Die aktive und passive Elektroosmose zur Trockenlegung von Mauerwerk

Physikalische Grundlagen:

Unmittelbar an Grenzflächen – bei feuchtem Mauerwerk in den Kapillaren:
Wasser-Mauerwerk – kommt es stets zu einer relativ starr gebundenen sehr dünnen Schicht von Ladungsträgern gleichen Vorzeichens, die im System Wasser-Mauerwerk immer als negative Ladungen vorhanden sind. Diese starr sitzenden negativen Grenzflächenladungen in einem ebenso unbeweglichen Wasserfilm an der Grenzfläche werden durch eine Anhäufung von beweglichen positiven Ladungen in der unmittelbar benachbarten Schicht kompensiert. in den Kapillaren kommen solche Grenzflächenphänomene stärker zur Wirkung, so dass Wasser in dünnen Kapillaren selbst eine positive Überschussladung besitzt, die in einem Spannungsfeld zur Wanderung angeregt wird. Dabei kann es vermehrt zu aufsteigender Feuchtigkeit kommen, wenn der negative Pol dieses Spannungsfeldes oben liegt. Wird ein künstliches Spannungsfeld mit dem negativen Pol nach unten installiert, kann somit kapillares Wasser nach unten zurückgedrängt werden. Auf diesem Prinzip beruht das Verfahren der Elektroosmose bei der Mauertrockenlegung.

Aktive Elektroosmose:

Der Effekt der Elektrokinese (Bewegung des Wassers in den Poren durch Strom) wird durch Anlegen einer schwachen Gleichstromspannung erzielt, die jedoch nicht so hoch sein darf, dass eine elektrolytische Zersetzung des Wassers eintritt. Als Elektroden können Metalle, besser mit Kohlenstoff bzw. Halbleiterkunststoff umwickelte Metallnetzbänder verwendet werden. Beim Einbau in das trockenzulegende Mauerwerk wird die Anode entlang der gesamten Innenseite eingeführt, parallel dazu an der Außenseite etwas niedriger die Kathode. Bei dicken Mauern kann die Kathode in bestimmten Abständen schleifenförmig in das Mauerwerk eingeführt werden. Die Anlage kann auch mit zwei- bzw. mehrfach installierten Elektrodenbändem (innen und außen) ausgerüstet werden. Bei biegsamen Elektroden entfällt das Schlitzen des Mauerwerks, da sie in die Lagerfugen des Mauerwerks eingefügt werden. Wichtig ist die ständige Überwachung der Anlage. Mit zunehmender Austrocknung nimmt die benötigte Strommenge ständig ab. Daher sollten in bestimmten Abständen der Anlage immer Messstellen installiert werden, um deren Funktionieren abschnittsweise kontrollieren zu können. Beim Einbau der Anlage ist auf bereits im Mauerwerk vorhandene Metallteile Rücksicht zu nehmen, die nötigenfalls zu isolieren sind. Dem Einbau einer aktiven Elektroosmose muss immer eine Messung des Spannungspotentials des Objekts vorangehen

Passive Elektroosmose

Der Effekt der Elektrokinese wird ohne Fremdstrom nur durch die von den Elektroden verschiedener Metalle herrührende Eigenspannung aktiv in Gang gesetzt. Durch den Stromfluss lösen sich die Elektroden langsam auf, wodurch ihre Wirkung zeitlich begrenzt ist. Nach Auflösung der Metalle tritt häufig wieder Feuchtigkeit auf. Die schwache Eigenspannung des Systems wird leicht durch Fremdströme überlagert, Dadurch kann der Trocknungseffekt eventuell aufgehoben werden. Wird die aufsteigende Feuchtigkeit nur durch eine Potentialdifferenz verursacht, so kann eine passive Elektroosmose auch durch das bloße Erden durch Kurzschließen von Elektroden gleichen Materials, ausgebildet als Mauerelektrode, vorgenommen werden.

Quelle: Neuwirth Restauratorenblätter 1980