Osmose


Was ist eigendlich unter Osmose zu verstehen?

An sich ist Osmose ein natürlicher, physikalischer Vorgang, mit dem Pflanzen Wasser und
Nährstoffe aus dem Boden ziehen ( Konzentrationsangleich ).

Im Zusammenhang mit GFK - Bauteilen hat es jedoch eine eher schädliche Bedeutung, denn durch die Feuchtigkeits-
aufnahme bekommt das Gelcoat Bläschen / Blasen. Was jedoch viel schlimmer ist, sind Blasen im Laminat, in der Mattenlage. Die in den Blasen enthaltene Flüssigkeit ( Ameisensäure ) ist osmotisch, das heißt sie ist bestrebt sich zu
„ verdünnen “ und zieht Wasser - ( Diffusion ). Die chemische Reaktion in der Blase kann weitergehen, die Säurekonzentration erhöht sich wieder, verdünnt sich durch Wasserdiffunsion ... und die Blase wird größer und größer. Die Säure treibt das Laminat auseinander, wie ein Keil einen Holzstamm. So erklärt sich die Schädigung außerhalb des sichtbaren Blasenbereiches.


Hierzu Ausführungen von Herr Dipl.-Ing. P.Plaschke
( Leitender Verarbeitungsingenieur a.D. der Vosschemie )

Zitat:
    „ Was sind Osmose - Schäden ?
    Osmose - Schäden am Unterwasserschiff von GFK-Booten zeigen sich in Gestalt von zuerst kleinen, ewta Stecknadelkopf - großen, später bis zu Fingernadel - großen Erhebungen der Feinschicht ( des Gelcoats ). Der Blaseninhalt besteht aus einer wässrigen Lösung, die unter anderem mit Bestandteilen des Mattenbinders und der Haftmittel - Substanz ( Schlichte ) von der Glasfaden - Oberfläche angereichert ist. Diese Lösung hat das Bestreben, sich mit immer mehr Wasser zu verdünnen. Dabei wandert Wasser in Form von Wasserdampf durch die Feinschicht, kondensiert im Blaseninneren und führt so zu einem ständig steigenden Platz-
    bedarf. Die Blase unter der Feinschicht wächst und dehnt sich zur Feinschicht hin aus. Der Blaseninhalt greift dabei die Glasharzschicht an und beeinträchtig die Festigkeit im
    Glas - Harz - Bereich.
    Eine Beseitigung der Osmoseschäden sollte daher nicht aufgeschoben werden, um tiefgreifende Schäden zu vermeiden. ...“

    „ ... Die Osmose - Schäden sind bereits 1974 systematisch untersucht worden. Anlass waren Schäden in stark beheizten ( 30°C ) GFK - Schwimmbecken. Die Versuche haben gezeigt, dass bei ordnungsgemässer Verarbeitung und Härtung

      a) eine zu dünne Deckschicht ( unter 0,25 mm ) zu beschleunigtem Versagen führen, weil sie eine stärkere Wasserdampfwanderung durch diese Schicht hindurchlassen.

      b) das auf der Harzseite durch Austausch der Standartharze ( Orthopthalsäureharze ) gegen höherwertige Harzqualitäten eine stark verbesserte Wasserbeständigkeit erreicht werden kann.

      c ) das auf der Glasseite statt Glasmatten mit Emulsionsbinder zumindest solche mit Pulverbinder verwendet werden müssen, wenn frühzeitiges Versagen des Laminates ( Schichtstoff aus Glas und Harz ) vermieden werden soll. Innerhalb der pulvergebundenen Matten zeigen Qualitäten mit einer speziellen Glasfadenausrüstung ( Haftschlichte ) die besten Ergebnisse. ...“



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    - Materialspezifika der Vosschemie Uetersen -

Laminatbe-
standteile
Prüfzeit Bemerkungen
Stand.harz und
emulsionsge-
bundene Matte

150 h



dieses System wird in Deutschland
selten eingesetzt.


Orthophthalsäureharz
( Standartharz )
pulvergebundene Matte

200 h



„... System für Kaltwasserschwimm-
becken ( - 24° C ) und Teiche ...“


Isopthalsäureharz
I 25 B und
EPS* - Matte

800 h



„... mit verbesserter Beständigkeit, gut
im Handauflegeverfahren verarbeitbar,
bis 27° C Dauerwasserstabil ...“

Neopentylglykol-
Terephtalsäureharz
T 40 B und
EPS*-Matte

2.400 h




„...System mit 3-facher Beständigkeit
gegenüber I 25 B - System geeignet
bis 30° C Wassertemperatur ...“


Neopentylglykol-
Isophthalsäureharz
Norpol 200-M 700
und EPS*-Matte

keine Angaben




Beständig bis 60° C Wasser,
sehr viele Chemikalien und
Lösungsmittel


Bisphenol Epoxy
Vinylesterharz
Dion 9100 und
EPS* - Matte
Abbruch bei
> 3000 h
- ergebnislos -

Beständig gegen z.B. Wasser bis
80° C, sehr viele Chemikalien und
Lösungsmittel


* EPS - Matte ( neu PB VC1 M7 15tex ) oder Vetrotex M 113 ist eine
pulvergebundene besonders feinfädige Matte.
300 gr / m² Matte ergibt eine Schichtdicke von ca. 1 mm.

Prüfzeiten im 60°C Wasserbad ( künstliche Alterung ).

...“ Zitat Ende

Aber wie kommt es dazu, das Wasser eindringen kann?

- Die häufigste Möglichkeit ist die Temperaturunverträglichkeit der Polyesterharze.
Das heißt, das ein Harz ( Orthophthalsäure Harz ), das laut Hersteller zB. bis 24°C Dauerwasserstabil ist ( typisches Bootsbauharz ) und ständig mit 27°C warmen Wasser belastet wird. Durch eine höhre Wassertemperatur wird das Gelcoat / Geltop vergleichbar vielleicht mit „ porös “ .Dadurch kann dann Wasser eindringen, welches mit dem Binder der ( falschen ) Glasmatte zu Ameisenäure reagiert.

Osmose entsteht nicht in mit Rowing gewickelten Behältern, weil dort kein Binder, wie in Glasmatten vorhanden ist.

- Eine zweite Möglichkeit ist eine zu dünne Gelcoat / Geltopschicht.
Diese Schicht soll das Laminat vor dem Wasser schützen und sollte etwa 0,5 mm stark sein.
Dieses wird auch im Handauflegeverfahren bei 2 Lagen Gelcoat und einer Lage Geltop erreicht.

- Eine weiter Möglichkeit ist ein Hochdruckreiniger,
mit dem Sie Ihr Schwimmbecken oder auch Boot reinigen. Sie schießen damit Wasserpartikel durch die Gelcoatschicht.

Achtung ! Die Blasen im Laminat können einen Innendruck von bis zu 30 bar haben.



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Hier nun Bilder einer oberflächlichen Osmose, bei dem das Gelcoat vom Laminat gedrückt wird.
Auch hier ist dieser typische Geruch des Blaseninhaltes festzustellen ( Ameisensäure ).

oberflächliche Blasen

oberflächliche Osmose angeschliffen


Die Meinung, das Osmose n u r durch Hintergrundnässe, also Wasser zwischen Laminat und Bauwerk entsteht halte ich für abwägig. Da das Schwimmbecken samt Bauwerk ständig in warmen Wasser stehen müsste. Kondenswasser dürfte nach obriger Tabelle nicht ausreichen. Osmoseähnliche Schäden können unter Umständen auch durch Hintergrundnässe entstehen. Diese sind dann aber nicht als Blase an der Oberfläche sichtbar, da der entstehende osmotische Druck durch die Kapilaren ständig in Richtung Bauwerk entweichen kann. Diese Form der Osmose könnte nur bei GFK-Fertigteil-
schwimmbecken ohne Sandwichbauweise entstehen,.


Was ist nun aber mit Osmoseschäden tief im Laminat, wie sie nachfolgend zu sehen sind? Hier wirken grundsätzlich die gleichen Mechanismen. Der entstehende osmotische Druck kann nicht problemlos entweichen und die sich vermehrende Flüssigkeit bildet große Blasen, der dann irgendwann an einer schwachen Laminatstelle ein Loch entstehen lassen kann. Der Druck ist abhängig von der Größe der Blase und der Dicke der Laminatschicht darüber oder darunter. Diese Form von Osmose ist die größte Gefährdung für Boote und Schiffe. Aber auch Ihr Schwimmbecken bedarf einer oft recht umfangreichen Überarbeitung. In manchen Fällen ist nur noch eine totale Erneuerung möglich.


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Hier nun sind Osmoseschäden in Laminat zu sehen. Die Blasen sind schon ausgeschliffen, müssen aber noch weiter geschliffen werden um das geschädigte Laminat mit Sicherheit restlos zu beseitigen, was leider nicht immer restlos gelingt. Bei einer Schwimmbeckentiefe von 150 cm können Sie abschätzen wie groß die Blasen waren.


viele kleine Blasen

große Blasen bis ca 15 cm

einziges (!) Segment ohne Blasen

Rückseite einer Osmoseblase

Hier sind verschiedene Schleifstadien nebeneinander ausgeführt.

siehe auch GFK - sanieren


Ich kenne auch ein Beispiel in dem ein Schwimmbecken fast nicht durch Osmose geschädigt gewesen sein soll. Es wurde ohne herunterschleifen des Gelcoats eine neue 3-lagige Beschichtung aufgebracht. Die Materialspezifikation nach obriger Tabelle ist unbekannt. Es haben sich im Laufe von 6 Jahren Blasen im unteren Laminat gebildet, die groß wie Essteller ( bis zu 40 cm Durchmesser ) waren. Das aufgebrachte Decklaminat hatte keine Osmose. Wie ist es zu diesem Hergang gekommen, da augenscheinlich kein Wasser durch das Decklaminat und durch den Sandwichaufbau des alten Schwimmbeckenkörpers gedrungen sein kann? Das geschädigte Laminat in sich führt die Reaktion weiter, ohne hinzukommen von weiterem Wasser, sondern nur durch das Reaktionsprodukt an sich, welches ja eine Säure ist.



siehe auch GFK - sanieren Seitenanfang

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