Ingenieure und Sachverständige
Mainz - Berlin

Schimmelbildungen - Leckage

Bauschaden: Leckage in Wasserleitung
(„Kleiner Schimmel – großer Schaden“)

Unter der Sockelleiste zeigte sich nach dem Entfernen eine Schimmelbildung an der Wand mit Ausbreitung von ca. 10 cm x 2,00 m. Die Ursachensuchung ergab mehrere Leckstellen in einer Kupfer-Kaltwasserleitung durch Lochfraß.

Sachverhalt: In einem Gruppenraum eines Kindergartens wurde nach dem Entfernen der Sockelleiste eine Schimmelbildung (Foto) erkennbar. Eine vermeintliche Ursache, der Leckage einer nebenliegenden Kaltwasserleitung aus Kupfer, war schnell erkannt und beseitigt. Eine notwendige Bautrocknung schnell beauftragt. Eine biologische Untersuchung des Schimmels mahnte zur Vorsicht, da es sich um (Stachybotrys) einen sehr giftigen Schimmelpilz handelte.

Allgemein: Das Gebäude wurde als Holztafelbauweise auf Betonbodenplatten mit Abdichtung erstellt. Im Boden – in der Wärmedämmung – verlaufen sämtliche Rohrleitungen für Wasser und Heizung. Die Rohrleitungen wurden aus Kupfer hergestellt.

Untersuchungen: Da die Bautrocknung keine wirkliche Wirkung zeigte musste weiter untersucht werden.

Um das Ausmaß der Belastung durch Schimmel festzustellen wurde stichprobenartig in allen Räumen des Kindergartens Bohrungen im Estrich vorgenommen um die Bohrkerne auf Schimmelbelastung zu testen. Nahezu der gesamte Boden zeigte eine starke Verkeimung unter dem Estrich. Von 35 Bodenproben sind: 6 unbelastet – 2 mäßig belastet – 27 stark belastet – bei einer Probe wurde Wasser unter dem Estrich bzw. der Dämmung festgestellt.

Die Rohrleitungen wurden durch Druckproben geprüft, diese führten nicht zu den gewünschten Ergebnissen. Partielle Öffnungen des Estrichs durch den Unternehmer konnten keine eindeutige Klärung über die Anzahl der Leckstellen und somit keine sichere Schadensbeseitigung gewährleisten.

Der Boden musste schon zur vollständigen Entfernung des Schimmels – einschließlich Dämmung und Leitungen – erneuert werden. Der Ausbau musste unter Einhaltung von besonderen Hygienevorschriften erfolgen.

Bei der Sanierung wurden dann insgesamt 7 Leckstellen oder Stellen mit Feuchtigkeit an den Wasserleitungen festgestellt!

Das folgende Bild, unten links, zeigt ein Rohrstück mit roten und grünen Aufschlägen auf der Rohraußenseite. Hierbei handelt es sich um Cuprit, ein Kupferoxidationsprodukt. Auf dem Bild unten rechts ist ein Kupferrohr, mit Ablagerungen an der Rohrinnenseite, im Bereich einer Leckstelle, abgebildet.

Zur genaueren Ursachenuntersuchung wurden Rohrstücke mit Leckstellen an ein Labor zur Analyse übersandt.

Ursache: Das Labor bestätigte einen Lochfraß von innen durch unterschiedliche Belüftung.

Unterschiedliche Belüftung wird durch sog. Belüftungselemente oder Korrosionselemente hervorgerufen.

Korrosion durch Korrosionselemente *

Auf Metalloberflächen, die den Angriff des Elektrolytenwassers ausgesetzt sind, bilden sich oft Ansammlungen galvanischer Elemente. Man bezeichnet sie als Korrosionselemente bzw. Lokalelemente. Schon geringe Unterschiede in der Oberfläche bewirken ein Korrosionselement, das verschiedene Ursachen haben kann, z. B.:

  • verschiedene Deckschichten oder Ablagerungen im Rohr, sogenannte Belüftungselemente, führen zur Lochkorrosion
  • physikalische und chemische Unterschiede in Metalloberflächen, wie glatt / rau, oxidiert / nicht oxidiert, z. B. an hart gelöteten Verbindungen bzw. hoch erwärmten Biegestellen von Rohren, bewirken Lochkorrosion
  • örtliche Konzentrationsunterschiede in Elektrolyten wie Salzgehalt oder Sauerstoffanteile führen zu Loch-, Mulden- oder Spaltkorrosion
  • verschiedene Gefügebestandteile von Legierungen lösen inter- bzw. transkristalline Korrosion aus
  • unterschiedliche Spannungen bei Verformungen oder bei Schraubverbindungen, ergeben Spannungsrisskorrosion

Diese und ähnliche Ursachen erzeugen auf der Metalloberfläche ein Mosaik anodischer und kathodischer Bereiche (Korrosions- bzw. Lokalelemente), die, bei Anwesenheit eines Elektrolyten, Korrosion auslösen. Dabei laufen örtlich getrennte Reaktionen ab, die insgesamt zusammenwirken.

Als Beispiel dient die Korrosion in Wasserleitungen durch so genannte Belüftungselemente.

Belüftungselemente sind Ablagerungen im Rohr, z. B.:

  • Sandkörner
  • Gewinde- und Entgratungsspäne
  • Stahlwolle-, Dicht- und Flussmittelreste
  • Rostteilchen
  • Hanf- und Kittreste
  • eingebrannte Ziehfettreste

Derartige Belüftungselemente hindern Sauerstoff zur Rohrwand zu gelangen, sodass sich keine Schutzschicht bilden kann. Diese Stelle wird also nicht “belüftet”, daher “Belüftungselement”.

Das Metall unter dem Belüftungselement wird zur Anode, die übrige große Umgebung zur Kathode eines örtlichen Korrosionselementes, eines Lokalelementes. Daraus entwickelt sich Lochkorrosion (Lochfraß).

Dabei entsteht ein Stromkreis aus 2 Strombahnen:

  • Ionenfluss in Elektrolyten wie Trinkwasser, Regenwasser
  • Elektronenfluss im festen Leiter: Metalle, z. B. Stahl, Zink, Kupfer

Sauerstoff (O2) und/oder Wasserstoffionen (H+) entreißen an der Anode dem Rohrmetall Elektronen, so dass Metallionen im Elektrolyten in Lösung gehen, z. B. als Eisen- (Fe2+) bzw. Kupfer-Ionen (Cu2): Fe ~ Fe2+ + 2 e- Cu ~ Cu2+ + 2 e- Die Elektronen wandern in der Rohrwand zum kathodischen Bereich.

Dort werden sie auf 2 Arten verbraucht, nämlich bei der sogenannten:

  • Sauerstoffkorrosion
  • Wasserstoffkorrosion

Sauerstoffkorrosion entsteht durch im Wasser gelösten Sauerstoff, der die frei werdenden Elektronen bindet:

1/2 O2 + H20 + 2e- → 2 OHBei

der Wasserstoffkorrosion werden positiv geladene H-Ionen im Wasser (H-) durch Elektronen entladen. Wasserstoff wird gasförmig und entweicht:

2 H- + 2 e- → H2

Die Metallionen, verbinden sich zunächst mit OH–Ionen und dann mit, im Wasser gelöstem, Sauerstoff zu verschiedenen Oxiden. Diese lagern sich als rot- bis schwarzbraune Schlammknollen an der Rohrwand ab. Bei Kupfer entsteht zuerst meist Kupferoxid, auch Kupferchlorid oder Kupfersulfat, wenn, wie häufig im Wasser auch, Chlor- und Sulfat-Ionen gelöst sind. Werden an der Kathode Elektronen ständig verbraucht, so werden an der Anode weiter Elektronen abgegeben, sodass die Korrosion fortschreitet. Wasser wird bei sinkendem pH-Wert immer aggressiver.

Je kleiner die Anodenfläche gegenüber der Kathodenfläche ist, umso höher ist die Stromdichte und umso schneller ist die Anode aufgelöst (zerstört).

Die Schäden treten vor allem in groß bemessenen Leitungen auf (geringe Fließgeschwindigkeit!). Betroffen sind meist:

  • horizontale Leitungen aus Kupfer oder verzinktem Stahl an der Rohrsohle (6-Uhr-Lage)
  • hartgelöteten Kupferleitungen für Trinkwasser

Derartige Vorgänge sind Hauptursachen der Korrosion in Wasserleitungen.

Stellungnahme: Mit einer hohen Wahrscheinlichkeit sind diese Belüftungselemente wie auf dem Bild der Rohleitung erkennbar durch Ablagerungen z.B. Verschmutzungen entstanden.

Ein Spülen der Leitungen vor Inbetriebnahme wie von der Norm gefordert, was Ablagerungen verhindert hätte, ist vom Installateur nicht durchgeführt worden. (Eine Bestätigung oder ein Protokoll konnte nicht vorgelegt werden.)

Hier zeigt sich wieder einmal, dass auch kleine Nachlässigkeiten große Schäden und enorme Kosten verursachen können.

* Quelle: Alfons Gaßner; Der Sanitärinstallateur . Technologie . Fachstufe; 7.Auflage; Verlag Handwerk und Technik