Salzausblühungen

So entstehen Salzausblühungen an der Wand

Welche Salze in Wänden ausblühen

In Mauerwerk und Putz finden sich vor allem Chloride, Sulfate und Nitrate. Die Fachzeitschrift applica des Schweizerischen Maler- und Gipserunternehmer-Verbands fasst die typischen Mauersalze in einer Übersicht zusammen und hält fest, dass bis auf Gips und Ettringit alle sehr gut in Wasser löslich sind.^[2] Wie viel sich löst, hängt von der Temperatur ab, und die Anwesenheit eines zweiten Salzes kann die Löslichkeit des ersten senken, Kaliumchlorid etwa die von Natriumchlorid.^[2]

Viele dieser Salze kommen mit unterschiedlich viel gebundenem Wasser vor. Unterhalb von 32,4 °C ist Glaubersalz mit zehn Molekülen Kristallwasser die stabile Form, darüber tritt wasserfreies Natriumsulfat auf, das Mineral Thenardit.^[2] Die Deutsche Burgenvereinigung beschreibt, dass Sulfate wie Natrium-, Kalium-, Magnesium- und Calciumsulfat nachträglich Wasser binden und dann als Hydrate vorliegen, zum Beispiel als Mirabilit oder als Gips.^[1]

Umgangssprachlich heißt fast jede Ausblühung Salpeter, ohne dass jemand ihre chemische Zusammensetzung kennt.^[1] Echter Mauersalpeter ist ein Nitrat, nach der Burgenvereinigung ein Doppelsalz aus Calcium- und Ammoniumnitrat, und auch Calciumnitrat-Tetrahydrat wird so bezeichnet.^[1] Welche Salze eine Wand tatsächlich trägt, lässt sich mit bloßem Auge nicht erkennen, dafür braucht es eine Laboranalyse. Zur Untersuchung gehört neben der Laboranalyse die Messung in mehreren Höhen der Wand, und zu den Sofortmaßnahmen gehört, Salzkrusten nicht nass abzuwaschen.

Woher die Salze im Mauerwerk stammen

Salze stecken entweder von Anfang an in den Baustoffen oder bilden sich später durch chemische und biochemische Reaktionen mit der Umgebung.^[1] Ziegel können je nach Lehm und Brennstoff lösliche Salze enthalten, wurde mit Holz gebrannt, auch lösliche Carbonate. In Naturwerksteinen finden sich lösliche Salze vergleichsweise selten, die Bindemittel von Mauermörtel und Putz können dagegen Kalium- und Natriumsalze enthalten, bekannt sind die löslichen Alkalisalze im rheinischen Trass und in Zementen.^[1] Auch ein versotteter Schornstein trägt Salze in die Wand, die sich dort als braune, feuchte Flecken zeigen.

Beim Bau selbst kommen nach der applica weitere Einträge hinzu: Bindemittel mit erhöhtem Anteil an löslichen Salzen, wiederverwendete Baustoffe, die schon belastet waren, und Frostschutzmittel als Zusatz in Mörtel und Beton.^[2] Von außen gelangen Salze mit Auftausalzen, Düngemitteln und Bodenfeuchte in die Wand oder durch eine besondere Nutzung des Gebäudes.^[2]

• Chloride treten bevorzugt in der Nähe von Meeren auf, außerdem durch Streusalz, durch das Einsalzen von Fleisch und Fisch und durch Tierhaltung. Meist liegen sie als Natriumchlorid vor und bleiben häufig auf den Sockel begrenzt.^[1]
• Nitrate entstehen, wenn Bakterien stickstoffhaltige organische Stoffe aus Fäkalien, Mist, Gülle oder Urin abbauen, weshalb ihre Bildung häufig an Tierhaltung gebunden ist.^[1]
• Sulfate können schon im Ziegel enthalten sein oder aus der Reaktion kalkhaltiger Steine und Mörtel mit Schwefeldioxid aus der Luft entstehen, dabei bildet sich Gips.^[1]
• Reinigungsmittel wie Salzsäure oder Abbeizer und früher verwendetes Wasserglas können Natrium- und Chloridionen in ein Bauwerk eintragen, Meerwasser enthält nach dem Salzwiki etwa 2,7 Masseprozent Natriumchlorid.^[3]

Mauersalpeter aus Calciumnitrat-Tetrahydrat weist nach der applica darauf hin, dass die Wand Kontakt mit organischer Substanz wie Gülle hatte, deren Harnstoff sich mit der Zeit zu Nitrat umgesetzt hat.^[2] Stallwände, alte Wirtschaftsgebäude und Wände an Abwasserleitungen verdienen darum bei einer Untersuchung besondere Aufmerksamkeit.

Wie Salzausblühungen an der Wandoberfläche entstehen

Ob Salze in das Mauerwerk hinein oder an seine Oberfläche wandern, entscheiden Unterschiede in Salz- und Feuchtegehalt, die sich ausgleichen wollen. Als Auslöser nennt die Burgenvereinigung Temperaturwechsel, Verdunstung an der Oberfläche, Schlagregen, kapillares Saugen aus Bodenfeuchte und seitlich eindringender Feuchte sowie drückendes und nicht drückendes Wasser.^[1]

Ist die Luft trocken, verdunstet das Wasser in den Poren, vor allem an der Oberfläche, und die Salzlösung wird dort immer konzentrierter. Wird die Löslichkeit überschritten, kristallisiert das Salz aus. Häufig bilden sich ringförmige Ausblühungen, Salzbärte im Sockelbereich oder flächige Salzschichten.^[1] Wie hoch Wasser und Salz in einer Wand steigen, hängt vom Durchmesser der Poren ab: In feinporigen Baustoffen steigt Wasser deutlich höher als in grobporigen, und die Salze scheiden sich je nach Löslichkeit an unterschiedlichen Stellen ab.^[2]

Natriumchlorid bildet als Ausblühung Krusten oder Haarkristalle, die nur wenige Mikrometer dick und bis zu Zentimeter lang werden.^[3] Nicht jede Kristallisation ist sichtbar. Salze, die in den oberflächennahen Poren auskristallisieren, verursachen die eigentlichen Schäden: Die Oberfläche schalt ab, mehlt ab oder schuppt sich, bis das Gefüge ganz zerfällt.^[1] Wird eine Wand nach der Trocknung wieder feucht, ohne dass neues Wasser hinzukommt, können Salze im Putz die Ursache sein, weil sie Feuchte aus der Raumluft ziehen.

Feuchteflecken: Salze ziehen Wasser aus der Luft

Salze sind hygroskopisch, sie nehmen Wasserdampf aus der Umgebungsluft auf. In den Poren und an der Oberfläche bildet sich dabei eine Salzlösung, die sich mit weiterer Feuchteaufnahme verdünnt und im Mauerwerk verteilt.^[1] Die Erklärung liegt im Dampfdruck: Ein gelöstes Salz bindet Wassermoleküle an sich, über der Lösung sinkt der Dampfdruck, und damit sinkt auch die relative Luftfeuchte, bei der Lösung und Luft im Gleichgewicht stehen.^[1]

Diese Gleichgewichtsfeuchte heißt Deliqueszenzfeuchte und ist für jedes Salz ein eigener Stoffwert. Liegt die Luftfeuchte darüber, löst sich das Salz unter Bildung einer Lösung auf, liegt sie darunter, trocknet eine Salzlösung ein.^[2]

Die Tabelle erklärt, warum eine Wand mit Mauersalpeter auch in einem gewöhnlich beheizten Raum dauerhaft dunkel und klamm aussehen kann: Schon ab etwa 53 Prozent relativer Luftfeuchte zieht dieses Salz Wasser.^[2] Für Natriumchlorid ändert sich die Schwelle mit der Temperatur kaum, das Salzwiki gibt 75,9 Prozent bei 0 °C und 74,8 Prozent bei 50 °C an.^[3] Theoretischen Berechnungen zufolge kann ein Gramm Natriumchlorid 4,3 Gramm Feuchtigkeit aufnehmen.^[3]

An der Fassade zeigen sich solche Flecken nach der Burgenvereinigung vor allem nachts und an beschatteten Flächen, wenn die Luftfeuchte über der Deliqueszenzfeuchte liegt. Bei wechselndem Klima trocknen sie wieder ab und hinterlassen Salzsäume an den Rändern, sie können über die ganze Fassade wandern und sich bis unter die Traufe ausbreiten.^[1] Ein solcher Fleck folgt der Luftfeuchte. Allein ist er kein Zeichen für ein neues Leck.

Warum Salze Putz und Stein zerstören

Den Schaden richtet nicht das Salz an sich an. Liegt die Luftfeuchte ständig über der Deliqueszenzfeuchte, durchfeuchtet das Mauerwerk zunehmend, sein Gefüge bleibt aber unversehrt, die Denkmalpflege nutzt das sogar zum Schutz versalzener Wandmalereien.^[1] Zerstörerisch wird es, wenn die Luftfeuchte die Schwelle immer wieder über- und unterschreitet, denn dann kristallisiert das Salz in den oberflächennahen Poren aus und löst sich wieder auf.^[1]

Bei jeder Kristallisation baut sich im Porensystem ein Druck auf, der Kristallisationsdruck, der das Gefüge sprengt. Besonders anfällig sind Baustoffe mit geringer Festigkeit wie Kalkmörtel, Tuff und Ziegel.^[1] Die applica beschreibt die Abscheidung von Salzen aus Lösungen als einen Vorgang mit Volumenzunahme und hohem Schädigungspotenzial.^[2] Für Natriumchlorid gibt das Salzwiki einen Kristallisationsdruck von 55,4 bis 65,4 N/mm² an, die berechneten Werte anderer bauschädlicher Salze reichen von 7,2 bis 65,4 N/mm².^[3]

Eine besondere Gefahr betrifft gipshaltiges Mauerwerk. Werden dort zementhaltige Injektionsmörtel eingepresst, löst deren Anmachwasser den Gips, und mit den Calciumaluminaten des Zements bildet sich das Treibmineral Ettringit, der sogenannte Zementbazillus.^[1] Die Reaktion vergrößert das Volumen über Tage, Wochen und Jahre, ist nicht umkehrbar und kann große Risse und abgelöste Mauerschalen verursachen, weshalb die Burgenvereinigung vor jeder Sanierungsplanung eine gründliche Untersuchung auf Gips und andere Sulfate verlangt.^[1]

Salzbelastung untersuchen und bewerten

Den genauen Nachweis der Salze liefert nur eine chemische Analyse von Mauerwerksproben im Labor.^[1] Die applica empfiehlt, neben den Anionen Chlorid, Sulfat und Nitrat immer auch die Kationen Natrium, Kalium, Magnesium und Calcium zu bestimmen, denn erst dann lassen sich die vorhandenen Salze eindeutig benennen.^[2] Proben werden meist als Bohrmehl aus unterschiedlichen Tiefen entnommen und mit Wasser ausgelaugt, bei großen Flächen kommt es auf eine repräsentative Probenahme an.^[2]

Die höchste Salzkonzentration findet sich nach der Burgenvereinigung meist an der Oberfläche, darum muss die Bewertung berücksichtigen, ob stark versalzener Putz schon abgeschlagen oder abgefallen ist.^[1] Liegen mehrere Salze nebeneinander, beeinflussen sie gegenseitig ihre Deliqueszenzfeuchte, und dieser Einfluss ist wissenschaftlich noch nicht vollständig erforscht.^[1]

Die Grenzwerte zeigen, wie wenig Salz schon zählt: Ein Zehntelprozent Chlorid im Mauerwerk macht nach dieser Einteilung Maßnahmen dringend erforderlich.^[2] Wie schädlich eine bestimmte Belastung wird, hängt außerdem vom Material und vom Raumklima ab, dem die Wand ausgesetzt ist.^[2][1]

Salzausblühungen sanieren: erst die Feuchte, dann der Putz

Abbürsten entfernt, was lose an der Oberfläche liegt. Solange Salz im Bauteil steckt und Feuchte nachkommt, wachsen neue Kristalle nach. Salzbelasteten Putz abzuschlagen und zu erneuern ist nach der applica nur sinnvoll, wenn vorher die Ursache der Salzbildung oder des Salztransports beseitigt worden ist.^[2] Als typische Feuchtequellen nennt die Zeitschrift fehlende Abdichtungen gegen Grund-, Sicker- und Spritzwasser, defekte Abflussrohre und Regenrinnen, Niederschlag sowie Kondensation und Adsorption in Innenräumen.^[2]

Das Umweltbundesamt verlangt bei Feuchteschäden in der Baukonstruktion, die Ursache des Wassereintritts sofort abzustellen und die feuchten Bauteile ohne Verzug zu trocknen.^[4] Ist das Putzgefüge durch lang anhaltende Feuchte bereits zerstört, etwa durch Aussalzungen, bleibt nach dem Leitfaden nur die teilweise Entfernung des Putzes unter gleichzeitiger Absaugung mit HEPA-Filter.^[4]

Ganz salzfrei wird ein Mauerwerk kaum. Eine vollständige Entsalzung verlangt nach der Burgenvereinigung, das Mauerwerk abzubauen und die Steine in Wasser zu lagern, verbreitet sind darum Kompressen, die leicht lösliche Salze aus den oberflächennahen Schichten ziehen.^[1] Solche Entsalzungskompressen bestehen nach der applica aus Bentonit oder Ton, Zellulosefasern und Zuschlägen und werden meist 10 bis 20 Millimeter dick aufgetragen.^[2]

Für den neuen Putz gibt es Sanierputzsysteme. Ein Zusatz von etwa 1 Masseprozent Stearat drängt den kapillaren Transport im Putz zurück, das Wasser verdunstet im Putzquerschnitt, und ein Luftporenbildner schafft Kugelporen, in denen das Salz auskristallisiert, ohne das Gefüge zu sprengen.^[1] Nach der WTA gehören zu einem solchen System Spritzbewurf, Grundputz, Sanierputz und eine darauf abgestimmte Deckschicht, auch ein Sanierputz hat allerdings nur eine begrenzte Lebensdauer.^[2] Die WTA GmbH zertifiziert Sanierputze nach dem WTA-Merkblatt 2-9 auf Grundlage eines unabhängigen Nachweises ihrer Eigenschaften und einer Eigen- und Fremdüberwachung der Produktion.^[5]

Salzausblühungen nach einem Wasserschaden

Nach einem Leitungswasserschaden zeigen sich Ausblühungen oft erst während der Trocknung. Das Wasser löst Salze aus Putz, Mörtel und Mauerwerk und trägt sie beim Verdunsten dorthin, wo die Wand am schnellsten abtrocknet. Die weißen Ränder markieren also, wie weit das Wasser gekommen ist, und sind in dieser Phase kein Zeichen für neues Wasser.

Wir prüfen solche Stellen, bevor verputzt, tapeziert oder gestrichen wird. Bleiben Flecken nach der Trocknung klamm, obwohl die Messwerte im Bauteil sinken, vergleichen wir sie mit der Luftfeuchte im Raum. Kommen und gehen sie mit dem Wetter, spricht das für hygroskopische Salze, und die Oberfläche braucht einen dafür geeigneten Aufbau.