Darrmethode

So bestimmt die Darrmethode den Wassergehalt

Die Darrmethode als Bezugsverfahren

Mit der Darr-Methode wird nach dem Sachstandsbericht der WTA der Absolutwert des Wassergehalts eines Baustoffs bestimmt, und darum werden alle anderen Feuchtemessverfahren an ihr kalibriert.^[1] Zusammen mit der CM-Methode ist sie eines der beiden direkten Verfahren, die ohne Eichmessung einen Wassergehalt liefern.^[1]

Alle schnellen Verfahren messen zunächst etwas anderes: einen elektrischen Widerstand, eine Kapazität, einen Gasdruck. Aus dieser Größe wird auf das Wasser geschlossen, und für diesen Schluss braucht es eine baustoffspezifische Kalibrierung mit Probenentnahme.^[1] Die Darrmethode steht am Anfang dieser Kette. Sie braucht keine Kennlinie und keine Annahmen über den Baustoff, nur eine genaue Waage, einen Trockenschrank und Zeit, und ihr Ergebnis hängt darum nicht vom Messgerät ab. Bei einer Neubautrocknung ist sie der Bezug, an dem sich die Anzeigen der schnellen Geräte prüfen lassen.

Wassergehalt berechnen: die Formel der Darrmethode

Der Wassergehalt in Masseprozent ist das Verhältnis der Masse des physikalisch gebundenen und freien Wassers zur Masse des trockenen Baustoffs: um = (m feucht − m trocken) / m trocken · 100 %.^[1] Chemisch gebundenes Wasser gehört zur Struktur des Baustoffs und wird nicht eingerechnet.^[1]

Ein Rechenbeispiel mit angenommenen Werten: Wiegt eine Estrichprobe feucht 105,0 g und nach dem Trocknen 100,0 g, enthielt sie 5,0 g Wasser, der Wassergehalt beträgt 5,0 Masseprozent.^[1] Der Bezug auf die trockene Masse ist wichtig: Auf die feuchte Masse bezogen wären es nur 4,8 Prozent, und beide Zahlen beschreiben dieselbe Probe.^[1] Ein Feuchtemessgerät aus dem Baumarkt liefert keinen solchen Wassergehalt, es arbeitet ohne Probe und ohne Waage und zeigt einen bloßen Anzeigewert.

Neben dem massebezogenen gibt es den volumenbezogenen Wassergehalt. Man erhält ihn, indem man den Wert in Masseprozent mit dem Verhältnis der Rohdichte des trockenen Baustoffs zur Dichte des Wassers von 1000 kg/m³ multipliziert, bei Baustoffen mit Hohlräumen wie Lochziegeln bezieht er sich auf den Baustoff allein ohne die Hohlräume.^[1] Ein Estrich mit einer angenommenen Rohdichte von 2000 kg/m³ und 2 Masseprozent Wasser enthält demnach 4 Volumenprozent Wasser.^[1]

Trocknen bis zur Massekonstanz

Üblich ist ein Wärmeschrank mit 105 °C, etwas oberhalb der Siedetemperatur von Wasser.^[1] Getrocknet wird bis zur Massekonstanz: Sie gilt als erreicht, wenn sich zwei Wägungen im Abstand von mindestens 24 Stunden um weniger als 0,1 Prozent der zuletzt festgestellten Masse unterscheiden.^[1] Nach dem Trocknen kühlt die Probe bei 0 Prozent relativer Luftfeuchte ab, zum Beispiel im Exsikkator, bevor sie erneut gewogen wird.^[1]

Bei 105 °C kann ein Teil des chemisch gebundenen Wassers ausgetrieben werden.^[1] Für Gips und calciumsulfathaltige Baustoffe wählt man darum eine Trocknungstemperatur von 40 °C.^[1] Die Luft im Trockenraum muss dabei trocken gehalten werden, sonst bleibt eine erhebliche Restfeuchte in der Probe, und bei niedriger Temperatur steigt die Trocknungszeit stark an.^[1]

Probenzahl, Trocknungsdauer und Reproduzierbarkeit regeln werkstoffspezifische Normen, der Sachstandsbericht nennt DIN EN ISO 12570 zur Bestimmung des Feuchtegehalts durch Trocknen bei erhöhter Temperatur.^[1] Schnellere Wege über Mikrowellen- oder Infrarottrocknung eignen sich nicht für alle Werkstoffe, weil sich die Probe örtlich über 105 °C erwärmen kann.^[1]

Das Ende der Trocknung ist erreicht, wenn der Wasserdampfpartialdruck der Luft in den Poren der Probe mit dem im Trockenraum im Gleichgewicht steht.^[1] Ohne Erwärmung der Probe kommt die Vakuumtrocknung aus, eine weitere Möglichkeit ist die Gefriertrocknung, die unterhalb des Gefrierpunkts arbeitet.^[1]

Proben für die Darrmethode richtig entnehmen

Die Probe darf beim Entnehmen und Transportieren ihren Wassergehalt nicht ändern. Sie wird sofort wasserdampfdicht und mit möglichst wenig Luft verpackt, unterschiedliche Baustoffe getrennt, alternativ wird vor Ort gewogen.^[1]

• Hammer und Meißel verändern den Wassergehalt am wenigsten, die Probe muss mindestens 50 g wiegen und alle maßgeblichen Bestandteile des Baustoffs enthalten.^[1]
• Mit dem Winkelschneider werden Proben aus Putz oder Estrich herausgeschnitten, wegen der Reibungswärme mindestens 0,1 m mal 0,1 m groß.^[1]
• Bohrkerne brauchen mindestens 50 mm Durchmesser, abschnittsweise entnommen eignen sie sich für Feuchteprofile.^[1]
• Bohrmehl aus einem Spiralbohrer mit mindestens 20 mm Durchmesser verändert den Wassergehalt stark und liefert nur qualitative Ergebnisse.^[1]

Beim Kernbohren entsteht Reibungswärme. Diamantbohrkronen laufen schneller und erzeugen mehr Wärme als Hartmetallkronen, der Wasserverlust wird aber durch die kürzere Bohrzeit ausgeglichen, am geringsten bleibt er, wenn beim Bohren Pressluft kühlt und ein Sauger das Bohrmehl abführt.^[1] Mit zunehmender Festigkeit des Baustoffs, besonders bei Bewehrung im Beton, wird die Bohrzeit länger und der Wasserverlust größer, sodass die Methode nach dem Sachstandsbericht an ihre Grenzen stößt.^[1]

Darrmethode und CM-Messung im Vergleich

Die CM-Methode ergibt nach dem Sachstandsbericht niedrigere Wassergehalte als die Darr-Methode, calciumsulfathaltige Baustoffe ausgenommen.^[1] Die Zahlen beider Verfahren lassen sich darum nicht einfach gleichsetzen. Wer Messwerte vergleicht, muss wissen, welches Verfahren sie geliefert hat.

Nach dem TKB-Merkblatt 18 bestimmen Darr- und CM-Methode jeweils einen Teil des gesamten Feuchtegehalts eines Estrichs.^[2] Wie viel Feuchte der Untergrund an einen Belag abgeben kann, lässt sich daraus nur indirekt und nur bei Kenntnis der Zusammensetzung ableiten.^[2]

Beide Verfahren setzen eine zerstörende Probenahme voraus, eine Wiederholungsmessung an derselben Stelle ist nicht möglich.^[1] Auf der Baustelle arbeitet die Darrmethode langsamer als die CM-Messung, weil die Probe erst im Trockenschrank Massekonstanz erreichen muss.

Wie wichtig die Trennung des chemisch gebundenen Wassers ist, zeigt ein anderes Verfahren. Die Neutronensonde erfasst den gesamten Wasserstoff im Messvolumen und damit auch chemisch gebundenes Wasser, bei ihrer Kalibrierung muss darum der Grundpegel des trockenen Baustoffs berücksichtigt werden.^[1] Die Darrmethode hält dieses Wasser über die Wahl der Trocknungstemperatur weitgehend aus dem Ergebnis heraus.^[1]

Wo die Darrmethode an ihre Grenzen stößt

Für Fragen nach Schimmelwachstum ist der Wassergehalt eines Baustoffs allein nicht aussagekräftig. Das Umweltbundesamt bezeichnet Darr- und Calciumcarbidmethode für mikrobiologische Fragestellungen in der Praxis als ungeeignet, weil die Materialausgleichsfeuchte stark materialabhängig ist und nicht zwingend mit der Feuchte an der Materialoberfläche übereinstimmt.^[3]

Bei Fußbodenaufbauten nach einem Wasserschaden kann die Darr-Wäge-Methode nach dem Leitfaden ergänzend prüfen, ob die Materialfeuchte des Estrichs im Bereich der Materialausgleichsfeuchte liegt.^[3] Für Dämmstoffe unter dem Estrich ist eine gravimetrische Feuchteanalyse technisch nicht möglich, weil sie auch bei hoher relativer Feuchte nur geringe Wassermengen enthalten und sehr große Mengen gewogen werden müssten.^[3] Bei mineralischen Baustoffen unbekannter Zusammensetzung ist eine Feuchtebestimmung mit einfachen elektrischen Geräten nach dem Sachstandsbericht dagegen in den meisten Fällen nicht möglich, hier führt der Weg über die Probe.^[1]

Wir setzen die Darrmethode ein, wenn ein Wert nachprüfbar belegt werden muss, etwa für eine Kalibrierung, bei ungewöhnlichen Baustoffen oder wenn Messwerte verschiedener Verfahren nicht zusammenpassen. Liegen zwei Befunde mit verschiedenen Verfahren auseinander, klärt eine gemeinsame Probe, wie viel Wasser tatsächlich im Baustoff ist. Sie wird an der strittigen Stelle entnommen, sofort dicht verpackt und gekennzeichnet, damit beide Seiten dem Ergebnis trauen können.