Grundlagen

Entsalzungsverfahren

Aufgrund der teilweise immensen Schäden, die durch Salze an Bauwerken und kunsthistorischen Objekten verursacht werden, ist es oft zwingend erfoderlich, die Salze mit geeigneten Verfahren zu entfernen.

Es existieren eine Reihe von Methoden, die auf unterschiedlichen Mechanismen beruhen und deshalb auch eine unterschiedliche Effektivität besitzen. Eine Entsalzung ist aber nur möglich, wenn die Salze in Wasser gelöst vorliegen und in ein anderes Medium transportiert werden können. Es existieren drei unterschiedliche Transportmechanismen: Diffusion, Konvektion und Elektromigration.

1. Wird ein salzbeladener poröser Körper in destilliertes Wasser gestellt, so diffundieren die Salze solange in das umgebene Wasser, bis sich ein Konzentrationsgleichgewicht eingestellt hat. Ein Nachteil ist, dass Diffusionsvorgänge langsam ablaufen und eine vollständige Entsalzung nur möglich ist, wenn das Wasser mehrfach gewechselt wird. 

2. Ein anderer Mechanismus ist der konvektive Transport der in Wasser gelösten Salze, der einen Druckgradienten als Triebkraft erfordert. Durch die kapillare Wasserströmung werden die Salze aus dem Objekt ausgewaschen. Sie können sich in einer außen liegenden Kompresse anreichern und mit dieser entfernt werden.

Wichtig bei dieser Methode ist eine kontinuierliche und gerichtete Strömung über einen längeren Zeitraum. Bei der Entsalzung durch das einfache Auflegen von Kompressen ist keine gerichtete Wasserströmung vorhanden. Entsprechend sind die Ergebnisse der Kompressenentsalzung oft auch unbefriedigend.

3. Der dritte Transportmechanismus, mit dem lösliche Salze aus porösen Körpern entfernt werden können, ist die Elektromigration. In wässriger Lösung liegen Salze als frei bewegliche An- und Kationen vor, die als elektrische Ladungsträger elektrischen Strom transportieren können. Bringt man z.B. an die Oberfläche eines porösen Körpers, der eine Lösung von Natriumchlorid enthält, zwei Elektrodensysteme an, die an eine Gleichstromquelle angeschlossen werden, so wandern die Natriumionen im elektrischen Feld zur Kathode und die Chloridionen zur Anode und werden dort angereichert, bzw. elektrochemisch umgesetzt. Die Wanderungsgeschwindigkeit der einzelnen Ionen und damit die Geschwindigkeit der Entsalzung ist der angelegten Spannung (Triebkraft) direkt proportional.

So ist die Umwandlung von löslichen (schädlichen) in unlösliche Salze nur bei sehr wenigen Salzen möglich. Hierzu zählt z.B. das Salz Magnesiumsulfat ,das mit Bariumhydroxid unter bestimmten Umständen in das schwer lösliche Magnesiumcarbonat und Magnesiumsulfat  umgewandelt werden kann. 

Als Umwandlung kann auch die biologische Salzbehandlung durch nitrifizierende Bakterien angesehen werden. Bisher ist aber noch kein reales Objekt behandelt worden. Es gibt auch hier eine Reihe von noch offenen Problemen. So ist nicht klar inwieweit auch Nitrate in tieferen Schichten von Mauerwerk oder Sandstein erfasst werden und wie der sich bildende biogene Schleim entfernt werden kann. Außerdem treten Nitrate sehr häufig gemeinsam mit anderen Salzen (Chloriden) auf, die aber mit diesem Verfahren nicht erfasst werden können.

Jede Entsalzung sollte messtechnisch begleitet werden. Nur so lässt sich über Erfolg oder Misserfolg urteilen. Häufig wird nach Abschluss der Maßnahme nur der oberflächenahen Salzgehalt ermittelt (in einer Tiefe von 2- 4 cm) und hier erfreut eine deutliche Reduzierung festgestellt. Für solch eine Untersuchung ist es nicht ausreichend, den Salzgehalt nach der Maßnahme zu ermitteln. Die Messungen sollten vor und nach der Entsalzung nicht nur in 2 bis 4 sondern (wenn möglich) bis in 20- 40 cm Tiefe erfolgen. Ganz entscheidend ist auch der Salzgehalt der Kompresse selbst, wobei nur eine flächenbezogene Angabe, z.B. kg/mö ein ein abrechenbares Ergebnis darstellt. Eine absolute Angabe z.B. von Masseprozent ist wenig aussagekräftig.