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Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2 3.3 Brettschichtholz (BSH) Brettschichtholz als veredeltes Holzprodukt besteht aus mindestens drei faserparallel verklebten, technisch getrockneten Brettern oder Brettlamellen aus Nadelholz. Die maximal zulässige Dicke der einzelnen Bretter oder Lamellen beträgt 42 mm bzw. 33 mm bei klimatisch beanspruchten Bauteilen. Brettschichtholz lässt sich industriell in sehr großen Dimensionen herstellen, aufgrund der flächigen Verklebung einzelner Lamellen sind Sonderformen sowie gekrümmte oder verdrehte Bauteile möglich. Durch die Vorfertigung zusammengesetzter Teile lässt sich im Falle chemischer Beanspruchungen die Anzahl notwendiger metallischer Verbindungsmittel auf ein Minimum reduzieren. Abbildung 3.4 zeigt das Ausführungsschema für die Tragkonstruktion einer Streuguthalle. Die einzelnen Gelenkrahmen sind in Brettschichtholz errichtet, die Rahmenecken wurden keilgezinkt ausgeführt. Der Einsatz metallischer Verbindungsmittel konnte somit auf die Bereiche Fundamentanschluss und Firstpunkt reduziert werden. Im Bedarfsfalle kann ein vorbeugender chemischer Holzschutz ausgeführt werden. Die Hersteller von Brettschichtholz unterliegen einer Eigen- und Fremdüberwachung. Die üblichen Klebstoffarten sind Harnstoffharz, modifiziertes Melaminharz, Phenol- Resorcinharz sowie Polyurethan. Für Bauteile, welche chemisch-aggressiv stark beansprucht werden, kann die Klebstoffgattung auf die zu erwartende Beanspruchung abgestimmt werden. Zur Herstellung von Brettschichtholz sind die Holzarten Fichte, Lärche, Douglasie, Kiefer, Tanne und Yellow Cedar zugelassen. 3.4 Weitere Volholzprodukte Weitere industriell hergestellte geklebte Nadel-Vollholzprodukte sind Balkenschichtholz aus zwei oder drei faserparallel verklebten Bohlen oder Kreuzbalken. Letztere sind ebenfalls faserparallel verklebt und setzen sich aus vier Viertelholz ähnlichen Segmenten zusammen. 10 Abbildung 3.4 Schematische Darstellung Gelenkrahmen einer Streuguthalle in BSH. Reduzierung von metallischen Verbindungsmitteln durch keilgezinkte Rahmenecken 4 Konstruktive Holzwerkstoffe Holzwerkstoffe werden in Pressen aus unterschiedlich großen Holzteilen wie Brettern, Stäben, Furnieren, Furnierstreifen, Spänen oder Holzfasern unter Zugabe von Klebstoffen oder mineralischen Bindemitteln in Platten- oder Trägerform hergestellt. Holzwerkstoffe weisen eine große Homogenität auf mit nur geringer Streuung der Materialeigenschaften. Durch gezielte Anordnung der einzelnen Holzbestandteile können Belastungen in den einzelnen Bauteilebenen optimiert werden. Das Quell- und Schwindverhalten bei Holzwerkstoffen fällt in der Regel deutlich geringer aus als bei Massivholz. Holzwerkstoffe werden im Regelfall in Standardabmessungen hergestellt, dabei können auch sehr große Formate realisiert werden. Die Herstellung unterliegt einer Eigen- und Fremdüberwachung, alle Produkte sind kennzeichnungspflichtig. Entsprechend den technisch-physikalischen Anforderungen sowie möglichen ästhetischen und gestalterischen Gesichtspunkten kann aus einer großen Zahl unterschiedlicher Produktgattungen ausgewählt werden: • Mehrschichtplatten 3- oder 5-lagig • Bau-Furniersperrholz • Bau-Furniersperrholz aus Buche • Furnierschichtholz • Brettsperrholz • Furnierstreifenholz • Spanstreifenholz • OSB-Platten • Flachpressplatten • Harte Holzfaserplatten • Mittelharte Holzfaserplatten • Weiche Holzfaserdämmplatten • Zementgebundene Flachpressplatten • Gipsgebundene Flachpressplatten • Gipsfaserplatten • Gipskartonplatten • Holzwolle-Leichtbauplatten • weitere Sonderausführungen. Für den Einsatz von Holzwerkstoffen in chemisch-aggressiver Umgebung lassen sich je nach Medium und Beanspruchungsgruppe gezielt Sortimente auswählen. Dabei sind Plattenwerkstoffe in der Lage, Aufgaben zu Standsicherheit, Raumteilung und Gestaltung in sich zu vereinen und ermöglichen auch deshalb besonders wirtschaftliche Bauten.
Dauerhafte Holzbauten bei chemisch-aggressiver Beanspruchung holzbau handbuch Reihe 1, Teil 8, Folge 2 5 Verbindungsmittel und Anschlussarten Verbindungen und Anschlüsse an tragenden Holzbauteilen sind gemäß DIN 1052 rechnerisch nachzuweisen. Im dort enthaltenen Kapitel „Anforderungen an die Dauerhaftigkeit“ findet sich der Hinweis, dass ausgehend von der zu erwartenden Beanspruchung an metallische Bauteilen Maßnahmen gegen Korrosion zu ergreifen sind. Zu diesen Maßnahmen zählen u.a. Metallüberzüge, Beschichtungen, nichtrostende Stähle, Gussteile oder Kunststoffe. Überdies sind konstruktive Abdeckungen oder der primäre Einsatz von Holz-Holzoder Klebstoff-Verbindungen im Einzelfall zu prüfen. Die Erfahrung zeigt, dass an Bauten mit chemisch-aggressiver Beanspruchung der Auswahl der Verbindungsmittel eine übergeordnete Bedeutung zukommt. Bereits in der Tragwerksplanung sollte soweit als möglich auf einen geringen Anteil von Stahl-Verbindungsmitteln geachtet werden. Bei deren Auswahl sind die jeweils gültigen bauaufsichtlichen Zulassungen als Arbeitsgrundlage zu verwenden. Die Wirtschaftlichkeit von Bauwerken in chemischaggressiver Umgebung wird durch die Kosten der Neuanschaffung sowie in besonderer Weise durch Wartungs- und Instandhaltungsaufwendungen bestimmt. Die Auswahl eines „billigen“ Verbindungsmittels kann, bezogen auf die Lebensdauer eines Bauwerkes, teuer zu stehen kommen. Auftraggeber und Fachplaner sollten bereits in der Projektierungs- und Ausschreibungsphase die Gesamtbilanz aus Anschaffungs- und Unterhaltskosten bei Festlegung der Konstruktion einbeziehen. Bei der Anordnung von metallischen Verbindungsmitteln, insbesondere für Stahlblechformteile, sollten Aspekte der späteren Wartung und Instandhaltung berücksichtigt werden. Je nach Art der Beanspruchung in chemisch-aggressiven Medien können Verbindungsmittel und Anschlüsse etwa mit einer Holzabdeckung versehen werden. Auch ist eine gezielt offene Anordnung für Kontrollzwecke oder einfachen Austausch denkbar. Abbildung 5.1 stellt drei Ausführungstypen eines biegesteifen Längsstoßes von Holzträgern dar. In Variante a) ist eine Stoßausbildung mit Dübeln und einem eingeschlitzten Blech dargestellt, wie sie im Ingenieurholzbau häufig Anwendung findet. Variante b) zeigt einen zweiseitigen Holzanschluss mit Nägeln oder Dübeln. Die offenliegenden punktförmigen Metalloberflächen können in sehr einfacher Weise mit einer Abdeckung versehen werden. Variante c) zeigt seitlich aufgenagelte Blechlaschen, die sehr gut optisch kontrolliert werden können. Zugleich ist ein späterer Austausch der Verbindung ohne Lageveränderung der Holzteile möglich. Variante a) Eingeschlitzte Blechlasche mit Dübel Variante b) Zweiseitige Holzlasche angenagelt Variante c) Seitlich aufgenagelte Blechlaschen Abbildung 5.1 Ausführungsvarianten von biegesteifen Zuganschlüssen 5.1 Unlegierter Stahl Bei aggressivem Innenklima ist an unlegierten Stählen ein besonderer Korrosionsschutz erforderlich. Der Katalog für zulässige Beschichtungen und Schutzmaßnahmen ist sehr umfangreich und kann den jeweils zutreffenden Normen entnommen werden. Tabelle 5.1 zeigt einen Auszug aus E DIN 1052, hier sind mögliche Schutzmaßnahmen in Abhängigkeit zu den klimatischen Bedingungen gelistet. Die Verarbeitung feuerverzinkter Verbindungsmittel wie auch von zusätzlichen Beschichtungen oder Abdeckungen erfordert Erfahrung und Sorgfalt bei der Ausführung. Wenn auch bei ordnungsgemäßem Einbau der Verbindungsmittel und bei planmäßiger Nutzung des Bauwerkes eine Beschädigung der Schutzschichten nicht ausgeschlossen werden kann, ist der Einsatz alternativer Verbindungen etwa aus nichtrostendem Stahl zu überprüfen. 5.2 Nichtrostender Stahl Nichtrostender Stahl kann bei korrosiven Beanspruchungen Vorteile gegenüber unlegierten Stählen besitzen, da ein zusätzlicher Korrosionsschutz in aller Regel nicht erforderlich ist. Nichtrostende Stahlsorten bestehen vornehmlich aus Eisen, Chrom und Nickel. Für die Korrosionsbeständigkeit ist insbesondere Chrom von Bedeutung. In Verbindung mit Chemikalien kann eine Veränderung der Feinstruktur von Stahl eintreten. In Abhängigkeit zur Beschaffenheit der Chemikalien können sich am Stahl durch chemische Reaktionen Säuren bilden, welche den Korrosionsprozess nochmals verstärken. Deshalb ist auch bei der Verwendung von nichtrostenden Stählen im Einzelfall die bauaufsichtliche Zulassung zu prüfen. So darf rostfreier Stahl grundsätzlich nicht in chlor- oder chlorwasserstoffhaltiger Atmosphäre eingesetzt werden. Weitere Einschränkungen können an geschweißten Stahlteilen oder bei Verankerungen in Beton vorliegen. Bei direktem Kontakt zwischen nichtrostendem und unlegiertem Stahl und dem Vorhandensein von Lösungen, z.B. Wasser, besteht in den Berührungsflächen Korrosionsgefahr am unlegierten Stahl. Solche direkte Kontaktflächen sollten deshalb vermieden werden. 11
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