Das Rudolf Gutachten auf http://www.vho.org/D/rga/rga.html
2.5.4. Auswirkungen auf die
Bildung von Eisenblau
Aufgrund des alkalischen Verhaltens wird das wenig basenresistente Eisenblau nur
eingeschränkt für Anstriche auf Beton/Zement verwendet[110,164], Degussa beschreibt deshalb die Kalkechtheit als »nicht gut«[112], meint damit aber die Echtheit auf noch nicht
carbonatisierten, alkalischen Verputzen und Betonen[165]. Die
Carbonatisierungsgrenze von Betonen und Mörteln kann als Grenze der pH-Stabilität des
Pigments angesehen werden. Wie die Carbonatisierung ist auch die Eisenblaubildung in der
dem Blausäure-Gas ausgesetzten Wand eine Reaktion, bei der das eine Edukt (Ausgangsstoff)
über die Gasphase herantransportiert wird und nur in der wässrigen Phase reagieren kann[163]. Allerdings läuft die Pigmentbildung im Vergleich zur
CaCO3-Bildung sehr langsam ab, wodurch es keine scharfe Reaktionsgrenze gibt.
Durch Diffusionsvorgänge kann das Porensystem somit tiefgehend mit Cyanid angereichert
werden. Ein die Diffusion der gasförmigen Blausäure ins Mauerwerk noch nicht
behindernder hoher Wassergehalt leistet also der Cyanidanreicherung Vorschub. Die
Umsetzung dieser Cyanide zum Eisenblau zieht sich über Jahre hin, beschleunigt durch
einen hohen Wassergehalt im Baustoff.
Tabelle 7: Aufnahme von Blausäure durch verschiedene Baustoffe bei Einwirkung von 2 Vol.% HCN über 24 Stunden[168]. |
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|---|---|
| Material | HCN [mg m2] |
| Klinker | 55,2 |
| Ziegelstein | 73,0 |
| Schlackenstein | 2880,0 |
| Schwemmstein | 3790,0 |
| Kalksandstein, naturfeucht | 22740,0 |
| Kalksandstein, kurz getrocknet | 4360,0 |
| Kalksandstein, etwa ½ Jahr bei 20°C getrocknet | 2941,0 |
| Betonstein, 3 Tage getrocknet | 8148,0 |
| Kalkmörtelklotz, einige Tage alt* | 4800,0 |
| Zementmörtelklotz, einige Tage alt* | 540,0 |
| Zementmörtelklotz, einen Monat alt* | 140,0 |
| Zementklotz, rein, einige Tage alt* | 1550,0 |
* 2,5 bis 3,3 Vol.% Blausäure [166]. Die Vol.%-Angaben stellen laut Autoren theoretische Sollwerte dar, die in der Praxis aber oft nur zu 50% und weniger erreicht wurden durch Adsorption an Wänden und Begasungsmaterial. |
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Man kann drei Bereiche verschiedener Reaktivität im Mauerwerk unterscheiden:
Im Vergleich zu Ziegelsteinen ist die Bildung von Eisenblau in Mörtelfuge
und Putz begünstigt aufgrund der extrem großen inneren Oberfläche des Materials, der
großen Porosität und des recht hohen Feuchtigkeitsgehalts, benachteiligt aber durch den
geringeren Eisengehalt. Mit zunehmendem Wassergehalt wird die Eindiffusion der Blausäure
in tiefere Mauerschichten erschwert, die Cyanidbindung konzentriert sich dann auf äußere
Schichten; dies gilt besonders für Beton.
Untersuchungen über die Diffusion von Blausäure durch
Ziegelsteinmauerwerke oder verputztes Material von 5 cm Dicke ergaben nur zufällig
reproduzierbare Werte, da besonders im Fall nicht ganz abgebundener oder nur leicht
feuchter Materialien praktisch keine Blausäure hindurchdiffundierte, also komplett
absorbiert wurde[167].
In Tabelle 7 sind Adsorptionswerte von Blausäure an verschiedenen
Wandmaterialien angeführt, zitiert nach L. Schwarz et al.[168]. Sie
bestätigen die Annahme wesentlich höherer Reaktivität von Zementen gegenüber
Ziegelsteinen sowie die größere Neigung frischer Zemente gegenüber älteren und
allgemein feuchter Baustoffe zur Anreicherung von Blausäure. Erstaunlich hoch liegt die
Blausäure-Aufnahme des Betonsteines.
Kühles, feuchtes Mauerwerk wird also eine um den Faktor 8 höhere
Anreicherung von Blausäure erfahren als solches, das dauerhaft einer Temperatur von 25
bis 35°C ausgesetzt ist.
Grafik 8: Blausäure-Konzentrationsverlauf in Entlausungskammern mit Kalk- bzw. Chloranstrich [166]. |
W.A. Uglow hat in einer ausführlichen Testreihe gefunden, daß Beton etwa 4 bis 6 mal
so viel Blausäure aufnimmt wie Kalkmörtel oder Ziegelstein. Auch er fand eine starke
Tendenz feuchter Baustoffe zur erhöhten Adsorption von Blausäure. Zudem bemerkte er bei
Beton eine durch die ganze Probe hindurchgehende dunkle Verfärbung und schloß daher eine
chemische Reaktion der Blausäure mit dem Werkstoff nicht aus [169].
Die große Bedeutung gassperrender Anstriche zur Vermeidung von Blausäureverlusten in
begasten Räumen ist allgemein der früheren Literatur entnehmbar. Aus Grafik
8 ist die Bedeutung eines Schutzanstriches direkt erkennbar, die
Blausäurekonzentration steigt ohne ihn nur auf 2/3 des Sollwertes
und fällt sehr rasch durch Adsorption und Absorption an der Wand ab. (Ein Teil des
Abstiegs wurde durch Gasundichtigkeiten verursacht. Siehe [168])
Die Beständigkeit recht hoher Blausäure-Konzentrationen über längere Zeiträume sogar
in trockenem, abgebundenem Zement ist der Grafik 9 entnehmbar. Selbst
nach 3 Tagen geht die Konzentration nicht unter ¼ des Ausgangswertes zurück. Bei
täglichen, mehrstündigen Begasungen wird dies in diesem Beispiel zu einem Einschwingen
der Konzentration im Gemäuer bei ungefähr 100 bis 200 mg Blausäure pro m2
Gestein führen.
Die Meßwerte der Grafik 9 wurden durch eine Funktion angenähert,
die sich aus zwei Termen zusammensetzt:
c(t)= 100.e-(t/0,3) + 100.e-(t/4).
(4)
c(t) = HCN-Konzentration zur Zeit t
t = Zeit in Tagen
Grafik 9: Abnahme der Blausäure-Konzentration in alten, getrockneten Zementblöcken nach 24-stündiger Begasung mit 2,5 Vol.% HCN[168] (siehe Fußnote Tabelle 7). |
Der erste Term kann dabei als Desorptionsterm von der Oberfläche des
Materials interpretiert werden mit einem t von 0,3 Tagen. Der zweite Term beschreibt die Absorption
der Blausäure bzw. dem Umkehrprozeß mit einem t von 4 Tagen, bedingt durch langsamer ablaufende
Diffusionsvorgänge im Porenwasser des Materials. (t ist die Zeit, nach der der Wert auf das 1/e-fache
(0,368...) des Startwertes abgesunken ist.)
Für die hiermit beschriebene Konzentrationsabnahme wird man mit fortschreitender Zeit
zunehmend größere Fehler machen, da die Blausäure-Abgabe durch physikalische und
chemische Effekte (stabile Verbindungen) zunehmend gehemmt wird (siehe Abschnitt
2.3.3. a.).
Für die Blausäureaufnahme wird eine analoge Funktion angenommen:
c(t)= 100.(2-e-(t/0,3)-e-(t/4)).
(5)
Diese beschreibt den Vorgang nur dann richtig, wenn die Blausäurekonzentration der
Raumluft konstant bleibt. Dann erreicht die Funktion nach ungefähr 20 Tagen ihr
Sättigungsmaximum. Um diese Näherung machen zu können, ist man gezwungen, die
eingesetzte Begasungszeit mit konstanter Konzentration derart herabzusetzen, daß sie dem
realen Fall mit veränderlicher Konzentration gleicht. Im folgenden wird daher eine
Verkürzung der Begasungszeit vorgenommen.
Bei einer Wechselbelastung des Mauerwerks (n Stunden Begasung, m Stunden Lüftung) wird
sich unter diesen Bedingungen im Mauerwerk ein quasistationärer Zustand annähernd
konstanter Blausäure-Konzentration ausbilden.
Grafik 10: Simulation der relativen Blausäure-Konzentration bezüglich der Sättigung (100%) im Mauerwerk einer Entlausungskammer bei abwechselnden Begasungen und Lüftungen und idealem mathematischen Verhalten. Siehe Text. |
Grafik 10 zeigt die Ergebnisse zweier rechnerischer
Simulationen am Beispiel einer Entlausungskammer mit unterschiedlichen Begasungsweisen.
Aufgetragen ist der relative Blausäuregehalt des Mauerwerks bezüglich seiner
Sättigungskonzentration, also der maximal durch die Wand aufnehmbaren Blausäuremenge
(100%). Fall eins zeigt den HCN-Konzentrationsverlauf in der Mauer einer Entlausungskammer
bei gleichmäßig abwechselnder Be- und Entlastung im Langzeit-Dauerbetrieb, d.h.
abwechselnd vier Stunden Begasung und Lüftung, also drei Begasungen täglich. Die
mittlere Konzentration pegelt sich bei dieser Belastungsweise bei ca. 50% der
Sättigungskonzentration ein. Bei damals üblichen Begasungszeiten von 2 bis maximal 10
Stunden erscheint die Annahme von vier Stunden konstanter Konzentration unter den
gegebenen technischen Voraussetzungen eher etwas zu hoch. Vergleiche dazu Abschnitt 3.3. Sachentlausungsanlagen und 4.4.
Zusammenfassung . Wie unter 3.3. noch gezeigt wird, wäre eine täglich dreimalige
Nutzung der Entlausungskammern aus Mangel an Zyklon B nicht möglich gewesen. Der
realistische Fall zwei zeigt daher den Fall einer einmaligen täglichen Begasung, wobei
die mittlere Konzentration im quasistationären Zustand gut 2/3 des
Wertes von Fall eins erreicht (etwa 38% gegen 50%), obwohl die Begasungszeit nur 1/3
so lang ist wie im Fall eins. Der Grund dafür ist die Tatsache, daß Wände mit geringem
relativen Blausäuregehalt ihre Blausäure nur langsam abgeben, wohingegen sie neue
Blausäure noch recht schnell aufnehmen (Schwammwirkung).
(In der ersten Ausgabe dieses Gutachtens erschienen andere Werte für die relative
quasistationäre Konzentration, da die Grafiken fehlerhaft (maximale
Desorptionsgeschwindigkeit zu Beginn jedes Lüftungszyklus') berechnet wurden: R.
Kammerer, A. Solms, Das Rudolf Gutachten, Cromwell Press, London 1993, S. 54.)
Grafik 11 enthält als Fall drei und vier die
Ergebnisse der Simulation der relativen Blausäure-Konzentration bezüglich des
Sättigungswertes des Mauerwerks durch eine 24- und eine 12-minütige, tägliche Begasung
einer 'Menschengaskammer' mit anschließend 23 Std. und 36 bzw. 48 min. Lüftung mit
gleicher Blausäurekonzentration wie im Entlausungsfall. Die dabei auftretenden mittleren
Blausäuregehalte des Mauerwerkes im quasistätionären Zustand liegen bei etwa 10% bzw.
5,5% der Sättigungskonzentration. Obwohl also in Fall drei die tägliche Begasungszeit
gegenüber dem Entlausungsszenarium von Fall eins nur 1/30 bzw. im
Fall vier sogar nur 1/60 beträgt, liegen die relativen
Blausäurekonzentrationen im quasistätionären Zustand bei einem Fünftel bzw. einem
Neuntel des Wertes der Entlausungskammer von Fall eins. Hier macht sich der oben
beschriebene Effekt (Schwammwirkung), daß Mauern mit geringen relativen
Blausäuregehalten ihre Blausäure nur extrem langsam abgeben, neue HCN dagegen recht
rasch aufnehmen, sehr stark bemerkbar.
Richtig vergleichbar werden die Fälle der Entlausungs- und 'Menschengaskammer' erst, wenn man die absoluten Blausäurekonzentrationen im Mauerwerk betrachtet. Zieht man z.B. in Betracht, daß die Sachentlausungskammern warme, trockenen Wände hatten, die angeblichen 'Menschengaskammern' in den Krematorien II und III aber kühle und sehr feuchte, so muß man bei gleichen Begasungskonzentrationen die relativen Konzentrationen der 'Menschengaskammern' mindestens mit dem Faktor 8 der achtfach erhöhten Blausäureaufnahmefähigkeit kühl-feuchter Wände multiplizieren (siehe Tabelle 7). Der absolute, mittlere Blausäuregehalt der 'Menschengaskammer' läge also bei einem Wert, der vergleichbar wäre einem absoluten Gehalt einer ca. mit 44% gesättigten, trocken-warmen Entlausungskammerwand (12 min. Begasung: 8×5,5%) bzw. ungefähr 80% im 24-minütigen Fall (8×10%). Man erkennt, daß selbst bei solch geringen Begasungszeiten die Mauern einer 'Menschengaskammer' durch die Schwammwirkung einerseits und durch den hohen Feuchtigkeitsgehalt andererseits einen Blausäuregehalt aufwiesen, der denen von Entlausungskammerwänden durchaus vergleichbar wäre. Es wäre nur dann in den hypothetischen 'Menschengaskammer'-Wänden mit merklich weniger Blausäure im quasistätionären Zustand zu rechnen als in jenen trockener Entlausungskammern, wenn man absurd kurze Begasungszeiten oder nur wenige Vergasungen überhaupt annähme.
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