e.innovation Themenreihe: Befestigung auf Stahl

 

Wir setzen die Themenreihe „Befestigung auf Stahl” fort.

Der erste Teil der Serie befasste sich mit der Frage, wie Sie Hilti Technologien jetzt in der Konstruktion von Maschinen einsetzen können. (e.innovation Nº 4 | Januar 2018)

Im zweiten Teil beleuchten wir Befestigungen an bestehenden Konstruktionen. Stahl spielt rund um die Welt als bauliches und architektonisches Element eine herausragende Rolle. Seine vielfältigen Anwendungsgebiete bedeuten aber auch unterschiedlichste Anforderungen an Befestigungslösungen. Denn sowohl die Bauelemente als auch die Befestiger sind zwischen Innenanwendungen und dem Einsatz im Außenbereich unterschiedlichsten Belastungen ausgesetzt, von Vibrationen bis Korrosion.

Wir wünschen viel Spaß beim Lesen und Entdecken!

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e.innovation Themenreihe: Befestigung auf Stahl

NIET- UND NAGELFEST – IN JEDER SITUATION

Hilti Befestigungslösungen für Stahl an bestehenden Strukturen widerstehen allen Belastungen

Salzige Gischt spritzt Jahr um Jahr über den Gitterrost-Laufsteg eines Offshore Windparks. In einer Fabrikhalle läuft ein Mitarbeiter neben einem Förderfließband auf einer rutschfesten Riffelblech-Plattform entlang. Die Glas-Stahlfassade der Kings‘ Cross Station in London vereint Eleganz und Funktionalität für eine lichtdurchflutete Empfangshalle. Im Fußballstadion feuern die Fans ihr Team auch bei Regen an. Denn dank Entwässerungsrinnen bleibt das Spielfeld auch bei schlechtem Wetter bespielbar.

Die Liste an Beispielen für die enorme Anwendungsvielfalt von Stahlelementen lässt sich beliebig fortsetzen. Stahl spielt rund um die Welt als bauliches und architektonisches Element eine herausragende Rolle. Und wo Stahlelemente befestigt werden, sind die Befestigungselemente besonderen Belastungen ausgesetzt: Von den häufig sehr hohen Lasten abgesehen, setzen Korrosion, Vibrationen und Windlasten den Befestigern zu.


Keine Angst vor Korrosion

Stahl ist im Außenbereich korrosionsanfällig. So anfällig, dass gut ein Fünftel der jährlichen Stahlproduktion weltweit nur dafür genutzt wird, durch Korrosion geschädigte Stahlelemente zu ersetzen.

Regen, Luftfeuchtigkeit, extreme Temperaturen, aber auch Salz, Kohlenstoffdioxid und sogar UV-Strahlung belasten den Werkstoff. Rost, Lochfraß und Risse im Stahlelement sind die Folge.

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Soll ein Stahlelement in korrosiven Umgebungen also lange halten, muss es geschützt werden. Übliche Methoden für Korrosionsschutz sind Verzinkung bzw. Feuerverzinkung oder das Anbringen von – teils zweifachen – Schutzschichten. Eine andere Lösung ist die Verwendung von Edelstahl der Klasse A4, der so gut wie gar nicht korrosionsanfällig ist.

 

Hilti Befestigungslösungen auf Stahl: Langlebig, ausgiebig getestet

Was für Bauelemente aus Stahl gilt, gilt erst recht für die Befestigungen. Denn diese sind zusätzlich zu Korrosionsgefahren auch Belastungen wie Windlasten und Vibrationen ausgesetzt. Deshalb führen wir für alle unsere Befestigungselemente aus Stahl umfangreiche Labor-und Feldtests durch. Manche dieser Tests laufen seit beinahe 40 Jahren.

 

Unsere Test-Standorte prüfen Korrosionswerte unter unterschiedlichsten Bedingungen:

 

 

Wie wir unsere Stahlbefestiger auf Korrosionsresistenz testen

Hilti führt umfassende Labor- und Feldstudien zum Thema Korrosion durch: Von Salzgischt-Tests über Temperatur- und Luftfeuchtigkeitstests, die einen Jahreszyklus imitieren, bis zu UV-Radiation-Tests im Labor.

Ein Langzeittest läuft zum Beispiel seit den 1980er Jahren in unserem Standort in Le Havre in Frankreich: Hier testen wir nicht nur das Korrosionsverhalten unserer Befestigungselemente, sondern auch deren langfristige Funktionsfähigkeit. Die Befestigungselemente, insbesondere Anker, werden in Beton gesetzt. Nach einer gewissen Zeitspanne werden die verbleibenden Belastungswerte in Auszugsversuchen gemessen.

Schwingungen sind kein Problem

Ein gutes Beispiel für Stahlelemente, die in der Industrie eingesetzt werden, sind Gitterroste und Riffelbleche: Als licht- und luftdurchlässige Laufbühne, Podest oder sogar als Stockwerksunterteilung zwischen schweren, mehrstöckigen Maschinen sorgen sie für sichere, rutschfeste und saubere Arbeitsflächen. Auch als Treppenmaterial in großen Industriehallen ist der Gitterrost beliebt.

Hier sind die Materialien für den Gitterrost und für die dafür benötigte Befestigung keinen besonderen korrosiven Herausforderungen ausgesetzt. Beachtet werden müssen dagegen mögliche Vibrationslasten, die Laufgerüste, Podeste oder Absturzsicherungen erschüttern.

Dabei ist es wichtig, dass nur das Element vibriert, in dem die Befestigungslösung verankert ist, also zum Beispiel Stahlträger und Gerüste. Für eine sichere, langlebige Befestigung darf das zu befestigende Element nicht gegen den Widerstand des Untergrundes schwingen. Ein Beispiel wäre ein befahrbarer Gitterrost in einem Parkhaus, der durch die fahrenden Autos in Schwingungen versetzt wird, während das Gerüst statisch bleibt.

Gearbeitet wird hier meist mit speziellen, verzinkten Befestigern und Schraubverbindungen. Bei diesen Befestigungslösungen im Innenbereich und mild korrosivem Außenbereich liegt der Fokus auf der Wirtschaftlichkeit und der einfachen Verarbeitung der Befestigungselemente.

Windlasten

Das größte Einkaufszentrum Europas, das Canopy Westfield Village in London, beeindruckt mit den geschwungenen Linien seiner Stahl-Glas-Fassade. Eine Herausforderung für die Befestigungselemente, denn zusätzlich zur Korrosionsgefahr und hohen Traglasten kommt bei Gebäudefassaden die Windlast.

Starke Winde werden schnell zum Stresstest für die Fassadenbefestigung. Dabei spielen die Höhe, die Form und die Umgebung des Gebäudes eine wichtige Rolle bei der Berechnung der zu erwartenden Windlasten, die auf die Fassadenunterkonstruktion einwirken.

Und weil selbst das Abfallen eines winzigen Fassadenteils fatale Folgen haben kann, müssen die Befestigungslösungen für Fassaden auf Stahlträgern hundertprozentig sicher sein – nicht nur, was den Korrosionsschutz betrifft.

Um hier korrosionsfrei, zulassungskonform und gleichzeitig produktiv arbeiten zu können, werden im Außenbereich Befestigungselemente aus hochwertigem Edelstahl oder feuerverzinktem Stahl benutzt.