"Schützen und Erhalten" Ausgabe 04 / 2016

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Schützen & Erhalten · Dezember 2016 · Seite 21
Fachbereiche
Schimmelpilze
Feuchtigkeit ausgesetzt ist, da es
dann die Anode eines kurzgeschlos-
senen galvanischen Elements bildet
(Lokalelement). In Kombination
mit mechanischer Belastung, z. B.
an Schraubverbindungen, kommt
es zur Spannungsrißkorrosion. Bei
mineralischen Baustoffen und Glä-
sern wird oftmals das Herauslösen
von alkalischen Bestandteilen bzw.
ein Auflösen des Bindemittels durch
Wasser, Säuren und Laugen beo-
bachtet. [3, 4, 5, 7, 15]
Wenn Mikroorganismen
angreifen
Biokorrosion ist ein Grenzflä-
chenprozess, wobei die Grenzflä-
che zwischen Baustoff und Medium
(z. B. Atmosphäre, Boden) durch
die Grenzfläche Werkstoff-Biofilm
ersetzt wird. Unter Biofilmen ver-
steht man ganz allgemein eine sehr
wandlungsfähige Lebensform von
Mikroorganismen, eine „Vergesell-
schaftung“ unterschiedlicher Gat-
tungen zum Vorteil aller. Biofilme
sind praktisch überall zu finden.
Sie entstehen, wenn Mikroorga-
nismen Oberflächen besiedeln und
sich dort vermehren. Biofilme sind
Orte hoher Zelldichten, die Mikro-
organismen werden durch gelartige
extrazelluläre polymere Substanzen
auf der Substratoberfläche immo-
bilisiert. [1, 3, 4, 5, 7] Nun sind
Schimmelpilze keine klassischen
Biofilmbildner, das können Bakte-
rien aber auch Grünalgen viel bes-
ser. Dennoch sind auch etablierte
Pilzmyzele mit Begleitflora in der
Lage, biofilmähnliche Strukturen
auszubilden. Häufig sind sie als
Sekundärbesiedler zu finden, wenn
andere bereits Kolonialisierungsar-
beit geleistet haben. Dennoch sind
sie aufgrund ihrer Kooperationsfä-
higkeit potente Partner im Biofilm.
Das Leben in Biofilmen bietet
allen Mikroorganismen viele öko-
logische Vorteile. In der Gelmatrix
reichern sich Nährstoffe an, die Mi-
kroorganismen sind vor extremen
pH-Werten, Bioziden und hydrau-
lischen Belastungen geschützt. Im
Biofilm entstehen Symbiosen und
ökologische Nischen. Mikrokonsor-
tien bilden sich aus und durch das
Zusammenwirken vieler unterschied-
licher Spezialisten erhöht sich die
Überlebensfähigkeit der Mikroben
erheblich. Leider resultiert daraus
auch das korrosive Potential: Bio-
filme sind Orte erhöhter Stoffumsät-
ze und gesteigerter Primärprodukti-
on. Als Folge davon verändert sich
das Milieu im Vergleich zum umge-
benden Medium. Der pH-Wert kann
um Größenordnungen schwanken,
organische Säuren können sich auf-
konzentrieren, Gase und Lösungs-
mittel können freigesetzt werden.
Exoenzyme erledigen dann den
Rest. Letztendlich führt dies dazu,
dass auch in einem an sich neu-
tralen Medium Korrosionsschäden
beobachtet werden, weil der Bio-
film die physikalisch-chemischen
Bedingungen an der Grenzfläche
zwischen dem Werkstoff und dem
Medium komplett verändert hat.
[1, 7] Was hierbei passiert, haben
die Mikroorganismen nicht neu er-
funden. Die Mechanismen, derer sie
sich bedienen, sind auf „klassische“
abiotische Korrosion rückführbar.
Letztendlich ist auch Biokorrosion
kaum mehr als Lochfraß, Salzspren-
gung und Säureangriff, eben nur
durch Metabolite, d. h. Korrosions-
medien biogenen Ursprungs.
Biokorrosion an Natur- und
Werksteinen sowie Beton
Natursteine werden nach ihrer
Entstehungsart, den Gefügeeigen-
schaften und der chemischen Zu-
sammensetzung unterschieden. Sind
sie bei der Erstarrung von Gesteins-
schmelzen entstanden, so werden
sie als magmatische Gesteine be-
zeichnet. Basalt, Granit und Porphyr
sind typische Vertreter dieser Grup-
pe. Gesteine, die aus der Ablagerung
und Verdichtung von Salzen, Schlick
und Sanden entstanden sind, wer-
den als Sedimentgesteine bezeich-
net. Zu diesen zählen Tone, Kalk-
stein und Quarzsandsteine aber auch
viele Halbedelsteine wie Japsis oder
Obsidian. Zu dieser Gruppe gehören
auch sedimentäre Eisenerze und
Apatite. Aus beiden Gesteinsarten
konnte unter dem Einfluss von Druck
und Temperatur eine Kristallisation
und Umformung zu neuen Gesteins-
formen (Metamorphite) stattfinden,
wobei hier als Beispiele Marmor,
Quarzit und Gneis genannt werden
sollen. [9, 13] Gerade Natursteine
werden durch Witterungseinflüsse
stark geschädigt. Neben Abrasion
sind es vor allem Frost- und Salz-
sprengungen, welche den Baustoff
nachhaltig schädigen. Ein weiterer
Effekt ist die Schädigung durch Tem-
peraturschwankungen, z. B. durch
die Ausbildung von Temperaturgra-
dienten bei Sonneneinstrahlung.
Ursache dafür ist die Anisotropie,