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Fassadentechnik_03_2018

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technik Klebtechnik

technik Klebtechnik Verbindung mit Versagensmonitoring Im Hochbau wird viel geklebt. Das Thema hat erheblich an Dynamik gewonnen. Interessanter und anspruchsvoller als die Tapete an der Wand und die Fliese im Bad, sind aber statisch wirk same und tragende Klebverbindungen. Architektonisch und technisch höchst anspruchsvolle sowie innovative Gebäudefassaden, wie die Titanblechfassade des Guggenheim-Museums in Bilbao wären ohne die Klebtechnik so nicht realisierbar gewesen. Bild: FMGB Guggenheim Bilbao Museoa 28 fassadentechnik 3/2018

Kleben ermöglicht die zuverlässige Verbindung gleicher genauso wie unterschiedlicher Materialien mit einem Klebstoff und ist damit essenziell für den voranschreitenden Multimaterial-Leichtbau. Neben der Mechanik integrieren Klebverbindungen spezifische Anforderungen: Sie können Wärme leiten, elektrisch isolieren, dichten oder Toleranzen überbrücken. Fachgerecht ausgelegte Klebprozesse integrieren sich störungsfrei eine Serienfertigung. Im Unterschied zum Schweißen schwächen Klebverbindungen die mechanischen Eigenschaften der Fügeteile nicht. Klebverbindungen lassen sich durch die Prozessgestaltung mit hoher Qualität absichern. Aus diesen Gründen hat sich das Kleben in den letzten Jahrzehnten branchenübergreifend durchgesetzt und auch im Hochgbau Terrain gutgemacht. Die Redaktion sprach zu diesem Thema mit Dr. Till Vallée, der im Fraunhofer IFAM die Arbeitsgruppe Kleben am Bau leitet. Das Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) forscht in sieben Kernkompetenzen. Kleben, als zukunftsweisendes Fügeverfahren des 21. Jahrhunderts, ist eine dieser Kernkompetenzen. Herr Dr. Vallée, am Bau wird viel geklebt, denkt man an Fußböden, Dämmung, Fliesen oder Dampfsperrfolien. Zunehmend in den Blickpunkt geraten aber statisch wirksame und tragende Klebverbindungen. Wie sieht hier die Entwicklung beim Kleben am Bau aus? Das Thema Kleben am Bau, im Sinne von planmäßig lastabtragendem Verbindungsmittel, gewinnt in den letzten Jahren zunehmend an Gewicht, sowohl in der Forschung als auch in der baupraktischen Anwendung. In manchen Branchen, wie im Holzbau, wird ja schon seit über hundert Jahren statisch wirksam geklebt, zum Beispiel beim Brettschichtholz wo aus einzelnen Holzlamellen sehr große Bauteile hergestellt werden. Ein anderes Beispiel, auch aus dem Holzbau, stellen eingeklebte Stäbe dar, die sich als äußerst effektives Mittel erwiesen haben, um hohe Lasten zu übertragen. Ansonsten muss gesagt werden, dass das Kleben im Bauwesen momentan eher in Nischenanwendungen Einsatz findet, zum Beispiel bei der nachträglichen Verstärkung von Bauwerken mit Hilfe von Stahl- oder CFK-Lamellen. Dagegen werden bei Anwendungen wie dem Structural Glazing, wenn es nach dem Willen der ETAG 002 geht, Klebverbindungen nicht lastabtragend wirken und müssen durch mechanische Verbindungen „gesichert“ werden. Die Forschung hat wiederholt gezeigt, dass Klebverbindungen für fast alle Materialpaarungen das Potential besitzen, deutlich leistungsfähiger zu sein als mechanische Verbindungsmittel. Eine additive mechanische Verbindung wird dann „psychologisch“ als „Angstniet“ in die Konstruktion eingebracht. Ein Beispiel unter tausenden ist das statisch wirksame Kleben von Stahlrohen, bei denen wir zeigen konnten, dass bereits geringfügige Überlappungslängen von ein bis zwei Rohrdurchmessern höhere Traglasten aufweisen als die Rohre selbst. Der Stahlwerkstoff der Rohe fließt unter den aufgebrachten Lasten, die Klebung hält. Ein Vorteil des Klebens als Fügetechnik ist es, ohne Schwächung der zu verbindenden Grundmaterialien auszukommen. Welche weiteren Vorteile des Klebens sehen Sie? Das Kleben wird gerne mit dem Argument verbunden es würde die Grundmaterialien nicht schwächen. Dieses Argument ist zwar ikonisch, skizziert aber nur einen der Vorteile des Klebens. Viel wichtiger ist die Fähigkeit grundlegend verschiedene Werkstoffe kraftschlüssig miteinander zu verbinden, zum Beispiel Metalle mit Glas oder Holz mit Beton. Das Kleben bietet in den oben genannten Beispielen Vorteile, da einer der beiden Werkstoffe spröde ist. Weitere Vorteile werden im Vergleich zu alternativen Verfahren deutlich. Ich nenne Ihnen ein paar Beispiele: Im Stahlbau, wo zunehmend höherfeste Stähle zum Einsatz kommen, würde Schweißen eine lokale Veränderung des Gefüges hervorrufen, was Klebverbindungen vermeiden. Additiv können Klebverbindungen neben dem Lastabtrag, zusätzliche Funktionen übernehmen, wie zum Beispiel Dichtigkeit, mechanische Dämpfung, elektrische Leitfähigkeit oder das Versagensmonitoring. Um den höchstmöglichen Nutzen aus Klebverbindungen zu erzielen ist es allerdings für entwerfende und planende Bauingenieure nötig, möglichst früh Klebspezialisten aufzusuchen. fassadentechnik 3/2018 29