Auch wenn es auf den ersten Blick nicht so aussieht, sind ein Fenster oder ein Isolierglas mit ihren verschiedenen Einzelkomponenten komplexe Gesamtsysteme. Diese Komponenten bestehen wiederum aus unterschiedlichen Werkstoffe, die sich gegenseitig sowie das große System beeinflussen.
Die Werkstoffe der Baumaterialien z.B. PVC (Polyvinylchlorid) oder Silikon (SI) enthalten ihrerseits wiederum Polymere, Weichmacher, Füllstoffe etc.
Durch die Wanderung bzw. den Austausch von solchen Bestandteilen können die Werkstoffe miteinander wechselwirken, d.h. sich in ihren Eigenschaften beeinflussen. Solange diese Wechselwirkungen die Funktionen des Gesamtsystems nicht beeinträchtigen, werden sie kaum wahrgenommen und sind unkritisch.
Kritisch wird es, wenn das bestehende System gestört wird, etwa wenn beim Austausch eines Fensters die neu hinzugekommenen Materialien beispielsweise bei der Bauanschlussfuge mit den bestehenden nicht harmonieren. Wenn ein Gesamtsystem, etwa „Fenster und Isolierglas“ oder „Bauanschlussfuge und Fenster“, nach einer gewissen Zeit einwandfreier Funktion durch veränderte Eigenschaften der Komponenten (zumindest) eine seiner Funktionen verliert, sprechen wir von Unverträglichkeit.
Hat das System versagt, spielen bei der Beurteilung neben den eingesetzten Werkstoffen (innerhalb des Systems) auch die Zeit – abhängig von den auftretenden Temperaturen – , die jeweiligen Funktionen der Komponenten sowie die Erwartung des Nutzers eine wesentliche Rolle.
Physikalische und chemische Einflussfaktoren
Die Eigenschaftsänderungen durch Wechselwirkungen sind die Folge von Materialtransport durch Diffusion von Bestandteilen, die nicht chemisch verbunden sind. Bei solchen Diffusionsprozessen handelt es sich um rein physikalische Prozesse, d.h. es finden keine chemischen Reaktionen statt. Nur in seltenen Fällen schließt sich an die physikalischen Diffusionsprozesse eine chemische Stoffumwandlung an.
Eine Diffusion erfolgt entweder über einen direkten Kontakt der Werkstoffe oder einen indirekten Kontakt über diffusionsoffene Drittwerkstoffe, z.B. Silikone zur Abdichtung von EPDM-Folien. Bei indirekter Wechselwirkung ist die Schadensursache deshalb nicht immer sofort offensichtlich.
Die transportierte Stoffmenge ohne Kontakt ist sehr klein und in der Regel ohne messbaren Einfluss. Ausnahmen gibt es nur bei Grenzflächeneffekten und chemischen Reaktionen, wo auch sehr kleine Stoffmengen, die durch die Atmosphäre diffundieren, ausreichen können, um merkliche Schädigungen zu bewirken.
Im Bereich des Fensters ist hier vor allem freigesetzte Essigsäure aus Acetat-vernetzenden (Sanitär-) Silikonen von Bedeutung, die sowohl Korrosion an Metallen als auch Zerstörung von organischen Werkstoffen bewirken kann.
Bei zunehmender Konzentration nicht chemisch eingebundener Bestandteile steigen Volumen (Quellung), Bruchdehnung, Querkontraktionszahl (Poissonzahl), Oberflächenklebrigkeit und die Plastizität in der Regel an. Bei steigender Konzentration dieser Anteile fallen das Elastizitätsmodul, die Bruchspannung, die Glasübergangstemperatur, der Schmelzpunkt, die Fließgrenze, die Viskosität, das Wärmestandvermögen und das Rückstellvermögen des Kleb- oder Dichtstoffs üblicherweise ab. Am sensibelsten ist am Fenster die Primärdichtung, die unter entsprechender Einwirkung als „Butylläufer“ oder als „Trauerrand“ in den Scheibenzwischenraum fließen kann.
Materialien mit sehr niedrigen Oberflächenspannungen (z.B. Silikone) oder mit bipolarer Struktur (Tenside aus Reinigungsmitteln oder Leinöl) bilden dünne Filme an Grenzflächen zwischen verschiedenen Phasen (Oberflächen). Sie verändern dadurch die Grenzflächenenergien an diesen Oberflächen zum Teil erheblich. Dann genügen schon sehr kleine Stoffmengen, um eine große Wirkung zu erzeugen, etwa Silikonfilme auf Glasoberflächen, da selbst Schichten mit nur einer oder wenigen Moleküllagen wirksam sein können. Daher ist im Schadensfall auch der analytische Nachweis der Verursacher oft sehr schwierig, gerade wenn nicht klar ist, nach welchen Stoffen man sucht.
Durch Grenzflächenveränderung werden die Benetzung/Benetzbarkeit von Oberflächen, die Fließgrenze und das Standvermögen von Materialien vor allem von Dichtstoffen, die Haftung (und deren Aufbau), optische Eigenschaften und in geringerem Umfang auch mechanische Eigenschaften beeinflusst.
In der Folge eines physikalischen Stofftransportes können auch chemische Reaktionen der wandernden Bestandteile mit Inhaltsstoffen des penetrierten Werkstoffes (bei Isolierglas z.B. Sekundärdichtstoffe) erfolgen.
Typisch für das Erscheinungsbild solcher Unverträglichkeiten mit Beteiligung chemischer Reaktionen sind Eigenschaftsänderungen des betroffenen Werkstoffs. Diese erfolgen meist nicht kontinuierlich, sondern sprunghaft und von der Kontaktfläche fortschreitend. So können sich feste Materialien verflüssigen, verspröden, schäumen oder es kann zur Rissbildung kommen. Gerade Acetat-vernetzende Silikone sind schädlich, deren Verbreitung im Fensterbereich glücklicherweise zurückgegangen ist.
Häufige Versagensursachen
Bei Verglasungen sind vier große Bereiche bekannt, in denen Wechselwirkung zu Systemschäden durch Unverträglichkeit führen. Für die Primärdichtebene sind dies die Butylläufer, durch Plastifizierung und Volumenschrumpfung des Sekundärdichtstoffes, mit der Folge dessen Enthaftung oder Überpressung des Primärdichtstoffs, die Bildung von Wurmgängen bei Verbundglas und die Girlandenbildung bei TPS. Während die ersten drei Schäden durch Wanderung und Lösung von Bestandteilen verursacht werden, spielt bei der Girlandenbildung die Spreitung an Grenzflächen eine erhebliche Rolle.
Andere immer wiederkehrende Probleme sind die Erweichung von (PS- oder ABS-)Klötzen durch die Einwirkung von Weichmachern aus den Sekundärdichtstoffen. Diese Erweichung der Klötze kann zum Absacken der Isolierglaseinheit oder zum Versagen der Diagonalverklotzung führen. Auch die Bildung von Rissen in PVC-Profilen durch ungeeignete Dichtungsprofile oder die Erweichung oder Rissbildung bei Lacken durch den Kontakt mit Dichtlippen können auftreten.
So vermeidet man Schäden
Die Vermeidung von Problemen aufgrund von Unverträglichkeiten setzt auch vom Monteur eine gute werkstoffliche Kenntnis und eine genaue Analyse des Gesamtsystems Bauelement und Anschlussfuge hinsichtlich seiner Funktionen und Komponenten voraus.
Verarbeiter, die am Fenster den Kontakt zwischen mineralölhaltigen Silikonen und EPDM-Dichtlippen oder Auflagen zum ISO-Randverbund und den Verbundfolien in Gläsern vermeiden sowie auf die Verwendung von Polystyrol- und ABS-Klötzen mit Standardrandverbünden verzichten, haben schon viel an Sicherheit gewonnen.
Wer im Falzraum mit Klotzfixierungen arbeitet, sollte die Stoffmengen gering halten und den Kontakt zum Randverbund vermeiden. Werden größere Mengen an Kleb- oder Dichtstoffen eingebracht, muss zwingend ein mit dem Randverbund und ggf. den Verbundmaterialien geprüftes und freigegebenes Material eingesetzt werden. Dazu ist die Abstimmung mit dem Isolierglaslieferanten notwendig.
Definitiv nicht ausreichend ist ein Prüfzeugnis zur Einbruchhemmung oder eine lapidare Aussage des Dicht- bzw. Klebstofflieferanten. Diese Werkstoffe sind für einen Großteil der entstehenden Probleme verantwortlich.
Eine Rückfrage ist bei Materialherstellern und Systemgebern anzuraten, insbesondere wenn keine eigenen Erfahrungen mit Materialien über längere Zeiträume vorliegen. Gerade im Zweifelsfall sollten sich Monteure immer rückversichern, dass sich die Materialien in ihrer Zusammensetzung nicht zwischenzeitlich geändert haben. Solche Änderungen haben oft keine oder kaum merkliche Einflüsse auf ihre Verarbeitungseigenschaften, aber für die Verträglichkeit kann der Einfluss sehr wesentlich sein. —
Vorsicht Falle
- Kontakt zwischen Silikonen und EPDM-Dichtlippen vermeiden
- bei VSG-Scheiben Kontakt zwischen Folien und Isolierglas-Randverbund vermeiden
- bei der Verklotzung auf Polystyrol- und ABS-Klötzen mit Standardrandverbünden verzichten
- bei Klotzfixierung im Falzraum Kontakt und ISO-Randverbund vermeiden.
