Wasserglas als Betonschutz im Langzeittest – Wie hält es?
Wie das Konservieren von Spaltenböden mit Wasserglas funktioniert, testete profi vor zehn Jahren. Lesen Sie, wie es dem Beton heute geht und welche Schlüsse wir ziehen.
Seit 2013 ist in der Schweinehaltung auf Spaltenböden nur noch eine Schlitzweite von maximal 18 mm erlaubt. Als Folge der damals neu gültigen Verordnung wurden viele Spaltenböden getauscht. Das Problem: Anders als zwanzig Jahre zuvor war Anfang der 2010er Jahre die Qualität des Betons neuer Spaltenböden oft nur mangelhaft. Grund dafür war und ist unter anderem der Einsatz preiswerter und klimafreundlicher Zuschlagstoffe wie gemahlener Kalk. Dieser Kalk ist aber gegenüber Säuren nicht beständig, so dass mit solchem Beton produzierte Spaltenböden schon nach wenigen Monaten ziemlich alt aussehen können.
Verflüssigtes Glas
Auf der Suche nach einer Lösung zum Konservieren neuer Betonspaltenböden stießen wir auf Wasserglas. Das nach seinem Einbau unbedenkliche Produkt wird aus Quarzsand hergestellt, der mit einem Silikat (Natrium-, Kalium- oder Lithiumsilikat) bei Temperaturen bis 1.200 °C verschmilzt. Nach dem Erkalten wird das feste Glas vermahlen und anschließend unter Druck bei rund 150 °C in Wasser gelöst.
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Seit 2013 ist in der Schweinehaltung auf Spaltenböden nur noch eine Schlitzweite von maximal 18 mm erlaubt. Als Folge der damals neu gültigen Verordnung wurden viele Spaltenböden getauscht. Das Problem: Anders als zwanzig Jahre zuvor war Anfang der 2010er Jahre die Qualität des Betons neuer Spaltenböden oft nur mangelhaft. Grund dafür war und ist unter anderem der Einsatz preiswerter und klimafreundlicher Zuschlagstoffe wie gemahlener Kalk. Dieser Kalk ist aber gegenüber Säuren nicht beständig, so dass mit solchem Beton produzierte Spaltenböden schon nach wenigen Monaten ziemlich alt aussehen können.
Verflüssigtes Glas
Auf der Suche nach einer Lösung zum Konservieren neuer Betonspaltenböden stießen wir auf Wasserglas. Das nach seinem Einbau unbedenkliche Produkt wird aus Quarzsand hergestellt, der mit einem Silikat (Natrium-, Kalium- oder Lithiumsilikat) bei Temperaturen bis 1.200 °C verschmilzt. Nach dem Erkalten wird das feste Glas vermahlen und anschließend unter Druck bei rund 150 °C in Wasser gelöst.
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Das dadurch gelöste Glas lässt sich dann trotz eines hohen Feststoffanteils im Sprühverfahren oder mit einer Farbrolle auf Beton aufbringen. Beim Auftrag zieht das flüssige Glas in den Beton ein, geliert schnell und härtet binnen weniger Tage aus. Freiliegende Kalziummoleküle werden dadurch so umschlossen, dass im Futter enthaltene Säuren dem Beton nichts anhaben können. So die Theorie.
Kurz erklärt: Wasserglas kennt man seit 200 Jahren
Wasserglas ist die landläufige Bezeichnung für eine gelöste Schmelze aus Quarzsand und einem Silikat (meist Natrium-, Kalium- oder Lithiumsilikat). Erste Formen davon waren schon im Mittelalter bekannt.
1818 gelang die Herstellung unter Laborbedingungen. Damals verschmolz Johann Nepomuk von Fuchs bei 1.100 bis 1.200 °C Kalium- und Natriumkarbonat mit Quarzsand. Das erkaltete und anschließend fein gemahlene Glas löste er bei 5 bar Druck und 150 °C in Wasser auf. Das dadurch verflüssigte Glas fand so fortan Anwendung als Bindemittel für Klebstoffe, Zementmischungen und Farben.
Heute kommen wir geradezu täglich mit Wasserglas in Berührung, ohne dass wir davon Notiz nehmen — etwa als Zusatz bei Waschmitteln. So fällt der Name des bekannten Waschpulvers Persil gar auf die verwendeten Rohstoffe Perborat und Silikat zurück. Als Bestandteil von Fliesenklebern bewirkt Wasserglas, dass die Fliesen an der Wand kleben bleiben. Und als Zuschlag in Beton härtet dieser wie beim Tunnelbau schneller aus.
Als sogenannter Tiefengrund stoppt Wasserglas auf Baustellen das Stauben und Sanden von Oberflächen aus Beton. Und einmal bis zur Sättigung auf Beton aufgetragen, schützt Wasserglas den Beton in Garagen vor den negativen Einflüssen von Salzwasser sowie vor starkem Abrieb. Beachtenswert ist die Verwendung von Wasserglas auch im Rahmen von Brandschutzmaßnahmen. Denn auf Holz aufgetragen hemmt es dessen Entflammbarkeit.
Silikatfarben werden ebenfalls auf Basis von Wasserglas hergestellt. Sie sind witterungsbeständig und atmungsaktiv und deshalb als Fassadenfarbe beliebt. Das Gleiche gilt für den Einsatz als Dichtmittel am Bau, z. B. zur Vermeidung aufsteigender Feuchtigkeit in Bodenplatten oder bei neu errichteten sowie bestehenden Mauern aus Stein.
Erstes Fazit nach zwei Jahren
Ob die Aussagen und Versprechungen der Hersteller zutreffend sind, überprüften wir im Rahmen eines Tests. Zum Einsatz kamen Produkte des Stalleinrichters Aco Funki (Protect Basis und Top Color), das Wasserglas EverCrete Vetrofluid von Ecobeton sowie ein auf Lithiumsilikat basierendes Produkt von AV-Bautechnik aus Nordhorn. Alle drei Firmen bauten ihr Produkt durch Aufsprühen selbst ein.
Zwei Jahren nach dem Einbau bewerteten wir erstmals die Testreihen („Wasserglas schützt“ in profi 12/2015). Unser Fazit damals: Die Behandlung von Böden mit Wasserglas ist eine interessante Methode, um Beton vor den negativen Einflüssen von Säure zu schützen. Weil sich aber erste, leichte Schäden zeigten, gaben wir die Empfehlung der Hersteller weiter, den Untergrund im Abstand von zwei Jahren erneut einzusprühen. Für die Nachbehandlung genügt eine mit etwa 0,1 l/m2 vergleichsweise kleine Menge Wasserglas. Wir verzichteten seinerzeit jedoch auf eine Erneuerung des Schutzes, um feststellen zu können, wie lange der Schutz ohne Nachbehandlung funktioniert.
Wasserglas ist nicht ätzend, weshalb es sich gut mit einer Tragspritze auftragen lässt.
(Bildquelle: Tovornik)
Für eine höhere Flächenleistung setzte AV-Bautechnik seinerzeit eine speziell angefertigte Spritzapparatur für den Auftrag des auf Lithiumsilikat basierenden Wasserglases ein.
(Bildquelle: Tovornik)
Resultate nach zehn Jahren
Nach zehn Jahren sehen wir uns jetzt die mit Wasserglas behandelten Betonflächen erneut an. Und wir sind einmal mehr erstaunt, in welch guter Verfassung die Flächen in der Bucht und um die Tröge herum sind. Bei einem Vergleich mit ungeschützten Betonboden im Stall dürfen wir so auch acht weitere Jahre später feststellen: Wasserglas schützt!
Im Testbetrieb, in dem wir seinerzeit auch den Zentralgang mit Wasserglas behandelten, ließ sich dieser in der Anfangszeit spürbar schneller und einfacher waschen. Ohne Erneuerung des Schutzes ging durch das Waschen die hydrophobierende Wirkung jedoch weitgehend verloren.
Was dagegen geblieben ist: Die mit Wasserglas eingesprühten Flächen trocknen nach dem Waschen langsamer ab als die nicht behandelten Flächen. Was sich dadurch erklärt, dass behandelte Flächen bis 7 bar wasserundurchlässig werden.
Die bereits vor acht Jahren vorhandenen Schäden haben sich weiter ausgedehnt. So fallen einem unterhalb von tropfenden Tränkenippeln mehrere Millimeter tiefe Löcher ins Auge. Gleiches gilt für die Stellen vor den Trögen, an denen der Beton bereits vor acht Jahren durch angesäuertes Futter beschädigt war. Auch diese sind sichtbar gealtert — wenn auch nicht so stark wie völlig ungeschützter Beton.
Allerdings: Die beschriebenen Schäden treten nicht an jedem Nippel und nicht an jedem Trog gleichermaßen auf. Auch lassen sie sich nicht auf ein Fabrikat und nicht auf ein spezielles Wasserglas reduzieren. Auffällig ist allerdings, dass vor allem die Flächen Beschädigungen zeigen, die wie jene unter tropfenden Nippeln dauerhaft belastet sind. Nicht klären konnten wir hingegen die Frage, ob beim Einbau Fehler gemacht oder die betroffenen Stellen nach dem Auftrag von Wasserglas zu früh belastet wurden.
Vor den Trögen sehen nach zehn Jahren die mit Wasserglas behandelten Flächen auf den ersten Blick gar nicht einmal so schlecht aus...
(Bildquelle: Tovornik)
…doch bei näherem Hinsehen fallen kleinere Schäden durch angesäuertes Futter auf.
(Bildquelle: Tovornik)
Neue Einschränkungen
Wir haben mit den am Test beteiligten Firmen über unsere Ergebnisse diskutiert. Aco Funki verweist darauf, dass man mangels Nachfrage den Verkauf von Wasserglas seit einiger Zeit eingestellt hat und man nicht mehr im Thema ist.
Ecobeton wiederholt seine Äußerungen von vor zehn Jahren: Das Wasserglas EverCrete Vetrofluid schützt den Beton vor äußeren Einflüssen und dichtet ihn ab. Für Einsätze im extrem sauren Milieu reicht aber der Schutz nicht aus. Nicht ohne Grund habe man deshalb vor zehn Jahren schon keine Freigabe zum Versiegeln von Fahrsiloböden oder für Rübenbunkeranlagen erteilt.
Die Möglichkeit, dass im Stall mit Säuren behandeltes Wasser und Futter versiegelten Boden ebenso zu schädigen vermag, vermochte Ecobeton sich damals nicht vorzustellen. Die Erfahrungen vergangener Jahre haben Ecobeton deshalb veranlasst, bei extremen Belastungen durch Säuren die Flächen nicht mehr mit Wasserglas, sondern mit der eigenen Dichtschlämme WPS zu schützen.
Die für Fahrsilos zugelassenen Dichtschlämme wird mehrere Millimeter dick aufgetragen. In unserem Fall könnten mit der WPS Dichtschlämme durch Säuren beschädigte Flächen wieder repariert werden, so Ecobeton. Bei Schäden, für die eine Reparatur noch nicht lohnt, empfiehlt Ecobeton den Bodenschutz mit rund 0,1 l/m2 Wasserglas aufzufrischen. Gründe für eine Nachbehandlung können neben Schäden durch Säuren mechanische Belastungen z. B. durch den Einsatz eines Hochdruckreinigers sein. Schließlich wird hier regelmäßig Material von der Oberfläche des Bodens abgetragen — und dadurch Beton freigelegt, der dann nicht mehr vor Säure geschützt ist.
Das Handwerksunternehmen AV-Bautechnik hat sich inzwischen altersbedingt weitgehend zurückgezogen. Wir erhielten dennoch eine Stellungnahme: AV-Bautechnik setzte Wasserglas auf Basis von Lithiumsilikaten im großen Stil ein, da das grüne Produkt absolut ungiftig ist und es sich hervorragend zum Abdichten und zum Versiegeln von Beton eignet.
Allerdings stellt das Unternehmen heute fest: Wenn wie am Trog dauerhaft ein pH-Wert von 4,5 unterschritten wird, reicht der Schutz von Wasserglas nicht aus. Deshalb hatte AV-Bautechnik zuletzt vor Trögen bevorzugt chemiebeständige Coatings auf Basis von Acrylharz verwendet — auch, weil sich Acrylharze selbst bei Minustemperaturen gut verarbeiten lassen. Betriebe, die ihre Spaltenböden schon einmal mit Wasserglas behandelt haben und keine nennenswerten Schäden verzeichnen, dem empfiehlt AV-Bautechnik in jedem Fall eine Auffrischung des Bodenschutzes mit einem hydrophoben Mittel nach spätestens fünf Jahren.
Tropft wie hier in der Bucht rechts ständig angesäuertes Tränkewasser zu Boden, reicht Wasserglas als Schutz nicht aus.
(Bildquelle: Tovornik)
Belastung zeigt Wirkung: Der Boden in der Bucht (dunkler Bereich) zeigt mehr Verschleiß als der Boden auf dem Kontrollgang.
(Bildquelle: Tovornik)
Die Kosten
Vor acht Jahren boten die drei am Test beteiligten Firmen ihr Wasserglas für 14 bis 18 Euro/kg an. Heute findet man ohne lange Suche im Internet Natriumwasserglas für 4 Euro/l und Lithiumwasserglas für
14 Euro/l (Preise für 10-l-Gebinde ohne Mehrwertsteuer). Bei einem Verbrauch von 0,4 l/m2 kostet somit heute das Versiegeln mit Wasserglas zwischen 1,60 Euro und 5,60 Euro/m2 — ohne Arbeit und sonstiges Material.
Kleiner Hinweis: Wasserglas besitzt ein spezifisches Gewicht von 1,13 kg/l — ist also deutlich schwerer als Wasser. Dieser Umstand ist insoweit wichtig, wenn Händler die gelieferte Ware nach Gewicht und nicht nach Menge abrechnen.
Wasserglas ist ein altbewährtes und nach Anwendung ungiftiges Produkt, das aus Quarzsand und einem Silikat hergestellt wird. Im Schweinestall schützt es Spaltenböden aus Beton vor einer vorzeitigen Alterung. Allerdings verlangt ein vollständiger Schutz eine regelmäßige Auffrischung im Abstand von zwei bis fünf Jahren. Zudem stößt Wasserglas bei dauerhaft niedrigen pH-Werten an seine Grenzen.
Gerade wenn im Stall mit Säure versetztes Wasser und Futter ständig auf den Boden einwirken, sind Schäden durch Säurefraß am Beton nicht auszuschließen. Für diese Bereiche ist deshalb der Einbau von beispielsweise Kunststoffplatten, Polymeranstriche oder Beschichtungen mit Acryl- oder Epoxidharz mitunter die bessere Überlegung.
Tipps für den Einbau von Wasserglas
1. Der zu behandelte Boden sollte sauber, trocken, und frei von Fetten sein.
2. Anhaftungen auf dem Beton, z. B. Zementschleier, sind vorab mit dem Hochdruckreiniger zu entfernen.
3. Neue Betonböden sollten zur Beseitigung von Schalöl vorab zusätzlich mit einem alkalischen Reinigungsmittel gesäubert werden.
4. Der Auftrag von Wasserglas erfolgt wahlweise mit Quast, Sprühlanze oder handelsüblicher Farbrolle.
5. Wasserglas wird grundsätzlich nass in nass aufgetragen. Heißt: Das flüssige Glas ist bis zur vollständigen Sättigung des Betons im Abstand von zehn Minuten mehrmals aufzutragen.
6. Eine zehn Minuten nach Auftrag auf dem Boden sichtbare, seifenähnliche Schmiere ist vor einem neuen Auftrag mit einem Gummiwischer abzuziehen.
7. Nach der Behandlung darf der Boden für zwei bis acht Tage weder durch Nässe noch durch chemische Substanzen früh belastet werden.
8. Obwohl Wasserglas als nicht giftig eingestuft ist, sollte beim Verarbeiten Augenschutz getragen werden.
