Reinigung alter Oberflächen mit festen und flüssigen Strahlmitteln

Will man Oberflächen reinigen oder Beschichtungen entfernen, bietet sich das Feinstrahlen als effektive und zugleich schonende Methode an. Je nach Material und gewünschtem Ergebnis muss das passende Strahlmittel ausgewählt und mit richtigem Druck angewendet werden.

Beim Strahlen wird ein festes oder flüssiges Strahlmittel mit hoher Geschwindigkeit über eine Keramikdüse auf eine Oberfläche „geblasen“. In der Regel wird am Bau frei mit Druckluft gestrahlt (Freistrahlen), während es in der Industrie größere Strahlräume oder kleinere Strahlkabinen gibt. Grundsätzlich wird in Feinstrahlen und das so genannte Sandstrahlen unterschieden. Das Feinstrahlen arbeitet mit geringeren Drücken und sanfteren Strahlmitteln. Sanft bedeutet hier klein (bis zu 0,3 mm), leicht und relativ weich. Beim Sandstrahlen hingegen werden Strahlmittel eingesetzt, die schwer, hart und scharfkantig sind. In der Regel wird am Bau feingestrahlt. Das Ergebnis wird nicht nur maßgeblich von der Art des Strahlmittels, sondern auch vom eingesetzten Luftdruck und dem Abstand zwischen Düse und Oberfläche beeinflusst. Beim Feinstrahlen beträgt der Druck bis zu
7 bar. Beim Nassstrahlen wird Wasser verwendet, das mitunter durch feine Stoffe unterstützt wird, wie zum Beispiel Glaspudermehl.

Ziel einer Strahlarbeit ist es immer, ein Bauteil zu reinigen (auch Entfernen von Farbe, Lack oder Rost) oder eine bestimmte Struktur zu erzeugen (mattieren, satinieren). Als Kompressoren können grundsätzlich oft schon vorhandene, gängige Geräte eingesetzt werden. Allerdings muss die Strahlluft trocken sein, da sonst die Düse verstopfen kann. Ein vorgeschalteter Lufttrockner entfeuchtet die Luft und scheidet auch Ölanteile ab. Im Winter ist die Außenluft meistens trocken genug.

Stoffkunde

Als Strahlmittel werden unterschiedliche Stoffe verwendet – insgesamt gibt es etwa 200 verschiedene. Grundsätzlich werden sie unterteilt in abrasive (lat. abradere = abkratzen) und nicht abrasive Stoffe. Abrasiv sind mineralische Strahlmittel wie Sand oder Glasbruch (auch Glasgranulat genannt). Sie sind schwer, hart und scharfkantig und rauen Oberflächen auf. Nicht abrasiv sind Bicarbonat, CO2-Schnee (Trockeneis), Getreideschrot oder Walnussschalen. Sie sind weicher und verändern den Untergrund nicht oder kaum. Mit ihnen lassen sich empfindlichere Oberflächen schonend reinigen. Stoffe aus abrasivem Metall wie Stahlkies und Stahldrahtkorn werden in der Metallverarbeitung eingesetzt.

Praktisch werden Strahlmittel ausgewählt nach ihrem Gewicht, der Härte und der Kantigkeit. Aus diesen drei Größen ergibt sich zusammen mit dem Strahldruck die Aufprallenergie, die die bestimmende physikalische Größe ist. Auch Eigenschaften wie Temperatur oder Wasserlöslichkeit verändern das Ergebnis weiter. Für jede Anforderung und jeden Untergrund gibt es das passende Material (siehe Tabelle 1 auf dieser Seite unten). Feinen Stoffen wie etwa Bicarbonat kann beim Strahlen auch etwas Wasser zugefügt werden, was die Staubentwicklung reduziert. Gängigste Feinstrahlmittel (Tabelle 2 auf übernächster Seite unten) sind vor allem Glasbruch und Sand, des weiterem CO2-Pellets, Bicarbonat und Nussschalengranulat für die Denkmalpflege. Oft werden auch Strahlmittel kombiniert angewendet. Um zu bemustern brauchen Handwerker am besten eine Grundausrüstung mit den Strahlmitteln Glasbruch, Feinstrahlsand und Bicarbonat.

Bicarbonat

Bicarbonat, Natriumhydrogencarbonat oder einfach auch als Backpulver bezeichnet, kommt als natürliches Mineral vor. Synthetisches Bicarbonat wird als Feinstrahlmittel eingesetzt, wenn der Untergrund nicht beschädigt werden soll. Durch seine chemische Zusammensetzung sprengt es beim Strahlen Teile der Verschmutzung ab, wodurch seine Reinigungswirkung vergrößert wird.

Markus Birrer von der k. lips ag, einer der Schweizer Fachleute auf dem Gebiet des Feinstrahlens, fasst zusammen: „Bicarbonat verwendet man für alle Oberflächen, die komplett intakt bleiben müssen und nicht angeschliffen werden dürfen. Also zum Beispiel Keramikfliesen und ihre Fugen oder geschmiedete Dinge wie antike Schlösser oder Fensterbeschläge. Und es ist ein Muss überall, wo Glas involviert ist, also etwa bei Fenstern.“ Je nach Beschichtung eignet es sich für das Strahlen von harten und auch weichen Hölzern. Soll eine zähe Acrylbeschichtung auf  Weichholz komplett entfernt werden, wird wahrscheinlich die Oberflächenstruktur verändert. Auch Glas selbst wird mit Bicarbonat gereinigt. Die Fenster des Kölner Doms etwa wurden nach Versuchen mit zwei Wallnussschalengranulaten, einem Kunststoffgranulat und einem Getreidemehl schließlich doch mit Bicarbonat von ihrer Korrosionskruste befreit. Da Bicarbonat gleichzeitig die Gerüche entfernt wird es auch zur Brandsanierung eingesetzt.

Allerdings hat der ungiftige Stoff einen Nachteil – er ist ein wasserlösliches Salz. Der Fachmann Birrer warnt: „Man muss aufpassen, dass keine Rückstände zurückbleiben. Deshalb beispielsweise Schindelfassaden nie mit Bicarbonat Strahlen. Die Rückstände hinter den Schindeln kriegt man nicht mehr heraus. Und Salzlauge auf Holz gibt Flecken.“ Obwohl es nicht so korrosiv wie Streusalz ist, sei es von Vorteil, wenn die Teile der Strahlgeräte, die das Strahlmittel führen, aus nicht rostenden Materialien seien. Ähnlich wie vor Streusalz müssen Pflanzen vor Bicarbonat geschützt werden.

CO2-Pellets

Beim Trockeneisstrahlen werden fast -80 °C kalte CO2-Pellets mit 7 bis 10 bar Druck gestrahlt. Beim Arbeiten muss man auf gute Belüftung achten oder ein Atemgerät tragen. Die persönliche Schutzausrüstung besteht mindestens aus Staubmaske, Schutzbrille und gegebenenfalls einem Staubanzug. Die Pellets kommen in gedämmten Behältern auf die Baustelle und können im Schatten etwa 4 Tage vorgehalten werden. Werden sie gleich verarbeitet, so sind sie scharfkantig und hart. „Dann geht Holz mehr kaputt“, weiß Silvio Zinsli vom Malergeschäft ESZ Zinsli GmbH in Summaprada (www.esz-zinsli.ch). Er macht seit über zwei Jahren gute Erfahrungen mit dem Trockeneisstrahlen. Soll die Oberfläche besonders geschont werden, so rät er, zwei bis drei Tage gelagerte Pellets zu verarbeiten und den Druck zu reduzieren: „Am schönsten ist es, wenn man mit weniger Druck arbeiten kann. Das ist schonender für das Holz.“ Beim Strahlen unterkühlt und versprödet das Eis die zu reinigende Oberfläche und sprengt die Altbeschichtung regelrecht ab. Das feste CO2 verdampft bei Raumtemperatur direkt, ohne flüssig zu werden. Am Ende muss nur die abgelöste Altbeschichtung entsorgt werden und nicht das Strahlmittel, wie beim Sandstrahlen. Die CO2-Pellets sind allerdings etwas teurer als Sand. „Die Kosten von Trockeneisstrahlen liegen etwa im Bereich von Sandstrahlen“, erklärt der Fachmann. Für deckende Farben ist Eisstrahlen zu weich. Dann wird ein abrasiveres Strahlmittel benötigt.

Interessant war für Silvio Zinsli das Restaurant Bär‘s im Hotel Piz Buin in Klosters. Dort waren 205 m² Täfelung, Wände, Brüstungen und Fenster transparent lackiert gewesen. Das Holz war nachgedunkelt. Der örtliche Maler hatte versucht, mit mehreren Mitteln abzubeizen. Der Lack erhielt dadurch aber kaum Mattstellen. Zum Eisstrahlen verwendete Zinsli eine 5 cm breite Düse. Nach 130 Mannstunden war das Holz wieder natürlich aufgehellt und hatte eine samtweiche Oberfläche. Dem Trend zur Nachhaltigkeit entsprechend wurde die Oberfläche nicht wieder lackiert.

Glasbruch

Glasbruch mit etwa 0,2 mm ist das gängigste Strahlmittel, da Glas scharfkantiger, härter und schwerer als etwa Bicarbonat ist. Vor allem auf Hart- und Weichholz erzielt man damit das beste Resultat, auch wenn sie deckend gestrichen waren. Vor allem Fensterläden mit ihren Ritzen und Kanten lassen sich so zügig entschichten. Bei mehrfach gestrichenem Fachwerk kann man mit Sand beginnen und auf Glasbruch wechseln, wenn man ans Holz kommt. Maler Werner Marti aus Buchs (www.marti-malerei.ch) hat ein etwa 100 Jahre altes Fachwerkhaus saniert. Dessen erstes Obergeschoss und das großzügige Dachgeschoss sind ein Holzbau, auf drei Seiten befinden sich aufwendige Balkone. Das Haus mit seinen wertvollen Schnitzereien sollte neu gestrichen werden. Es war mit ein bis zwei Anstrichen Ölfarbe versehen, die mehrmals mit farblosem Sanieröl aufgefrischt worden waren. Diese Ölschicht war stark verschmutzt, da das Objekt an einer stark befahrenen Hauptstraße steht. Die verschmutzte Ölschicht wurde entfernt und der Untergrund für einen neuen Ölfarbanstrich vorbereitet. Die Fassadenflächen wurden mit Olivin bis 0,2 mm gestrahlt. Olivin ist eine Sandart, die mit 6,5 bis 7 Mohs relativ hart, scharfkantig und mit 3,3 g/cm³ ziemlich schwer ist. Düsengröße war 4,8 mm, Druck etwa 5 bar. Die Schnitzereien wurden mit Glasbruch behandelt, gleiche Körnung, Düsengröße und Druck. Kreuzstöcke und Erker wurden mit Bicarbonat gestrahlt. Düsengröße 2 mm, Druck 3 bar. So mussten die Gläser nicht abgedeckt werden. Insgesamt wurde etwa 450 m² Fläche mit rund 1500 kg Strahlgut gestrahlt. Vorher wurde jeweils eine Gerüstseite mit Planen verhängt. Es kamen ein Baukompressor mit einer Leistung von 3000 l/min und eine Feinstrahlanlage der Marke Gritco Typ „Pequena-RC“ zum Einsatz. Ein Nachschleifen entfiel, da der Grundanstrich bestehen blieb. Nach den Arbeiten wurde das Strahlgut mit Staubsaugern aufgenommen und fachgerecht entsorgt. Für den Neuanstrich verwendete Maler Marti eine Ölfarbe.

Umweltaspekte

Die Strahlmittel werden beim Auftreffen auf die Oberfläche stark mechanisch beansprucht. Dadurch werden sie beschädigt und teilweise zerstört. Die dabei entstehenden Abfälle setzen sich aus dem Strahlmittel und der abgetragenen Verschmutzung zusammen. Beim Arbeiten mit CO2-Trockeneis besteht der Abfall nur aus den Verschmutzungen. Das feste CO2 verdampft sofort ohne flüssig zu werden – man nennt das sublimieren. Werden Beschichtungen oder Oberflächen mit gefährlichen Inhaltsstoffen wie Bleiweiß, Bleimennige oder Zink gestrahlt, muss dieser Abfall als Sonderabfall entsorgt werden.

Arbeitsschutz

Beim Strahlen entstehen feine Stäube die gesundheitsschädlich sein können. In der Industrie wird daher in geschlossenen Anlagen mit eingebautem Filter gestrahlt. Beim handwerklichen Einsatz muss das Einatmen von Staub und die Irritation von Augen oder Haut vermieden werdem. Je nach Strahlmittel müssen mindestens Schutzmaske, Handschuhe und Schutzbrille getragen werden. Beim Sandstrahlen ist die Schutzausrüstung noch umfassender. Über einen Strahlhelm wird der Handwerker mit externer Atemluft versorgt, ein Strahlanzug schützt ihn.

Autor

Achim Pilz ist Architekt und Buchautor. Sein Schwerpunkt sind Themen zum ökologischen Bauen. Er lebt und arbeitet in Stuttgart. Webseite  www.bau-satz.net