Als praktischer Allrounder für vielfältige Anwendungen hat sich PU-Schaum seit langem im Baubereich etabliert. Sowohl beim Kleben, Abdichten und Verfüllen als auch beim Dämmen ersetzt das Produkt häufig etablierte Spezialbaustoffe, vor allem weil es so einfach zu verarbeiten ist und schnell aushärtet. Trotzdem bleibt das Material umstritten, nicht zuletzt wegen möglicher Gesundheitsgefahren.
Der Schaum aus der Dose wird unter vielfältigen Bezeichnungen angeboten: Montageschaum, Bauschaum, Klebeschaum, Füllschaum, Isolierschaum oder auch Dämmschaum. Je nach vorrangigem Anwendungszweck unterscheiden sich die Rezepturen gängiger Produkte im Detail, aber der Hauptbestandteil ist meist Polyurethan (PU). Deswegen verwenden wir hier den Begriff PU-Schaum. Oft ist auch von PUR-Schaum die Rede. Das ist nur eine andere Abkürzung für Polyurethan.
Den Kunststoff PU (oder PUR) kennt man auch als Ausgangsmaterial für die Herstellung von festenPolyurethan-Hartschaumplatten. Beim PU-Schaum wird er allerdings in flüssiger Form verwendet. Erst nach dem Verspritzen auf der Baustelle – also außerhalb der Dose – quillt das Material zu Schaum auf.
Bei PU-Schaum handelt es sich meist um fertig gemischte Produkte, die nur aus einer Komponente bestehen. Der Marktanteil der „1-K“-Dosen wird auf etwa 80 Prozent geschätzt. Ihre Anwendung ist leicht: einfach das Adapterröhrchen auf das Dosenventil schrauben, Dose schütteln und spritzen. Profis verwenden anstatt des mitgelieferten Röhrchens häufig eigene Schaumpistolen, da diese eine genauere Dosierung erlauben.
Wenn das flüssige PU-Gemisch die 1-K-Dose verlässt, reagiert es augenblicklich mit der Feuchtigkeit aus der Umgebung. Dabei entsteht Kohlendioxid, das den Kunststoff aufschäumt. Dieser Vorgang funktioniert am Besten, wenn man vorab alle Bauteile befeuchtet, die mit dem Schaum in Kontakt kommen. Mehr noch:
Der Schaum erhärtet gar nicht komplett, wenn nicht genügend Feuchtigkeit vorhanden ist.
Bei den ebenfalls erhältlichen zweikomponentigen Produkten verhält sich das anders. Bei ihnen gibt es neben dem eigentlichen PU-Schaum einen zusätzlichen Härter. Das hat den Vorteil, dass sich der Anwender nicht um eine ausreichende Umgebungsfeuchtigkeit kümmern muss. 2-K-Schaum erhärtet auch ohne Wasser – und zwar schneller, gleichmäßiger und fester als die 1-K-Variante. Außerdem schäumt er stärker auf, liefert also ein größeres Schaumvolumen. Aufgrund dieser Eigenschaften verwendet man 2-K-Schaum häufig, wenn relativ große, schwer zugängliche Hohlräume zu verfüllen sind.
Im Baubereich wird PU-Schaum häufig zum Hinterfüllen von Tür- und Fensterzargen verwendet. Dabei erfüllt er eine Dreifachfunktion. Als Klebstoff trägt er dazu bei, dass die Zarge in ihrer vorgesehenen Position bleibt. Als Dämmstoff verbessert er den Wärme- und Kälteschutz. Als Dichtstoff schließlich verschließt er undichte Stellen oder Fugen und vermindert dadurch Luftzugerscheinungen. Im Fensterbereich sind neben dem PU-Schaum allerdings noch weitere Abdichtungsebenen notwendig.
Ein typischer Einsatzbereich für PU-Schaum sind auch alle Bereiche, in denen Bauteile von Kabeln oder Rohren durchdrungen werden – zum Beispiel im Sanitär- oder auch im Dachbereich. Anschlussfugen zwischen den Bauteilen und den Durchdringungselementen lassen sich mithilfe des feinporigen Schaums, der sich ausdehnt und in alle Ritzen dringt, relativ einfach verschließen. Aber auch größere Hohlräume können mit PU-Schaum verfüllt werden. So dient das Material zum Beispiel als Dämmstoff in Rollladenkästen. Und sogar der Hohlraum bei zweischaligem Mauerwerk wird zu Dämmzwecken mitunter ausgeschäumt.
In anderen Bereichen wiederum stehen vor allem die Klebeeigenschaften des Schaums im Vordergrund. Ein Beispiel sind EPS-Dämmplatten für Wärmedämmverbundsysteme. Manche Systeme erlauben auch den Einsatz des Dosenklebers. Darüber hinaus gibt es auch PU-Schaum-Kleber für Mauerwerksteine. Sie ersetzen dann den sonst üblichen Mauermörtel. Der Ziegelhersteller Wienerberger hat mit „Dryfix“ vor einigen Jahren ein solches Produkt zur zeitsparenden Verklebung von Poroton-Planziegeln auf den Markt gebracht.
Ob PU-Schaum bei den genannten Anwendungen tatsächlich verwendet werden darf, hängt auch von den Brandschutzanforderungen der jeweiligen Bauten ab. Normaler PU-Schaum wird nach DIN 4102 in die Baustoffklasse B2 eingeordnet – er ist also „normal entflammbar“. Im Brandfall entstehen giftige Gase. Allerdings gibt es auch PU-Schaum, der Flammschutzmittel enthält und dadurch die Brandschutzklasse B1 („schwer entflammbar“) erreicht. Solche Produkte kommen beispielsweise zum Hinterfüllen von Zargen bei Feuerschutztüren zum Einsatz.
Zu den großen Vorteilen von PU-Schaum gehört seine sehr kurze Trocknungszeit. Bereits nach vier bis fünf Stunden ist das Material komplett ausgehärtet und besticht dann durch eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. Man kann es zudem problemlos überstreichen oder verputzen. Ausgehärteter Schaum verrottet nicht, ist fäulnisresistent und überhaupt sehr widerstandsfähig gegen äußere Einflüsse. Wichtige Ausnahme: Das Material ist nicht UV-beständig. Es eignet sich also nicht für Bereiche, in denen es direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt ist. Auf einigen Untergründen haftet der Dosenschaum zudem nur schlecht oder gar nicht. Dazu gehören Silikon, Kunststoffe aus PE und PP, Glas, Keramik und Gips.
Umstritten sind PU-Schäume vor allem wegen möglicher Gesundheitsgefahren während der Verarbeitung. Nach der deutschen Chemikalien-Verbotsverordnung müssen die Dosen mit dem Gefahrenhinweis H351 gekennzeichnet werden. Der lautet: „Kann vermutlich Krebs erzeugen“. Ferner besteht die Gefahr, dass es bei der Berührung von frischem PU-Schaum zu Augen-, Haut- und Atemwegsreizungen kommt. Bis vor kurzem durften die Dosen im Handel nicht mal frei zugänglich aufbewahrt werden. Üblich war ein Verschluss hinter Glasvitrinen. Das sollte sicherstellen, dass die Produkte nur nach einer Unterweisung durch fachkundiges Personal über den Ladentisch wandern.
Das Selbstbedienungsverbot für den Verkauf von PU-Schaumdosen wurde Anfang 2017 allerdings aufgehoben. Nach der neuen Chemikalien-Verbotsverordnung sind die Schaumdosen nun wieder frei verkäuflich – auch ohne vorherige fachliche Unterweisung. Beim Verkauf an Privatkunden muss der Verkäufer aber Einweghandschuhe für die Verarbeitung beifügen und darauf hinweisen, dass die leeren Schaumdosen als Sonderabfall zu entsorgen sind. Und der Gefahrenhinweis H351 muss auch nach der neuen Chemikalien-Verbotsverordnung weiterhin auf den Dosen stehen.
IST BAUSCHSCHAUM NUN GEFÄHRLICH FÜR DIE GESUNDHEIT ?
PU-Schaum steht in dem Ruf, äußerst schädlich für die Gesundheit zu sein.
Ob das tatsächlich stimmt,
welche Stoffe im Bauschaum wie gefährlich sind
und welche gesundheitlichen Risiken bestehen können,
lest Ihr in diesem Beitrag.
Inhaltsstoffe im PU-Schaum,
bei denen gesundheitliche Bedenken aufkommen können sind:
Isocyanate gelten in der Wissenschaft als möglicherweise krebserregend.
Unter den Isocyanaten ist dabei vor allem ein Stoff besonders gefährlich –
das MDI (Methyldiphenylisocyanate).
Konkrete Belege für eine krebserzeugende Wirkung von MDI gibt es bislang allerdings nicht. Lediglich ein Tierversuch zeigte beim Einatmen von lungengängigem MDI eine erhöhte Krebsrate bei den Versuchstieren.
Solche lungengängigen Formen von Isocyanaten werden allerdings von Bauschaum nicht mehr an die Luft abgegeben, sobald er ausgehärtet ist. Das Risiko besteht also nur, solange der Bauschaum noch nicht durchgehärtet ist.
Auch Diamine stehen im Verdacht, möglicherweise Krebs zu erzeugen. Diamine können entstehen, wenn bereits ausgehärteter Bauschaum mit feuchter Luft in Berührung kommt. Einen konkreten Beleg für eine Krebsgefahr gibt es allerdings auch hier nicht, sondern lediglich eine wissenschaftliche Vermutung.
In der Praxis ist auch dieses Risiko gering, da PU-Schaum in der Regel nicht offen Kontakt zur Umgebungsluft hat. In diesem Fall würde er sich durch den Kontakt mit UV-Licht auch innerhalb weniger Tage zersetzen. Ein luftdichter Abschluss aller Fugen wäre eine Möglichkeit, ein solches Risiko zu vermindern – in der Praxis ist so etwas allerdings kaum zu realisieren.
Die einzige weitere Gefahr, die von PU-Schaum ausgeht, ist seine stark reizende Wirkung auf Haut und Schleimhäute. Der Effekt ist durch die hohe Klebrigkeit von PU-Schaum noch verstärkt, da er sich meist nur mit Mühe von der Haut lösen lässt.
Dagegen helfen aber bereits einfache Schutzmaßnahmen:
"Lediglich ein Tierversuch zeigte beim Einatmen von lungengängigem MDI eine erhöhte Krebsrate bei den Versuchstieren."
Was halten wir in unseren äußerst kleinen Biotopen?
Tiere!!
während ein Bauschaum in einem Gebäude
zwischen Türzarge und Mauerwerk austrocknet
oder im Zwischenraum von Fenster zum Mauerwerk
nach einer Trockenzeit voll aushärtet,
unterliegt der Schaum im Regenwald-Terrarium
einer ständigen Feuchtigkeit.
Ein Problem welches wir in früheren Jahren auch
dem 2K-PU Parkettkleber hatten.
Die dauerhafte Feuchtigkeit trennte Stoffe aus dem Weichmacher und führte so zu gesundheitsschädlichen Auswaschungen aus dem zweckentfremdeten Parkettkleber.
Erst als man das Produkt Lebensmittelecht, Speichelfest
und für Kinderzimmer geeignet machte
um dementsprechende Zertifikate zu erhalten,
wurde es auch für unsere Zwecke wieder interessant.
Aber bleiben wir beim Bauschaum
Landschaften aus Bauschaum zu gestalten
Wie mit allen Materialien die im Terrarien verwendet werden
entscheidet sich die Mehrzahl nicht für qualitativ hochwertige-,
sondern möglichst günstige Produkte.
Also fiel die Wahl meist auf einen 'NoName'
Einkomponenten-Schaum
weil er deutlich günstiger angeboten wurde.
Es wurden Landschaften geformt, Strukturen und Felsen mit Stärken bis zu 20cm Stärke.
Das Material wurde in das Becken eingebracht und bildete bald eine oberflächliche Haut.
Am Nächsten Morgen wurde ein Fingertest gemacht
und das Material als Fest empfunden,
dass es bei verstärkten Druck leicht nachfedert,
bietet einem unbedarften Nutzer dieses Materiales
nicht unbedingt Anlass das Durchtrocknen des Schaumes
in Frage zu stellen.
Leider ist es tatsächlich so, dass der Schaum in der Tiefe
noch eine wachsweiche Konsistenz hat
und weit von einem Austrocknen entfernt ist.
Doch die Zeit drängt, die Unwissenheit welche Gefahren ein nicht ausgehärteter Bauschaum in sich birgt, hält nicht davon ab, gleich mit der Beflockung zu beginnen.
Ob die Oberfläche nun mit Stauff 2K-PU, Epoxidharz, Elastopur
oder Silikon beflockt wurde ist letztendlich egal.
Der Bauschaum wird in Nachhinein nie vollständig austrocknen.
Ich will mich nicht zu sehr aus dem Fenster lehnen
doch obige Ausführungen über all die gesundheitsschädigenden Inhaltsstoffe
kann man zu hunderten im Internet Nachlesen.
Sicherlich basierend auf einer einzigen Versuchsreihe,
die aber Anlass zur Glaubwürdigkeit gab.
Sonst würde sie nicht für alle als Referenz dienen.
Und diese Erkenntnis genügte mir persönlich
auf ein solches Material zu verzichten.
Wer will mir denn garantieren, dass das Material bei einer
Dicke von 100-150mm absolut durchgehärtet ist.
Nachdem diese Studien veröffentlicht wurden
und Bauschaum aus offenen Regalen
in verschlossene Glasvitrinen
verbannt wurden reagierte ich.
Alle Becken die ich in früheren Jahren
mit Bauschaum ausgestattet hatte
wurden entkernt und neu eingerichtet.
Neue Informationen konnte ich allerdings dem aktuellen Untersuchungsbericht eines Dissertationsthemas an der Uni entnehmen.
Dieser besagt, dass voll durchgetrocknete Bauschäume erst wieder ab einer Temperatur von 130°C Isocyanat emittieren.
Unter einer Temperatur von 130°C konnten keine Isocyanate gemessen werden.
Wenn der Baumschaum bzw. auch 2K-PU Parkettkleber vollständig ausgehärtet ist
liegt der Stoff als Polymer vor, welches nicht mehr biophysiologisch bedenklich ist.
NH-C Verbindungen sind sehr hydrolysestabil und nur schwer zu spalten.
Um solche Verbindungen aufzuspalten, wird in der Regel ein saurer Aufschluß mit wässriger HI bei 200°C und 20 bar Druck gemacht.
Solche Bedingungen werden hoffentlich in einem Terra nicht vorliegen.
Solche Spaltungen laufen auch bevorzugt ab, wenn das Wassermolekül gut an die Bindung "herankommt", d.h wenn die Verbindung mit Wasser mischbar ist.
Baumschaum bzw. Parkettkleber sind ja aber eher hydrophob.
Diese Aussagen [Erkenntnisse] beruhen nicht auf fundierten Halbwissen,
wie so vieles auf facebook oder in Foren,
Sondern entstammen eines WhatsApp-Chats mit einem Chemiker,
der dem gleichen Hobby fröhnt wie wir alle.
Diese neuen Forschungsergebnisse wiederlegen wiederum dem obigen Bericht von Winfried Schneider, Architekt und Geschäftsführer des Instituts für Baubiologie und Ökologie in Neubeuren.
Der mutmaßte es könnten durch Luftfeuchtigkeit krebserregende Diamine entstehen, welche die Hausbewohner über die Raumluft einatmen.
Der Markt hält mittlerweile bereits eine Alternative
zu herkömmlichen Bauschaum bereit.
Jedoch ist diese noch nicht entgültig geprüft.
Montageschaum ohne Isocyanate
Eine Schaumtechnologie ohne freie Isocyanate ist also gefragt. Zwei führende Hersteller von Montageschäumen, die belgische Firma Soudal und die in der Schweiz ansässige Polypag AG, haben die Lösung schon parat: Einen neuen Dämmschaum, der nicht auf Isocyanatchemie setzt, sondern auf Silanchemie. Wirksame Bestandteile der Rezeptur sind α-Silane, genauer: α-silan-terminierte Polymere.
Silan-terminierte Polymere sind kettenförmige Moleküle, die am Ende eine Silangruppe tragen. Silane sind bewährte Substanzen, die in Lacken, Beschichtungen oder Klebstoffen für Haltbarkeit und Haftung sorgen. In der Familie der silan-terminierten Polymere sind α-Silane recht neu. Herkömmliche Silane sind γ-Silane. Durch kleine Änderungen in der Molekülstruktur reagieren α-Silane um das 100- bis 1000-fache schneller als ihre γ-Verwandten – man spricht vom α-Effekt.
Ausgangsstoff für den neuen Dämmschaum ist α-silan-terminiertes Polyurethan: Hier tragen die Polyurethanketten an ihren Enden eine Kappe aus α-Silan. Die Silane reagieren untereinander – ähnlich wie Isocyanate bei herkömmlichen Montageschäumen; dabei entsteht das Polymernetzwerk. Eingeleitet wird der Vorgang durch Luftfeuchtigkeit. Weil dabei kein Isocyanat beteiligt ist, entsteht auch kein Kohlendioxid. Deshalb müssen Treibmittel zugefügt werden, die das Produkt aufschäumen. Augenfällig wird die Vernetzung wiederum durch das Erstarren des Schaums. Reaktive freie Isocyanate sind nicht vorhanden.
Wie alle neuen Stoffe mussten sich auch α-Silane und die Produkte daraus vor der Markteinführung auf Herz und Nieren prüfen lassen, was ihr Verhalten gegenüber Mensch und Umwelt betrifft. Das Resultat: keine negativen Auswirkungen. Bei der Vernetzung des Schaumes entsteht zwar Methanol, das ab einer bestimmten Dosis toxisch ist. Unter normalen Verarbeitungsbedingungen sind die auftretenden Mengen jedoch nachweislich so gering, dass gesundheitliche Schäden ausgeschlossen werden können.
Nach einer Stunde ist der Schaum schon fest
Obendrein stehen α-Silan-Schäume den klassischen Polyurethanschäumen auch in den Produkteigenschaften nicht nach. Sie haften wie diese auf allen gängigen Oberflächen und sind überstreichbar. Durch den α-Effekt härten die neuen Schäume sogar schneller aus; bereits nach einer Stunde sind sie formstabil und schnittfest.
Ein weiterer Vorteil dieser Schäume ist, dass die leeren Dosen nach der Anwendung einfach in den gelben Sack geworfen werden können, während die Dosen herkömmlicher Schäume wegen Isocyanatresten über ein spezielles Recyclingsystem entsorgt werden müssen (PDR-System).
Ich kann niemandem diese Entscheidung abnehmen.
ES BLEIBT ALSO WEITERHIN JEDEM SELBST ÜBERLASSEN
OB ER DAS RISIKO EINGEHEN MÖCHTE
ODER NICHT.
An Stellen an denen ich keine Naturmaterialien wie wie Torfsoden oder Xaxim verwenden kann, nutze ich seit Jahren Styrodur® welches ich dann mit Silikon und einem natürlichen Gemisch beflocke.
Für Styrodur liegen bautechnologische
Gutachten vor, welche belegen
dass Styrodur® beiden wiedrigen Bedingungen
stand hält, diese würden aber hier den Rahmen sprengen.
Wie eben erwähnt, beflocke ich auch auf ein mit dem Zahnspachtel aufgetragenes
Silikonbett aus schwarzen Aquariumsilikon.
https://www.froschmichl.de/Beflocken-und-Beschichten-von-Terrarien.htm
Am besten sind immer eigene Langzeiterfarungen
Hier eine mit 2K-PU Schaum abgedichtete Stelle
Der Schaum reicht bis unter die Wasserobefläche.
Im Jahre 2015 wurde dieses Becken eingerichtet
Bei Wartungsarbeiten 2021 entdeckte ich,
dass die Konsistenz des damals 14Tage ausgehärteten
2K-PU Schaums etwas schwammig ist.
Wie man sieht, liegt das Material in Fließwasser
Osmosewasser mit einem Leitwert von ca 40µs
Verschnitten mit Leitungswasser ca 420µs
und angereichert mit Humminsäuren
Keine Ahnung ob das Wasser mit einem niedrigen Leitwert
den Härter auswäscht.
Ich weiß jedoch, dass destilliertes Wasser
sogar Kunstoffleitungen angreift.
Die Analytik Abteilung konnte ausgewaschene Weichmacher
im Aquadest analysieren.
Deshalb mussten am Arbeitsplatz
Zuleitungen von der Destille zu Labors still gelegt werden.
Eine Erfahrung die mich Lehrt im Bereich des Wassers
nur noch mit Styrodur und Glas zu arbeiten.
Das Styrodur im gleichen Becken, ebenfalls im Wasser liegend.
Von Wurzeln übersät, doch in allerbesten Zustand.
Aber wie alles
was ich auf meiner Homepage veröffentliche,
soll auch dies nicht als Referenz dienen
sondern meinen Weg aufzeigen,
welchen ich gegangen bin.
Und in meinen 19 Jahren die ich diesem Hobby fröhne
war ich nicht immer nur von Erfolgen verwöhnt,
ich habe manch verzichtbare Erfahrung machen müssen.
Tiere kamen bei mir dabei zum Glück nie zu Schaden.
Ich will um alles in der Welt auch nicht dazu aufrufen
Becken die bereits Jahre erfolgreich laufen
zu verwerfen und Neue zu bauen.
Wenn die Tiere sich bisher guter Gesundheit erfreuen
werden die Bedingungen auch stimmen.
"Im Tierversuch hat sich MDI als krebserregend erwiesen, wenn es eingeatmet wird.
Ist der Montageschaum einmal vollständig ausgehärtet,
ist das MDI an die Silangruppen des Schaums fest gebunden und kann nicht mehr eingeatmet werden." Schlußfolgend ist er ja selbst in unseren Terrarien definitiv ungefährlich,
dies konnten wir ja neusten Erkenntnissen entnehmen.
Ich für meinen Teil habe jedoch die Entscheidung getroffen
in keinem meiner neuen Becken Bauschaum zu verwenden.
Ich bin lieber einen sicheren Weg gegangen.
Jedes Produkt welches Verwendung fand, wurde eindringlich auf seine Verträglichkeit und Beständigkeit in geschlossenen Regenwald-Biotopen geprüft, bevor ich es in den neu erschaffenen Becken verarbeitet habe.
Biotope die wohl halten werden, bis ich das Zeitliche segne
und meine Kinder die Anlage auflösen müssen.
Doch Anfangs versuchte ich mich auch mit Werkstoffen
die eben nicht für die Ewigkeit waren,
woher außer Erfahrungen soll man auch Wissen
was für unsere Zwecke geeignet ist oder nicht.
Fünf Jahre später war ich um einige Erfahrungen reicher
und auch um einiges Geld erleichtert,
denn da fing ich an für die Ewigkeit zu bauen.
Was mit einem hohem Investitionsvolumen verbunden war.