Platten für Holzbalken und die Korrosion

Bei Hybrid- und BSP-Konstruktionen stellen die Verbinder für Holzbalken ein wesentliches Element für die Stabilität und Gestaltungsfreiheit dar. Jedoch wird ihre Anfälligkeit gegenüber einigen Witterungseinflüssen im Verhältnis zu der des Hauptmaterials, Holz, oftmals unterschätzt. Schrauben, Platten für Holzbalken und andere Elemente aus Metall sind nicht nur funktionelles Zubehör, sondern wesentliche Komponenten, die bei einer Vernachlässigung die Lebensdauer der gesamten Konstruktion beeinträchtigen können. 

Verbinder für Holzbalken können in einigen Fällen besonders anfällig für äußere Faktoren wie Feuchtigkeit, Witterungseinflüsse und chemische Reaktionen zwischen den im Holz enthaltenen Stoffen und dem Metall der Platten sein.  
Diese Aspekte sind in Außenbereichen oder in Umgebungen mit komplexen Bedingungen von entscheidender Bedeutung, beispielsweise in Küstennähe oder Industriegebieten, in denen die Metallwerkstoffe der Platten für Balken aus Holz einer beschleunigten Korrosion unterliegen.  
Eine Planung, welche ebenfalls die Langlebigkeit der Verbindungen berücksichtigt, minimiert den Wartungsaufwand und erhöht die Lebensdauer der gesamten Konstruktion. Aber oft erweist sich die Berechnung dieses Faktors als kompliziert und wird von vielen Planern deshalb vernachlässigt.  

Abhilfe schafft hier eine vereinfachte Bewertung der Risikofaktoren und der umsetzbaren Lösungen. 

Wo Vorschriften nicht ausreichen: Grenzen des Eurocode 5 

Die Vorschriften in Bezug auf bauliche Anforderungen, wie der Eurocode 5 (EN 1995-1-1), bieten eine solide Grundlage für die Holzkonstruktion, indem sie das Konzept der Nutzungsklasse (SC) einführen, um das Verhalten des Materials unter verschiedenen Umgebungsbedingungen zu bewerten. Aber oftmals behandeln sie die Haltbarkeit ausschließlich unter dem Aspekt von Holz an sich und widmen sich weniger der Haltbarkeit der Verbindungen.  
 

 Die vom Eurocode 5 (prEN1995-1-1 - Final Draft 22.01.2021) vorgesehenen Klassen variieren von SC1 (Einsatz in trockenen Innenräumen) bis SC4 (mit direktem Kontakt zum Erdboden oder Süßwasser) und beschreiben das Problem anhand thermo-hygrometrischer Parameter. Dennoch kommen einige grundlegende Aspekte nicht zum Tragen, wie: 

• Atmosphärische Korrosivität: Stoffe wie Chloride oder Schadstoffe können Metalle schnell beschädigen. 

• Holz-Metall-Wechselwirkung: Einige Hölzer, insbesondere behandelte oder stark säurehaltige Arten, beschleunigen den Verfall der Verbinder für Holzbalken. 

• Galvanische Kopplung: Die elektrochemische Korrosion, die durch den Kontakt zwischen verschiedenen Metallen verursacht wird, ist eine mögliche Ursache für Beschädigungen bei Platten für Holzbalken. 

Diese Herangehensweise kann zu unvollständigen Gestaltungsentscheidungen führen, insbesondere wenn es um Bauwerke geht, die komplexen Umgebungsbedingungen unterliegen.  
 
So kann eine Konstruktion in Küstennähe mit hohem Chloridgehalt die Lebensdauer der Verbindungen drastisch reduzieren, wenn bei der Auswahl der Verbinder für Holzbalken keine korrosionsbeständigen Materialien berücksichtigt wurden. 

 

 Die drei grundlegenden Parameter für eine korrosionsbeständige Planung. 

Um die Haltbarkeit der Verbindungen mit Platten für Holzbalken zu gewährleisten, sind drei Hauptvariablen zu berücksichtigen:

1. Nutzungsklasse (SC) nach prEN1995-1-1: Diese legt fest, wie das Holz abhängig von der Umgebungsfeuchte reagiert und beeinflusst die Wahl der Verbindungen. 

2. Korrosionskategorie (C) nach EN ISO 9223: Sie misst den Aggressivitätsgrad der Umgebung und klassifiziert ihn von C1 (trockene und saubere Umgebungen) bis C5 (stark korrosive Umgebungen, wie Küsten- oder Industriegebiete). 

3. Holz-Korrosivitätskategorie (T) nach EN 14592:2022: Sie bewertet das korrosive Potenzial des Holzes selbst von T1 (neutrales Holz) bis T5 (Holz mit hohem Säuregehalt oder chemischer Behandlung). 

 

Durch die Kombination dieser Parameter ergeben sich über 100 verschiedene theoretische Situationen – ein zweifellos komplexes Szenario, das die Planer bei der Bewertung der Korrosionsbeständigkeit von Verbindern für Balken aus Holz entmutigen könnte. 
 

Eine sorgfältige Analyse kann jedoch die Entscheidung für die am besten geeigneten Verbindungen erleichtern. 

 Die Rothoblaas-Haltbarkeitsmatrix: eine einfache Lösung für komplexe Szenarien 

Um dieser Komplexität gerecht zu werden, hat Rothoblaas das Dokument „LOCK: Auswahl des Verbinders und Leitfaden zur Haltbarkeit“ verfasst; eine spezielle Matrix für Verbindungen mit Platten für Holzbalken mit folgenden Eigenschaften: 

• Reduzierung der theoretischen Kombinationen von 100 auf 10 tatsächlich anwendbare Situationen, indem die nicht praxisrelevanten Bedingungen ausgeschlossen werden. 

• Anleitung der Planer bei der Auswahl des am besten geeigneten Schraube-Verbinder-Systems abhängig von den spezifischen Projektbedingungen. 

Die Matrix wurde dank einer detaillierten Analyse der Vorschriften und auf der Basis von 30 Jahren Erfahrung im Bereich der Verbinder für Balken aus Holz entwickelt. Dieses Tool bietet eine erhebliche Vereinfachung und hilft den Planern, Fehler zu vermeiden und die am besten geeigneten Materialien auszuwählen.  

Die Lösungen von Rothoblaas: LOCK T MINI und LOCK T MIDI 

Unter den von Rothoblaas angebotenen Lösungen sind die Verbinder LOCK T MINI und LOCK T MIDI in der Lage, die Herausforderungen an Haltbarkeit zu erfüllen: 

• Sie sind in zwei Hauptversionen erhältlich: 

• Unbehandeltes Aluminium: Für Anwendungen im Innenbereich oder bei unproblematischen Bedingungen. 

• Aluminium mit Pulverbeschichtung: Ideal für Umgebungen mit hoher atmosphärischer Korrosivität. 

• Dabei sind sie mit einer Reihe von Schrauben kompatibel, die für verschiedene Anforderungen optimiert sind: 

• Schrauben aus Kohlenstoffstahl mit galvanischer Verzinkung: Eine wirtschaftliche Lösung für moderate Bedingungen. 

• Schrauben mit Beschichtung C4 EVO: Entwickelt für stark korrosive Umgebungen. 

• Schrauben aus martensitischem Edelstahl (AISI 410): Geeignet für saure Hölzer (Klasse T4) in mäßig aggressiveren Umgebungen. 

 

Jede der beiden Verbinderversionen kann mit jedem Schraubentyp kombiniert werden. Dank dieser Kombinationen bieten die Verbinder LOCK eine vielseitige und zuverlässige Lösung für jeden Projekttyp. 

 

Anwendung der Matrix Auswahl des Verbinders und Leitfaden zur Haltbarkeit: ein praktisches Beispiel 

Nehmen wir an, eine den Witterungseinflüssen ausgesetzte Überdachung mit den folgenden Parametern zu entwerfen: 

• Nutzungsklasse SC3: Bauwerk, das Regen, aber keiner Staunässe ausgesetzt ist. 

• Holz-Korrosivitätsklasse T3: Standardholz, unbehandelt (z. B. Fichtenholz). 

• Atmosphärische Korrosionskategorie C2: Ländliche Umgebung, entfernt vom Meer und mit geringer Verschmutzung. 

In diesem Fall schlägt die Matrix die folgende Konfiguration für die Verbinder für Holzbalken vor: 

• Verbinder: LOCK T in der Standardausführung. 

• Schraube: Mit Beschichtung C4 EVO, um die Festigkeit und Langlebigkeit der gesamten Verbindung sowie der Platten für Holzbalken zu gewährleisten 

Die Planung von langlebigen Verbindungen erfordert eine Perspektive, die über die normativen Vorgaben hinausgeht sowie eine sorgfältige Bewertung der operativen Bedingungen. Dank der Matrix zur Haltbarkeit der Verbinder LOCK T bietet Rothoblaas klar verständliche Anweisungen und zuverlässige Instrumente, um die Entscheidungsfindung zu vereinfachen sowie dauerhaft solide und sichere Konstruktionen zu gewährleisten. 

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