Koitalk Für und Wider von GFK beim Koiteichbau

Das Für und Wider von GFK beim Koiteichbau

Als Sachverständiger und Planer stehe ich immer wieder vor der Frage, wie soll der Teich abgedichtet werden. Zur Auswahl stehen verschiedene Folien wie PVC, LD PE und Kautschuk u.a. sowie die Verwendung von GFK beim Koiteichbau.

Welches Material wähle ein beim Bau eines Koiteiches?

Ich bin bei der Beantwortung dieser Frage immer hin und her gerissen. Die Folien bieten, wenn thermisch verschweißt eine hohe Haltbarkeit und sind im Vergleich zum GFK beim Koiteichbau viel kostengünstiger.

Vor allem ist der Teich entweder direkt dicht oder eben undicht und muss nachgebessert werden. Was bei einem Folienteich aus LD PE kein Problem darstellt und die dauerhafte Haltbarkeit nicht einschränkt. Ist ein GFK Teich undicht, dann muss die Reparatur so erfolgen, als wäre gar keine Beschichtung vorhanden, also komplett 4 neue Lagen und trotzdem hat man kein definiertes Bauwerk. Das hat damit zu tun, dass man letztlich nicht weiß und abschätzen kann, wo das Laminat nun überall feucht geworden ist. Und feuchtes Laminat fault und wird undicht, siehe weiter unten das Thema Osmose.

GFK sieht im ungefüllten Teich immer besser aus, lässt jede nur gewünschte Form zu, ist aber in der Verarbeitung deutlich schwieriger, weil neben dem reinen Verarbeitungsprozess auch noch das Problem der Außenanwendung (Wetterabhängigkeit) hinzukommt. Da GFK während der Verarbeitung Feuchte- und Temperaturempfindlich ist, ist hier besondere Sorgfalt nötig (Einhausung der Baustelle, Beheizung, Verarbeitung nur auf trockenem Untergrund, Feuchtesperre von hinten usw.). Auch ist GFK korrekt verarbeitet deutlich teurer als Folie, bietet aber nach meiner Einschätzung keine Vorteile gegenüber einer thermisch verschweißten LD PE Folie. Und nach einem Jahr Teichbetrieb sieht man vom GFK genauso wenig wie von der Folie, weil beides bewachsen ist.

Ein großer Nachteil von GFK beim Koiteichbau liegt für den Bauherrn darin, dass sie in der Regel zunächst immer dicht sind, und schlechte Verarbeitung, falsches oder schlechtes Harz zu wenig Material, falsche Verarbeitungstemperatur erst mit der Zeit, Fachleute sprechen von 5-7 Jahren, negativ auf die Haltbarkeit auswirken. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass ein undichter GFK Teich nicht ausgebessert werden kann.

Da aber immer wieder der Wunsch nach GFK Teichen geäußert wird, möchte ich in diesem Artikel beschreiben, worauf es bei der Verarbeitung von GFK ankommt. Hierzu erhielt ich freundliche Unterstützung von Herrn Mangold, SKZ – KFE GmbH, Köthener Straße 33 a
06118 Halle/Germany.

Doch zunächst die Begriffserklärung:

GFK bedeutet Glasfaser verstärkter Kunststoff. Das heißt nichts anderes, als dass die Glasfaser in mehreren Schichten mit Harz getränkt wird.

Grundlagen Harze:

Ungesättigte Polyesterharze

(UP) Grundmerkmale der ungesättigten Polyesterharze ist der radikalische Härtungsmechanismus und die Tatsache, dass sie in einem Reaktivverdünner, zumeist Styrol gelöst sind, welcher in das dreidimensionale Netzwerk des Duroplasten mit eingebaut wird. Weiteres Merkmal ist der Volumenschrumpf von 6-8 % bei der Aushärtung, der aber durch geeignete Maßnahmen (siehe Füllstoffe) minimiert werden kann.

Härtung der UP-Harze

Zur Aushärtung der UP-Harze sind Initiatoren notwendig, die die Copolymerisation von Polyester und Monomer starten.

Initiatoren sind Moleküle, die unter Einfluss von Licht (UV-Strahlung), Wärme oder einer chemischen Reaktion ein Radikal freisetzen. Dieses Radikal reagiert mit einer ungesättigten Stelle in der Polyesterkette oder Styrol und startet damit eine Kettenreaktion, die (theoretisch) erst dann endet, wenn keine Doppelbindungen mehr vorhanden sind. Bei dieser Kettenreaktion wird Wärme freigesetzt, sie ist exotherm.

Praktisch sind dieser Reaktion jedoch chemische und physikalische Grenzen gesetzt, was bedeutet, das z. B. kaltgehärtete Polyesterharze soweit und sobald wie möglich einem Nachhärteproprozess unterworfen werden sollten. Am gebräuchlichsten sind folgende Härtungsprozesse:

Kalthärtung, üblicherweise beim Teichbau verwendet

Zur Kalthärtung wird dem UP-Harz zunächst ein Beschleuniger zugesetzt, bevor ein Peroxid zugegeben wird. Das gebräuchlichste System ist die Härtung über Kobaltbeschleuniger und Ketonperoxide.

Zur Erzielung von unterschiedlichen Verarbeitungsparametern wie Gelierzeit, Härtezeit und Maximaltemperatur lässt sich dieses System einerseits über die verwendeten Konzentrationen steuern, andererseits aber auch über die beteiligten Ketonperoxide.

Glasfasern

Die bei weitem wichtigste Faserverstärkung ist die Glasfaser, die in unterschiedlichen Zusammensetzungen erhältlich ist.

Hergestellt werden alle Glasfasern aus der Schmelze nach dem Düsenziehverfahren. Hierbei wird das geschmolzene Glas mit ca. 1400 °C durch eine Platin /Rhodium Düse mit bis zu 2500 Bohrungen gezogen, mit Schlichte besprüht und in kleineren Bündeln aufgewickelt.

Danach wird dieser Spinnfaden zu Rovings, Glasfasermatten, Vliesen und anderen Vorprodukten weiterverarbeitet.

In anschließenden Schritten können aus Rovings z. B. Gelege oder Gewebe hergestellt werden.

Die Zusammensetzung der Glasfasern richtet sich nach der Aufgabe. Für gebräuchliche Anwendungen wird das E-Glas verwendet.

Über die Anbindung zur Harzmatrix und die Verarbeitbarkeit in maschinellen Verfahren entscheidet die Schlichte, die immer das bestgehütete Geheimnis aller Glashersteller ist. Hier lassen sich noch einige Parameter wie Tränkbarkeit und Schneidbarkeit der Glasfaser sowie Transparenz und mechanische Werte des Verbundwerkstoffes beeinflussen.

Wichtig ist, die Außentemperatur sollte über 16°C sein, da sonst die Aushärtung Probleme bereiten kann, auch sollte die Luftfeuchte nicht zu hoch sein. Fachleute empfehlen nur in der Zeit von Ende Mai bis Ende September im Außenbereich zu laminieren. Achtung, auch die Temperatur des Untergrundes ist für die fachgerechte Arbeit von Laminat von hoher Bedeutung und sollte 16°C nicht unterschreiten. Beton sollte mehrere Wochen getrocknet sein, und eine Feuchte von weniger als 2% aufweisen.

Die Auswahl des Harzsystems richtet sich sowohl nach der Teichgröße, aber auch nach der Wassertemperatur die im Teich angestrebt wird. Sonnige Teiche können problemlos bis zu 26°C warm werden, weshalb ganz billige Harze von vorne herein wegfallen. Eine hohe Temperatur beschleunigt die Osmosebildung.

Ich würde aufgrund der Hydrolysebeständigkeit auf jeden Fall zum einem Isopthalsäure, Polyester Harz oder wenn es richtig gut werden soll auch zu einem Vinylester Harz raten.

Schlussanstrich (Topcoat / Gelcoat)

Der Topcoat ist die Versiegelung des Laminates, weshalb hier noch einmal besondere Sorgfalt auf die Umgebungsbedingungen gelegt werden muss, dies trifft im Besonderen auf die Umgebungstemperatur zu.

Bevor der Topcoat aufgetragen werden kann ist es wichtig, das Laminat abzuschleifen. Nach dem Laminieren gibt es immer noch Glasfasern die zum Teich hin vorstehen, diese würde später zu Verletzungen bei den Fischen führen.

Die Osmoseanfälligkeit

Im Hinblick auf die Kosten, findet im Teichbau nach meiner Erfahrung fast Ausschließlich UP-Harz auf Ortophthalsäurebasis Anwendung. Die mangelnde Hydrolysebeständigkeit dieser Harze ist nicht von der Hand zu weisen.

Daher ist die Oberflächenbehandlung sprich Versiegelung dieses Materials einen weiteren essenziellen Bestandteil einer dauerhaft haltbaren Beschichtung. Auf Grund der mangelnden Eignung dieser Harze für wasserbelastete Bauteile, ist eine Vorversiegelung zur Vergrößerung der Schichtdicke der Deckschicht unumgänglich. Mit einem einfachen Topcoatanstrich, lässt sich in der Praxis Insbesondere bei steilen Wänden die erforderliche Mindeststärke der Deckschicht von 0,5mm kaum erreichen.

Besser wäre, aus Gründen der Haltbarkeit, hydrolysebeständigere Harze zu verwenden z.B. ein Harzsystem auf ISO NPG Basis zu empfehlen, auch ein Vinylesterharz wäre sehr gut geeignet.  

Damit steigen die Kosten für den Teichbau mit GFK jedoch sehr stark an und damit ist dieses Abdichtungsverfahren im Grunde gegenüber Folie keine Alternative mehr.

Was bei der oben geführten Diskussion über den Topcoat oder Gelcoat völlig außer Acht gelassen wurde ist die Tatsache, dass es bei einem Teichbau unmöglich ist, die Rückseite ebenfalls zusätzlich zu beschichten. Bekanntermaßen ist das Erdreich meistens feucht und der Wasserdampf dringt dann auch durch die Rückseite, bedingt durch die Osmosevorgänge, von dort in das Laminat ein. Deshalb sind Teiche, die nur mit zwei Lagen laminiert wurden auch nach meiner Einschätzung als völlig ungeeignet anzusehen. Die Mindestanzahl an Lagen würde ich mit 4 beziffern.

Aber was ist eigentlich Osmose

In dem Laminierprozess entstehen unterschiedlich verdichtete Laminatteile, die verschieden schnell ausgehärtet sind. Somit entstehen kleine Hohlräume, die den ersten Teil einer möglichen Schädigung ausmachen.

In einem zweiten Schritt dringt Feuchtigkeit in diese Löcher, zum Teil durch einen osmotischen Prozess. Kein Laminat ist komplett dicht, sondern immer dringt Wasserdampf ein. Je besser laminiert wurde, umso langsamer dauert der Prozess. Er entsteht dadurch, dass die Räume ein saures Medium beherbergen, dass durch Reste von Harz, dessen Zerfallsprodukte und andere Chemikalien (der Schlichte u.a.) gefüllt ist.

Osmose wirkt immer dann, wenn zwei Medien verschiedenen Gehaltes an darin gelösten Stoffen durch eine halbdurchlässige Membrane getrennt sind. Die Flüssigkeit durchwandert die Membrane in Richtung saures Medium. In diesem Falle durchdringt das Wasser des Teiches das Gelcoat (Topcoat) in Richtung saurer Bereiche.

Das passiert bei jedem GFK Teich und ist ein ganz natürlicher Prozess und sagt nichts über einen Osmoseschaden aus. Größere Hohlräume füllen sich dann mit Wasser, das sich mit der Säure verbindet. Es entsteht Platzmangel und die Flüssigkeit, die sich immer weiter ausdehnt, will mit Kraft ihren Platz erweitern. Sie dringt dabei wieder zurück, wo sie auf dem Weg dorthin elastisches Material, das Gelcoat, nach außen drückt und somit als Blase auf der Oberfläche erscheint – in diesem Falle entsteht ein Schaden.

Während der osmotische Prozess des Eindringens von Wasser in kleinere Hohlräume also noch als natürlich bezeichnet werden kann, ist das Auffüllen von größeren Hohlräumen und die Verbindung mit größeren Mengen Harz- und Chemikalienresten mit anschließender Aufsprengung der Hohlräume als Schädigung anzusehen. Letztlich führt dies mit der Zeit zur Undichtigkeit des Teiches.

Nachtempern

Um die volle Aushärtung des jeweiligen Harzsystems sicherzustellen, sollte mittels einer Beheizung, gemäß Datenblatt des Herstellers, für die benannte Zeit Temperiert werden, um das nachhärten zu gewährleisten.

Wann darf ein GFK Teich befüllt werden

Ein neuer GFK Teich sollte für mehrere Wochen ohne Wasser stehen. Die chemischen Reaktionen im GFK dauern mehrere Wochen und solange diffundiert Lösemittel nach außen, im Falle eines gefüllten Teiches also auch in das Teichwasser.

Schlussbemerkung

Es gibt leider keine Norm, nach der die Verarbeitung von GFK für den Teichbau geregelt wäre, das macht es so schwierig gute von schlechten Teichbauern zu unterscheiden.

Am besten lassen sie sich die Materialspezifikation zeigen und befragen den Hersteller der Materialien, ob er für die Haltbarkeit eine Garantie geben würde.

Klar ist, nur wenn absolut ohne Feuchtigkeitseinfluss und bei konstanten Temperaturen (von mindestens 16° besser 18°C) gearbeitet wird, und wenn mindestens 4 Lagen Glasfasern fachgerecht verarbeitet wurden, kann der Teich 20 Jahre halten.

Warum 20 Jahre?

Wenn sie den Teich hingegen mit einer PE LD Folie schweißen lassen, dann hält der Teich nach meiner Erfahrung ohne Probleme doppelt so lange, aus diesen Grund und weil es nach meiner Einschätzung keinerlei Vorteile für GFK gibt, empfehle ich, den Teich nicht mit GFK zu beschichten. Ein GFK Teich im Garten erstellt ist immer ein in seiner Qualität undefiniertes Bauwerk, ein Folienteich, wie oben beschrieben, nicht.

Noch eine letzte Bemerkung dazu, googeln sie mal im Internet nach Osmoseschäden an Booten. Sie werden feststellen, dass dies sogar bei Booten, die unter definierten Bedingungen in temperierten Räumen ohne den negativen Einfluss von Feuchtigkeit gefertigt werden, sehr häufig vorkommt. Deshalb wird es bei den Teichen, die unter meist undefinierten Bedingungen gefertigt werden, eher häufiger als seltener sein.

Wenn ihnen ein Teichbauer die Beschichtung mit GFK beim Koiteichbau anbietet, dann nach meiner Erfahrung deshalb, weil er Folie nicht selber schweißen kann. Wenn er ihnen unbedingt GFK verkaufen will, dann würde ich in jedem Fall auf einer Gewährleistungsverlängerung von mindestens 10 Jahren, besser 15 Jahren bestehen. Nach BGB beträgt die Haftung nur 5 Jahre, nach VOB sogar nur 4. Und diese würde ich mit einer Bürgschaft absichern.

Nichts ist ärgerlicher und problematischer als einen bestehenden Teich mit Fischbesatz leer zu machen um die Abdichtung zu erneuern.

Die Erläuterungen zu dem Thema Harze wurden mit freundlicher Unterstützung des SKZ Das Kunststoffzentrum, Köthener Straße 33a, 06118 Halle, www.skz.de erstellt.

Beim SKZ lasse ich auch meine Proben analysieren, wenn ich ein Gutachten über einen defekten GFK Teich erstellen muss.