänden zu groß wird und die Wand ohnehin wassergesättigt war, dann können die Tautropfen auch an der Wand herunterfließen und auf dem Kellerboden Pfützen bilden.

Ob die Ursache von Pfützen im Keller Tauwasser oder Druckwasser ist, lässt sich aber leicht herausfinden, wenn man den Schaden beobachtet. Tauwasser bildet sich nur an feuchtwarmen, schwülen Tagen und flächig auf der Wand. Druckwasser durchdringt die Wand an einer oder mehreren Stellen punktuell. Außerdem bilden sich an derartigen kalten Tagen auch an kalten Wasserleitungen Tautropfen, was wiederum kontrollierbar macht, ob eine Wetterlage vorliegt, die zur Tauwasserbildung (auch Kondenswasser-Bildung genannt) führt. Gutes Durchlüften des Kellers (Durchzug) an einem kälteren oder trockenerem Tag lässt Tauwasser schnell verschwinden. Druckwasser bleibt und zeigt sich zumindest nach entsprechendem Regen auch an kalten Tagen.

Diese Schäden sind die am schwierigsten zu beseitigenden Nässeprobleme. Zu ihrer Beseitigung gehört eine außerordentlich große Erfahrung und ein erheblicher Geräteaufwand. Die Sanierung derartiger Schäden sollte man grundsätzlich nur erfahrenen Fachleuten überlassen, da man hier Fehler machen kann, die auch ein Experte nachher nur mit gewaltigem Aufwand und entsprechend hohen Kosten wieder beseitigen kann.

Wichtig: Wählen Sie bei derartigen Schäden die Firma, der Sie den Auftrag erteilen wollen, sehr sorgfältig aus! Nicht jeder, der sich dafür ausgibt, ist auch ein Experte. Lassen Sie sich bei Druckwasser-Schäden im Zweifelsfall Referenzen geben und befragen Sie den Referenzkunden nach seinen Erfahrungen mit dem Anbieter. Auch unter den Abdichtern gibt es Scharlatane. In der Regel sind Fachbetriebe, die einer größeren Abdichtungsgruppe angehören, eher geeignet als „selbstständige Einzelkämpfer", da die Gruppenmitglieder in der Regel auf eine große Erfahrung des Stammhauses zurückgreifen können. Fragen Sie beispielsweise Ihren örtlichen Isofin-Vertrieb. Entweder hat er selbst bei uns eine Druckwasser-Schulung erhalten oder vermittelt Ihnen gern einen Kollegen mit diesen Kenntnissen. Ansonsten fragen Sie uns, wir helfen Ihnen gern in dieser wichtigen Angelegenheit.

Die Physik der Kapillarfeuchte

Warum es überhaupt Kapillarfeuchte gibt und auf welchen physikalischen Effekten sie beruht, wird in diesem Kapitel beschrieben. Keine Angst, es wird nicht zu wissenschaftlich. Selbst wenn Sie dieses Kapitel nur durchlesen und sich nicht in die Einzelheiten vertiefen, verstehen Sie danach, warum manche Sperrmethoden überhaupt funktionieren und wo die Schwächen anderer Verfahren oder Produkte liegen, die nachher noch beschrieben werden.

Jeder Stoff hat eine sogenannte Oberflächenspannung. Von Wasser kennen wir das aus der Werbung: „Pril entspannt das Wasser". Wenn wir Seife, Shampoo, Waschmittel oder sonstige Reiniger benutzen, senken wir die Oberflächenspannung des Wassers soweit, dass es in der Lage ist, fettige Verschmutzungen zu unterwandern und von der Oberfläche des Gegenstands abzulösen. Fett hat nämlich eine niedrigere Oberflächenspannung als normales Wasser.

Für das kapillare Verhalten eines Wandbaustoffs ist seine Oberflächenspannung — oder genauer gesagt die Oberflächenspannungs-Differenz zwischen Wasser und der Baustoffoberfläche — verantwortlich. Nur wenn die Oberflächenspannung der Flüssigkeit kleiner ist als die Oberflächenspannung der Feststoff-Oberfläche, kann die Flüssigkeit die Oberfläche benetzen. Außerdem ist die Größe der Baustoffporen, das heißt deren Durchmesser, wichtig. Man kann die maximal mögliche Höhe aufsteigender Feuchtigkeit anhand folgender Formel berechnen.

Um die obige Gleichung ohne Taschenrechner überschaubar zu machen, setzt man für 2s = 2 und für r = 1 ein. Es ergeben sich dann für drei unterschiedliche Tropfen-Randwinkel folgende Werte: Bei einem Randwinkel von 45° ist H = 2 × 0,7 = 1,4; bei 90° ist H = 2 × 0 = 0; bei 135° ist H = 2 × (−0,7) = −1,4.

Haben die Poren einen kleineren Durchmesser — zum Beispiel die Hälfte des oben angenommenen, also r = 0,5 — dann verdoppeln sich die Steighöhen entsprechend (bei 45° ergibt sich H = 2,8; bei 135° H = −2,8).

Auch wenn die in die Gleichung eingesetzten Werte fiktiv sind, erkennt man an dem Ergebnis das Wesentliche: Bei einem Randwinkel von 45° ergibt sich eine Steighöhe des Wassers. Ist der Randwinkel größer als 90° (z. B. 135°), ergibt sich ein Minuswert — das Wasser wird unter den umgebenden Wasserspiegel zurückgedrückt. Bei einem Randwinkel von 90° steht das Wasser in der Kapillare genau so hoch wie außerhalb der Kapillare.

Das Naturgesetz der kommunizierenden Röhren ist also in der Kapillarphysik scheinbar ungültig. Außerdem zeigt die zweite Berechnung, dass die Steighöhe des Wassers mit Abnahme des Porendurchmessers zunimmt.

Hierzu noch ein Beispiel aus dem täglichen Leben: Wasser bildet auf manchen Oberflächen — z. B. schlecht gepflegtem Autolack — flache Tropfen. Die Oberfläche wird vom Wasser benetzt und wird nass. Auf frisch gewachstem Lack bildet Wasser hohe, kugelige Tropfen, die abperlen und die Oberfläche nicht benetzen. Die Erklärung ist einfach. Der verwitterte Lack hat eine höhere Oberflächenspannung als Wasser (Randwinkel 40°–70°). Wachs hat eine sehr viel niedrigere Oberflächenspannung als Wasser (Randwinkel 110°–135°). Genau diesen Effekt nutzt Isofin im Mauerwerk.

Wenn man die tatsächlichen Werte für die Oberflächenspannung des Wassers und den durchschnittlichen Porendurchmesser in der Dimension „Meter" in die Formel einsetzt, dann erhält man die theoretisch mögliche Höhe der aufsteigenden Feuchtigkeit im Mauerwerk, wenn das Wasser nicht unterwegs an der Wandoberfläche verdunsten kann. Man erhält rechnerisch die theoretisch mögliche Höhe — die praktische Höhe ist davon abhängig, in welcher Höhe die aufsteigende Wassermenge an der Wandoberfläche verdunstet ist. Außerdem kann man so hoch nicht mauern, weil die Mauer durch ihr Eigengewicht zusammenfallen würde.

Hier die Berechnung mit den tatsächlichen Werten für Ziegelmauerwerk mit Norm-Kalkmörtel: Bei einem Porendurchmesser von 20 µm ergibt sich demnach eine theoretisch mögliche Steighöhe von rund 1040 Metern. Bei größeren Kapillaren-Durchmessern verringert sich die mögliche Steighöhe, bei kleineren Durchmessern erhöht sie sich.

Glauben Sie also nicht, was Sie an manchen Stellen im Internet lesen oder was sogar manche Gutachter behaupten, dass nämlich die aufsteigende Feuchte (Kapillaraszension) zum Beispiel nur 20 cm betragen kann.

Die tatsächliche Höhe der aufsteigenden Feuchtigkeit ist aber nicht nur von den Porendurchmessern der Steine und des Mörtels abhängig. Bestimmend für die tatsächliche Steighöhe ist die Transportmenge der Wand, also wie viel Wasser die Wand je Stunde hochtransportiert und wie viel Wasser in der gleichen Zeit an der Wandoberfläche verdunstet. Eine dicke Wand transportiert je Stunde naturgemäß mehr Wasser als eine dünne Wand. Je größer die Verdunstungsfläche (Wandoberfläche) ist, desto mehr Wasser kann in dieser Zeit verdunsten.

Kann ist hier das wichtige Wort. Ist die Luftfeuchtigkeit im Raum niedrig, dann verdunstet auch viel Wasser an der Wandoberfläche. Ist die Raumluft sehr feucht, dann verdunstet in der gleichen Zeit nur noch sehr wenig Wasser. Mit zunehmender Höhe wird die Verdunstungsfläche der Wand allerdings auch immer größer.

Die tatsächliche Höhe der aufsteigenden Feuchtigkeit beruht also auf dem Zusammenwirken vieler Faktoren.

Grundsätzlich kann man jedoch feststellen, dass die Steighöhe sich verringert, wenn man den Raum gut lüftet und damit die Raumluft-Feuchtigkeit niedrig hält. Andererseits wird sich die Steighöhe erhöhen, wenn der Raum schlecht belüftet wird, somit die Raumluft-Feuchtigkeit hoch hält und die Wasserverdunstung behindert.