Materialunverträglichkeiten im Glasbau

Floatglas wird jedoch zu diversen Produkten weiterverarbeitet. In der Fassade und im Innenausbau sind dies hauptsächlich Isolierglaseinheiten und Verbundsicherheitsglas. Damit ergeben sich bei Floatglas (Kalk-Natron-Silikatglas) keinerlei Probleme mit schädlichen Wechselwirkungen. Die weiterverarbeiteten und veredelten Gläser werden jedoch in diverse unterschiedlichste Konstruktionen eingebaut und kommen dadurch mit weiteren Materialien und chemischen Stoffen oder Stoffgemengen in Berührung, die zwar nicht das Glas, aber die mit ihm verarbeiteten Stoffe verändern können.

Schädliche Wechselwirkungen treten immer dort auf, wo Stoffe ihre Eigenschaft durch Migrationsvorgänge verändern. Migration bedeutet hierbei, dass Bestandteile eines Stoffes aus diesem in den anderen eindringen, also „abwandern“ und diesen dadurch in seinen Eigenschaften negativ verändern. Dazu muss aber immer mindestens ein migrationsfähiger Stoff A vorhanden sein, der im Gefüge beweglich ist und weiterhin ein Stoff B, in den dieser auch einwandern kann. Er muss also in der Lage sein, die migrationsfähigen Komponenten aufnehmen zu können, bzw. diese zu transportieren.

Ein erster wichtiger Parameter dabei ist das Konzentrationsgefälle, also der Unterschied im Anteil des migrationsfähigen Stoffes in diesen beiden Stoffen. Wo keine solchen Konzentrationsunterschiede vorhanden sind, findet auch keine Migration statt. Geringe Unterschiede führen zu sehr langsamer Migration, je größer nun der Gradient dieses Konzentrationsgefälles ist, desto schneller laufen diese Migrationsvorgänge ab.

Bei einer solchen Laborprüfung werden zwei oder auch mehrere miteinander in Verbindung stehende Materialien mit möglichst großen Kontaktflächen zusammen aufgetragen und einer simulierten Belastung unterzogen, die in der Regel aus deutlich höherer Temperatur und evtl. zusätzlicher hoher Feuchtigkeit oder auch Temperaturwechselprüfungen besteht. Aber auch Sonneneinstrahlung (UV) oder andere Belastungen können zusätzlich simuliert werden. Damit kann innerhalb eines relativ kurzen Zeitraumes mit sehr hoher Sicherheit beurteilt werden, was während des wesentlich längeren Lebenszyklus der Stoffe untereinander an möglichen Wechselwirkungen passiert.

Grundsätzlich gilt für jeden Verarbeiter, der unterschiedliche Stoffe miteinander in Kontakt bringt, diese im System enthaltenen Substrate immer auf ihre Verträglichkeit prüfen zu lassen oder nur solche einzusetzen, deren Verträglichkeit labortechnisch geprüft und schriftlich bestätigt wurde. Solche Nachweise auf Verträglichkeit liegen bei den Dichtstoffherstellern für eine Vielzahl an Stoffen vor und können schnell und einfach abgerufen werden, wenn es sich um gängige und bekannte Stoffkombinationen handelt, wie z. B. den Randverbund eines Isolierglases, bestehend aus Abstandhalter, Trocknungsmittel, Butyl (Polyisobutylen als Dampfdiffusionssperre) und Thiokol (Polysulfid als Randversiegelung und mechanische Verbindung der Glasscheiben).

Liegen solche Verträglichkeitsnachweise nicht vor, so kann es je nach Stoffkombinationen unter Umständen Monate dauern, bis ein aussagefähiges Prüfergebnis vorliegt. Das bedeutet für den Systemanwender, frühzeitig Klarheit zu schaffen, welche Materialien eingesetzt werden, damit notwendige Verträglichkeitsnachweise zum Zeitpunkt des Einsatzes vorliegen. Eine Vielzahl an Schäden mit teilweise sechsstelligen Schadenssummen ist darauf zurückzuführen, dass zwar frühzeitig geplant wurde, welche Stoffe zum Einsatz kommen sollen, dass aber eine Überprüfung der Verträglichkeit unterlassen wurde oder dass in Unkenntnis Stoffe gegen andere, oft preiswertere ausgetauscht wurden.

Weiterhin ist zu beachten, dass einmal geprüfte Verträglichkeiten nicht über Jahrzehnte gültig bleiben, da die Rezepturen und Inhaltsstoffe der am Bau verwendeten Materialien im Laufe der weiteren Entwicklung durchaus teils gravierenden Veränderungen unterliegen können. Auch hierbei hat der Verarbeiter die Pflicht, einmalig bestätigte Verträglichkeiten immer wieder auf Gültigkeit und Veränderungen zu überprüfen.
Gerade bei einem derart komplexem Gesamtsystem wie dem isolierverglasten Fenster, bei dem die einzelnen Komponenten aus den unterschiedlichsten Werkstoffen bestehen, in denen Polymere, Füllstoffe, Weichmacher etc. enthalten sind, ist es besonders kritisch, wenn neue oder ausgetauschte Materialien nicht harmonisieren.

Wo Glas mit Zwischenschichten verbunden und anschließend weiterverarbeitet oder verglast wird, kommt es zum Kontakt dieser Zwischenschichten mit angrenzenden Stoffen wie z. B. Verglasungsklötzen, Dichtmassen, Versiegelungen oder anderen Substraten. Unabhängig davon um welche Zwischenschichten es sich hier handelt (PVB, Gießharz, EVA, PU o. a.) sind diese nicht mit jedem angrenzenden Stoff verträglich. Gerade in den letzten Jahrzehnten hat dies dazu geführt, dass Gießharzverbunde (VSG, VG) extrem häufig sogenannten „Wurmfraß“, also Ablösungserscheinungen vom Rand aus beginnend gezeigt haben. Dadurch wurde die Anwendung dieser Acrylate, obwohl mit guten Schalldämmeigenschaften ausgestattet, im Isolierglasbereich inzwischen absolut vermieden.

Jede Isolierglaseinheit muss im Fenster verklotzt werden, wobei Kontakt zwischen dem Randverbundmaterial und dem Klotz unvermeidlich ist. Verschiedenste Verglasungsarten bis hin zum Isolierglasstoß ohne Fensterrahmen, aber auch einbruchhemmende Konstruktionen mit Falzraumversiegelung oder geklebte Systeme ohne Glashalteleiste erfordern ein hohes Maß an Sorgfalt und Verarbeitungsqualität. Dies ist jedoch ein Einsatzbereich, der absolute Verträglichkeit aller in Kontakt kommenden Stoffe erfordert. Grundsätzlich hat hierbei die Rücksprache mit dem Isolierglashersteller Priorität, um entsprechend der im Isolierglasrandverbund verwendeten Stoffe nur verträgliches Material wie z. B. Klötze, Versiegelungsmassen, Hinterfüllmaterialien usw. einzusetzen. Andernfalls können bereits nach kurzer Zeit größere Schäden mit hohen Schadenssummen und gigantischem Reparaturaufwand auftreten.

Obwohl es sich bei den Verglasungsklötzen nicht um das teuerste Material im Fenster- oder Fassadenbereich handelt, können diese Cent-Artikel einen verheerenden Einfluss auf die gesamte Verglasung haben, wenn keine Verträglichkeit mit dem Isolierglasrandverbund oder der VSG-Zwischenschicht vorhanden ist. Bei Standard-Randverbunden des Isolierglases sollte deshalb unbedingt auf ABS- oder Polystyrol-Klötze verzichtet werden.

In der Praxis wird auch immer wieder zur Befestigung dieser Distanz- oder Tragklötze im Glasfalz ein nicht mehr für die Versiegelung einsetzbares, überaltertes Silikon verwendet. Auch das kann sehr schnell zu Unverträglichkeitsreaktionen durch abwandernde Silikonöle führen und sollte für den verantwortungsvollen Verglasungsbetrieb ein absolutes Tabu sein. Bei solchen Fixierungsmaterialien im Falzraum sollte, sofern sie denn notwendig sind, jeder Kontakt mit dem Isolierglasrandverbund vermieden werden.

Bei einbruchhemmenden Verglasungen kommen je nach Klassifizierung VSG-Einheiten oder auch Glas/Polycarbonatverbunde zum Einsatz, die aus Zweifach- oder Mehrfachverbunden bestehen können. In einbruchhemmenden Fenstersystemen wird je nach Klassifizierung eine Versiegelung im Glasfalz gefordert. Dadurch können fünf oder noch mehr verschiedene Stoffe im Glasfalz Reaktionen zeigen (VSG-Verbundmaterial, Isolierglas-Randverbund, Klotzungsmaterial, Versiegelung, Hinterfüllmaterial, u. a.). Alle hierbei verwendeten Stoffe einschließlich des Rahmenmaterials müssen auf ihre gegenseitige Verträglichkeit geprüft und freigegeben sein, was oft einen nicht unerheblichen Aufwand bedeutet.

Trockenverglasungen sollten hierbei die wenigsten Probleme bereiten, sofern die vom Systemgeber vorgeschriebenen Stoffe eingesetzt werden. Doch auch hier können gewisse Alterungserscheinungen einen vorzeitigen Austausch notwendig machen. Bei EPDM-Dichtlippen ist ein Kontakt mit Silikon zu vermeiden. Bei Nassversiegelungen ist nicht nur eine dauerhafte Klebeverbindung entsprechend den mechanischen Belastungen zu berücksichtigen, sondern auch die Aushärteart und -zeit zu berücksichtigen. Einkomponentensilikon als Beispiel ist nicht geeignet, Fugentiefen von 20 oder gar 30 mm oder mehr abzudichten, da mit zunehmender Tiefe keine Feuchtigkeit zum Aushärten eindiffundieren kann.

Der dann entstehende Chemiecocktail kann bereits nach wenigen Monaten sehr negative Auswirkungen auf das gesamte System haben.

Ein häufig auftretendes Problem nicht nur im Fenster ist die Verwendung von Acetat-vernetzenden Silikonen, da deren freigesetzte Essigsäure zur Zerstörung von organischen Stoffen und zur Korrosion von Metallen führt. Die Möglichkeiten eines falschen Materialeinsatzes sind äußerst vielfältig und der Kreativität der Anwender sind oft keine Grenzen gesetzt, was diverse Negativbeispiele wie die Schadensbilder zeigen.

Zusammenfassung

Die Grafik zeigt die Möglichkeiten auf, bei denen Stoffe miteinander in Kontakt treten und Reaktionen auslösen können. Bei Betrachtung des Bildes erkennt man, dass die Kombination der Vielzahl inzwischen in Fenster und Fassade verarbeitbaren Stoffe und ihre Variationen sehr schnell zu Unverträglichkeitsreaktionen führen können. 

Hinweis: Dieser Artikel findet sich unter Kapitel 6 „Materialunverträglichkeiten“ in der Neuauflage des Buches „Glasschäden – Oberflächenbeschädigungen – Glasbrüche in Theorie und Praxis“. Der Abdruck erfolgte mit freundlicher Genehmigung des Autors Ekkehard Wagner und des Verlags Holzmann Medien.