Biologisches Prüfverfahren zur Bewertung von Mörtelbeständigkeit gegen Schwefelsäurekorrosion in Entwässerungssystemen
Im Bereich des Kanalbaus und der Abwassertechnik stellt die biogene Schwefelsäurekorrosion (BSK) eine erhebliche Herausforderung dar, da sie Mörtel und Beton durch mikrobiologisch-chemische Prozesse stark schädigen kann. Die überarbeitete Norm DIN 19573 berücksichtigt diese Problematik nun verstärkt, indem sie neben dem herkömmlichen chemischen Säuretest ein biologisches Prüfverfahren einführt, das die mikrobiologischen Abläufe der BSK abbildet. Das Fraunhofer-Institut UMSICHT bietet die Möglichkeit, Materialien unter praxisnahen und beschleunigten Bedingungen nach diesem Verfahren zu testen.
Hintergrund der Schwefelsäurekorrosion in Abwasseranlagen
Mörtel, der in Abwasserkanälen oder Kläranlagen verwendet wird, muss eine hohe Resistenz gegenüber biogener Schwefelsäure aufweisen. Diese entsteht durch ein komplexes Zusammenspiel biologischer und chemischer Prozesse: Mikroorganismen wandeln schwefelhaltige Substanzen im Abwasser in Sulfid um, aus dem Schwefelwasserstoff (H₂S) entsteht. Das Gas steigt auf, lagert sich auf Oberflächen ab und wird dort weiter zu Schwefelsäure oxidiert, welche die Baumaterialien angreift und zerstört.
Die DIN 19573 und ihre Neuerungen
Die im März 2016 veröffentlichte DIN 19573 stellt die erste deutsche Anwendungsnorm für zementgebundene Mörtel im Kanalbau dar. Sie definiert standardisierte Prüfverfahren zur Beurteilung der Materialtauglichkeit, darunter im Anhang A den sogenannten „Säurebadtest“, bei dem synthetische Schwefelsäure zur Simulation der Korrosion eingesetzt wird. Dieses Verfahren berücksichtigt jedoch nicht die biologische Komponente der Korrosion, insbesondere die Aktivität und den Einfluss von Mikroorganismen.
Die im Juni 2026 überarbeitete Norm erweitert die Prüfmethodik um ein biologisches Verfahren, das im informativen Anhang D beschrieben wird. Obwohl dieses Verfahren derzeit nicht verpflichtend ist, ermöglicht es Herstellern und Betreibern eine realitätsnähere Bewertung der Materialbeständigkeit unter Berücksichtigung mikrobiologischer Prozesse.
Erfahrungen von Fraunhofer UMSICHT und Kooperationspartnern
Fraunhofer UMSICHT verfügt über nahezu zwei Jahrzehnte Erfahrung im Bereich der biogenen Schwefelsäurekorrosion. In Zusammenarbeit mit der Dr. Brill + Partner GmbH, einem Institut für Antifouling und Biokorrosion, wurden die Erkenntnisse in die Norm eingearbeitet. Seit 2006 betreibt das Institut in Oberhausen die BioThio®-Anlage, die es ermöglicht, Materialien unter kontrollierten Bedingungen mit Schwefelwasserstoff und schwefeloxidierenden Bakterien beschleunigt zu beproben. Dieses Verfahren erlaubt eine praxisnahe, reproduzierbare und zeitlich verkürzte Simulation der BSK.
Vorteile des biologischen Prüfverfahrens
- Realitätsnahe Nachbildung der mikrobiologischen Korrosionsprozesse
- Beschleunigte Testdurchführung unter kontrollierten Bedingungen
- Ermöglicht gezielte Verbesserung der Materialqualität und Dauerhaftigkeit
Holger Wack, Gruppenleiter für Baustoffe bei Fraunhofer UMSICHT, betont, dass das biologische Verfahren eine solide Grundlage für die praxisnahe Charakterisierung von Werkstoffen unter BSK-Bedingungen bietet. Parallel arbeitet eine Arbeitsgruppe des Europäischen Komitees für Normung (CEN) an der Entwicklung einer europäischen Norm zu diesem Thema.
