Die Anforderungen an Materialien im Bereich des Kanalbaus und der Abwasserbehandlung sind hoch, insbesondere in Bezug auf ihre Langzeitbeständigkeit. Eine der größten Herausforderungen, mit denen Baustoffhersteller und Betreiber konfrontiert sind, ist die biogene Schwefelsäurekorrosion (BSK). Diese Form der Korrosion kann Mörtel und Beton erheblich schädigen, was zu hohen Sanierungskosten führen kann. Um diese Problematik zu adressieren, wurde die DIN 19573 überarbeitet, die nun ein neues biologisches Prüfverfahren einführt, welches die mikrobiologischen Aspekte der BSK berücksichtigt.
Mörtel, der in Abwasserkanälen oder Kläranlagen eingesetzt wird, muss besonders resistent gegen biogene Schwefelsäure sein, da diese Substanz das Material stark angreifen und im schlimmsten Fall vollständig zerstören kann. Der Prozess der Korrosion ist komplex und beinhaltet sowohl biologische als auch chemische Faktoren: Spezielle Bakterien im Abwasser wandeln schwefelhaltige Verbindungen in Sulfid um, welches schließlich in Schwefelwasserstoff (H₂S) übergeht. Dieses Gas steigt auf, setzt sich auf den Oberflächen der Materialien ab und wird dort weiterverarbeitet, was zur Bildung von Schwefelsäure führt. Diese Säure hat verheerende Auswirkungen auf Mörtel und Beton.
Mit der Einführung der DIN 19573 im Jahr 2016 wurde erstmals eine deutsche Norm für zementgebundene Mörtel im Kanalbau festgelegt. Diese Norm definiert klare Prüfmethoden zur Beurteilung der Eignung von Mörteln für den Einsatz im Kanalbau und der Kanalsanierung. Ein wichtiger Teil dieser Norm ist der Anhang A, der ein Prüfverfahren zur Bewertung der Widerstandsfähigkeit gegen biogene Schwefelsäurekorrosion für die Mörtelklasse XWW4 beschreibt. In diesem Verfahren wird synthetische Schwefelsäure eingesetzt, was es zu einem sogenannten „Säurebadtest“ macht. Allerdings kann dieses Verfahren die biologischen Aspekte der Korrosion nicht ausreichend berücksichtigen.
Um diesen Mangel zu beheben, wurde der Anhang D der überarbeiteten DIN 19573 eingeführt, der eine innovative biologische Prüfmethodik beschreibt. Dieses Verfahren ist zwar derzeit nicht verpflichtend, bietet jedoch Herstellern und Betreibern eine wertvolle Möglichkeit, die Eignung ihrer Materialien unter realitätsnahen Bedingungen zu testen.
Fraunhofer UMSICHT hat in diesem Bereich nahezu zwei Jahrzehnte Erfahrung und hat zusammen mit dem mikrobiologischen Kooperationspartner, der Dr. Brill + Partner GmbH, wertvolle Erkenntnisse in die Norm einfließen lassen. Am Standort Oberhausen von Fraunhofer UMSICHT sind seit 2006 spezielle Anlagen in Betrieb, die die biogene Schwefelsäurekorrosion praxisnah und reproduzierbar nachstellen können. In der BioThio®-Anlage können Materialien unter kontrollierten Bedingungen beschleunigt getestet und weiterentwickelt werden. Dabei kommen Schwefelwasserstoff und schwefeloxidierende Bakterien zum Einsatz, um die realen Bedingungen der Korrosion bestmöglich nachzuahmen.
Das neue biologische Verfahren ermöglicht es, Materialien gezielt unter dem Einfluss von biogener Schwefelsäurekorrosion zu charakterisieren. Holger Wack, Gruppenleiter der Abteilung Baustoffe bei Fraunhofer UMSICHT, betont, dass dies eine hervorragende Grundlage bietet, um die Qualität und Langlebigkeit von Baustoffen zu verbessern. Vor dem Hintergrund dieser Entwicklungen arbeitet derzeit eine Arbeitsgruppe des Europäischen Komitees für Normung (CEN) an der Schaffung einer europäischen Norm, um die Standards in diesem Bereich weiter zu vereinheitlichen und zu verbessern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die überarbeitete DIN 19573 und die Einführung eines biologischen Prüfverfahrens für Mörtel im Kanalbau einen bedeutenden Fortschritt darstellen. Diese Maßnahmen tragen dazu bei, die Widerstandsfähigkeit von Materialien zu erhöhen und die Herausforderungen, die durch biogene Schwefelsäurekorrosion entstehen, effektiver zu bewältigen.
