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Es kommt drauf an, was man draus macht - Die neue Quadriga

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Fertigbau
Es kommt drauf an, was man draus macht
Zementgebundene Spanplatten – Anforderungen und Einsatzbereiche
Innovationen kommen nicht von alleine. Ein innovatives Produkt benötigt innovative Anwendungstechniker. Die zementgebundene Spanplatte,
kurz ZSP, ist sicherlich kein neues Produkt mehr,
wohl aber sind die Vorteile in der Anwendung
kaum bekannt. Sicherlich ist die ZSP ein Nischenprodukt unter den Holzwerkstoffen, dennoch mit
vielen Vorteilen für problematische Anwendungsbereiche.
Neben den Vorteilen
einer üblichen Holzwerkstoffplatte, hat die ZSP
deutlich mehr zu bieten:
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Autor:
Dipl.-Ing. E. U. Köhnke,
ö.b.v. Sachverständiger
für den Holzhausbau
Dr.-Ing. Holger Schopbach,
Bundesbildungszentrum,
Kassel
46
4/2009
Sie ist durch die zementäre Bindung der Holzspäne frei von Klebstoffen (Leimen).
Sie benötigt wegen der
zementären Bindung in
keiner Anwendungsklasse Holzschutzmittel
gegen pflanzliche und tierische Schädlinge; also
ein absolut ökologisches
Produkt.
Sie ist darüber hinaus
nicht nur wetterbeständig, sie ist sogar verrottungsfest.
Sie ist alkalisch und
dadurch, im Gegensatz zu
üblichen Holzwerkstoffen, kaum einem Schimmelpilzrisiko ausgesetzt.
Sie ist schwerentflammbar klassifiziert, aber bei
Bedarf auch als nicht
brennbare Holzwerkstoffplatte (Baustoffklasse A)
erhältlich.
Nur eine (negative)
Eigenschaft von Holzwerkstoffen hat sie trotz der vielen Vorteile: sie quillt und
schwindet ebenso wie übliche bekannte Holzwerkstoffe. Gerade der Vorteil der
hohen Resistenz verführt
den Anwender häufig dazu,
die Platten vor und während der Verarbeitung bedenkenlos hoher Feuchte
auszusetzen, welche sie zwar
nicht schädigen aber genau,
wie auch bei anderen Holzwerkstoffen, mit Formände-
rungen quittiert. Es gibt
eben keine Rose ohne Dornen!
Sicherlich ist auch das
höhere Gewicht und die
etwas schwerere Be- und
Verarbeitung gegenüber
anderen Holzwerkstoffen
ein weiterer Dorn.
Die ZSP ist somit sicher
kein Konkurrenzprodukt zu
üblichen Holzwerkstoffen,
sie erschließt aber weitere
Einsatzbereiche und hilft in
vielen Bereichen die üblichen Probleme von Holzwerkstoffen zu beherrschen.
Teil I: Die zugehörigen
Regelwerke
Zementgebundene
Spanplatten DIN EN 633
Zementgebundene Spanplatten werden in DIN EN
633 definiert. Es handelt
sich dabei um einen plattenförmigen Holzwerkstoff,
der durch Verpressen von
kleinen Teilen aus Holz
oder anderen Teilchen
pflanzlichen Ursprungs mit
einem hydraulischen
Zement (Portlandzement)
und möglichen Zusätzen
hergestellt wird.
Zementgebundene Spanplatten können nach ver-
Abb. 1:
Zementgebundene Spanplatten zur Ausfachung von Fachwerkkonstruktionen
schiedenen Merkmalen
klassifiziert werden:
● nach dem Bindemittel
➣ gebunden mit Portlandzement (PZ)
➣ gebunden mit
Magnesiazement
● nach der Oberflächenbeschaffenheit
➣ roh (ungeschliffen),
eben oder strukturiert
➣ geschliffen
➣ beschichtet, nass- oder
pulverbeschichtet
➣ beplankt mit festem
Material (z. B. Laminat,
Folie)
● nach der Färbung
➣ eingefärbt
➣ eigenfarbig
● nach der Form
➣ mit planer Oberfläche
und geraden Schmalflächen
➣ mit profilierter Oberfläche
➣ mit profilierten
Schmalflächen
Fertigbau
Abb. 2b:
Wandelemente nach der
Montage auf der Baustelle
Abb. 2a:
Wandelemente mit ZSP
in der Produktion
Die allgemeinen Anforderungen DIN EN 634
Teil 1 der DIN EN 634
regelt allgemeine Anforderungen bei Auslieferung
sowie die zugehörigen Prüfverfahren.
Teil 2 enthält Anforderungen an festgelegte
Eigenschaften wie beispielsweise Rohdichte oder Biegefestigkeit sowie die zugehörigen Prüfverfahren.
Weiterhin sind Regelungen
zum Konformitätsnachweis
sowie zur Kennzeichnung
der Platten aufgeführt.
DIN EN 634-2 gilt lediglich für mit Portlandzement
gebundene Platten. Platten,
die mit einem anderen Zement als Portlandzement
hergestellt worden sind,
können dieser Norm entsprechen, wenn die Prüfergebnisse nach EN 13986
angegeben werden. Zukünftig werden möglicherweise
weitere Teile von EN 634
erarbeitet, um andere Zement-Typen oder andere
Materialien zu berücksichtigen.
Die Holzwerkstoff-Deckelnorm DIN EN 13986
Um die Einhaltung der in
Anhang 1 der Bauproduktenrichtlinie definierten
wesentlichen Anforderungen sicherzustellen, wurde
DIN EN 13986 „Holzwerkstoffe zur Verwendung im
Bauwesen – Eigenschaften,
Bewertung der Konformität
und Kennzeichnung“ erarbeitet.
DIN EN 13986 definiert
verschiedene Holzwerkstoffe für die Verwendung im
Bauwesen und legt deren
wesentliche Eigenschaften
fest. Die Norm beschreibt
geeignete Prüfverfahren zur
Bestimmung dieser Eigenschaften für Holzwerkstoffe
(die roh, beschichtet, furniert oder lackiert sein dürfen) und benennt die jeweiligen Produktnormen, in
denen die Produktionsanforderungen an die verschiedenen Holzwerkstoffe
geregelt sind. Darüber hinaus beschreibt DIN EN
13986 die Bewertung der
Konformität, mit der belegt
wird, dass die Holzwerkstoffe die an sie gestellten Anforderungen erfüllen, sowie
die Art der Kennzeichnung.
In Ausschreibungen sind
die Kennzeichnung und Bewertung der Platteneigenschaften gemäß DIN EN
13986 zugrunde zu legen.
ZSP wird in die technischen Klassen 1 und 2
eingestuft. Klasse 1 hat
gemäß 634-2 einen BiegeElastizitätsmodul von
4500 N/mm², Klasse 2
dagegen von 4000 N/mm².
Die Anwendungsnorm
DIN V 20000-1
Zusätzlich zu den in DIN
EN 13986 definierten An-
forderungen sind auf nationaler Ebene weitere Erfordernisse, wie beispielsweise
Formaldehydabgabe und
Holzschutzmittelbehandlung, zu beachten. Ergänzend ist daher in Deutschland die nationale Anwendungsnorm für CE-gekennzeichnete Holzwerkstoffe,
die DIN V 20000-1
„Anwendung von Bauprodukten in Bauwerken –
Teil 1: Holzwerkstoffe“ zu
berücksichtigen. DIN V
20000-1 enthält keine erweiterten Angaben zu
zementgebundenen Spanplatten.
Die Statik DIN 1052
Zementgebundene Spanplatten zählen entsprechend Abschnitt 3.1.10 zu
den Holzwerkstoffen im
Sinne der 1052. Zementgebundene Spanplatten für
tragende und aussteifende
Zwecke müssen die Anforderungen sämtlicher vorgenannter Normen erfüllen.
Sie müssen bei tragenden
Zwecken eine Mindestdicke
von 8 mm aufweisen und
dürfen in den Nutzungsklassen 1 und 2 verwendet
werden. In der Fassung
2004-08 war die Verwendung noch in allen Klassen
möglich.
Abschnitt 8.6.1 der
Norm enthält in Tabelle 5
Angaben zur maximal wirksamen Breite der Beplan-
kung unter Berücksichtigung der Schubverformung
und des Ausbeulens für
Verbundträger und Tafeln.
Diese Werte sind identisch
mit denen von OSB-Platten
und wichtig für die Nachweise von scheibenartig
beanspruchten Tafeln
(Wand-, Dach- und
Deckentafeln im Holzrahmenbau). Für den Tafelnachweis sind die Tragfähigkeiten der Verbindungsmittel von besonderer
Bedeutung. Hierzu finden
sich allerdings keine Angaben zu den Lochleibungsfestigkeiten von zementgebundenen Spanplatten in
DIN 1052.
Ohne weiter Informationen (z. B. in Form von
Prüfzeugnissen oder einer
allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung) ist es
daher nicht möglich, die
Tafeltragfähigkeiten bei der
Verwendung von zementgebundenen Spanplatten
nach aktueller DIN 1052 zu
bestimmen. Auch die Mindestrandabstände sind nicht
in Abschnitt 12.5.3 (14)
definiert und angegeben.
Bei der Verwendung von
Schrauben mit einem Gewinde nach DIN 7998 oder
allgemeiner bauausichtlicher Zulassung sind die
Platten stets vorzubohren.
Für maschinell eingetriebene Klammern oder Nägel
müssen laut Herstelleranga4/2009
47
Fertigbau
* 200
* 150
Abb. 3:
ZSP als Verrottung sicherer
Schwellenersatz
(condetti®-Hauptdetail,
Heft 7/2007)
ben die Löcher nicht vorgebohrt werden, bei Handnagelung dagegen schon.
Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte für eine tragende Verwendung sind in
Anhang F, Tabelle F.19 definiert. Die Modifikationsbeiwerte kmod und Verformungsbeiwerte kdef sind
identisch mit denen von
kunstharzgebundenen
Spanplatten sowie Faserplatten vom Typ HB.HLA2
und in den Anlagen F1 sowie F2 definiert.
Teil II: ZSP in der Praxis
Der Brandschutz
DIN 4102
Duripanel B1 vom Hersteller Eternit darf gleichwertig
mit Holzwerkstoffplatten in
allen in DIN 4102, Teil 4,
Abschnitt 4.12 klassifizierten Wänden in Holztafelbauweise, sowie in allen in
Abschnitt 5 klassifizierten
48
4/2009
Abb. 4:
ZSP als untere Deckenbeplankung über Kriechkellern
(condetti®-Hauptanteil,
Heft 2/2005)
Decken und Dächern verwendet werden. Dies entspricht einer Gleichwertigkeit von Duripanel B1 mit
Holzwerkstoffplatten mit
einer Rohdichte über 600
kg/m3. Dies ist durch die
„Gutachtliche Stellungnahme 803/MO/Schu“, das
„Prüfungszeugnis 84891“
und die „Gutachtliche Stellungnahme 105/MO/Schu“
der Amtlichen Materialprüfungsanstalt für das
Bauwesen beim IBMB der
TU Braunschweig nachgewiesen.
ZSP ist nach DIN EN
13986 bei einem Zementgehalt von mindestens 75
Massenprozent als B-s1,d0
klassifiziert.
Für Anwendungsbereiche, in denen nur nichtbrennbare Materialien
(A-Baustoffe) verwendet
werden dürfen, sind spezielle zementgebundene
Spanplatten erhältlich, die
als A2 entsprechend DIN
4102-4 bzw. A2-s1,d0
gemäß DIN EN 13501-1
klassifiziert sind.
Ökologie
Wie bereits erwähnt, besteht die klassische ZSP zu
etwa 52 % aus Nadelholz,
38 % Portlandzement, 9 %
Wasser und 1 % Holzmineralisierungsstoffen. Sie ist
somit ökologisch unbedenklich.
Pilzbefall und Feuchte
Weder holzzerstörende Pilze
noch Schimmelpilze finden
in der ZSP einen geeigneten
Nährboden. Wer kennt
nicht die Probleme (und oft
auch die teuren Reklamationen), wenn die obere Beplankung zum Beispiel der
Kehlbalkendecke plötzlich
Schimmelpilzflecken aufweist?
Ihre hohe Alkalität und
ihr geringer Diffusionswiderstand von ␮ = 30 sind
gute Eigenschaften diese
Probleme zum Beispiel bei
ungedämmten Spitzböden
zu reduzieren. Auch als
obere Beplankung von
Flach-/oder Pultdächern
kommt der ZSP diese Eigenschaft ebenso zu Gute
wie ganz besonders auch bei
Gründächern.
Gerade bei Flach- bzw.
Pultdächern kommt es
durch die „überschüssige
Materialfeuchte“ aus der
Holzkonstruktion, je nach
Dampfdruckgefälle, zu einer
sporadischen hohen Auffeuchtung der oberen Beplankung in den ersten ein
bis zwei Jahren, was die ZSP
weitgehend schadensfrei
verkraftet. Die Holzkonstruktion einer „üblichen“
Balkendecke, eingebaut mit
einer Holzfeuchte von u =
Im Außenbereich
Den Anwendungen im
Außenbereich sind kaum
Grenzen gesetzt, zumindest
solange Verformungen bei
Feuchteschwankungen keine besondere Rolle spielen.
Erprobte Anstrichsysteme
und Beschichtungen dazu,
sofern gewünscht, bietet die
chemische Industrie. Wichtig ist allerdings, dass die
Systeme alkalibeständig
sind. Aus dem Sektor der
Betonbeschichtungen ist
hier eine Vielzahl erprobter
Produkte im Markt.
Sind optische Ansprüche
und minimierte Formänderungen kein Thema, ist ein
Anstrich aber bei diesen
Platten grundsätzlich auch
entbehrlich.
Der sinnvolle Einsatz im
Außenbereich reicht von
häufig kritischen Dachüberständen bei Pultdächern
über Carports und Garagen
bis hin zu Sichtschutz- und
Lärmschutzwänden. Bereiche also, wo übliche Holzwerkstoffe schon mal an
ihre Grenzen stoßen.
Auch als untere Bekleidung bei Holzbalkendecken
über Kriechkellern hat sich
die ZSP ebenso bewährt.
Dies haben wir bereits in
Ausgabe 2/2005 der Holzbau in unserem condettiHauptdetail entsprechend
berücksichtigt (siehe Abb.
4). Hier wurde auch die
Belüftung des Kriechkellers
durch ZSP-Streifen unter
den Deckenelementen realisiert.
Ein weiterer wirtschaftlicher Anwendungsbereich
ist die Randschalung bei
Bodenplatten. Als Sandwichelement mit Dämmung
ist kein Außenputz mehr
nötig.
Auch für diverse Objekte
in der Landwirtschaft, vom
Silobau bis zu Stalltrennwänden, sowie im Einsatz
als verlorene Schalung sind
ZSP sehr gut geeignet.
Eine ganz spezielle und
sehr wirtschaftliche Anwendung ist die Sanierung
und auch Neuherstellung
von gedämmten Fachwerkkonstruktionen. Durch die
relativ kleinen Flächen sind
die Probleme der Formänderungen kaum mehr relevant. Die ZSP lässt sich
relativ problemlos in die
Gefache einpassen und
Fertigbau
18 bis 20 M% beinhaltet bis
zu einer Ausgleichsfeuchte
von zum Beispiel u = 10 bis
12 M% rund 1.000g überschüssiges Wasser pro qm.
Diese Menge kann im Winter, konzentriert auf die
obere Beplankung aus klassischen Holzwerkstoffen
einwirkend, bei nicht belüfteten Flachdächern zu eklatanten Schäden führen, wie
die Praxis häufig zeigt.
Nach dem Stand der
Technik (siehe hierzu Informationsdienst Holz, „Spezial-Flachdächer in Holzbauweise“ (Oktober 2008))
sind die oberen Beplankungen derartiger Dächer häufig der Nutzungsklasse
(NKL) 3 der DIN 1052
zuzuordnen.
Das „Spezial-Flachdächer“ rät daher von solchen
Konstruktionen ab und
empfiehlt, Bauteilaufbauten
mit einem höheren Rücktrocknungspotential zu planen, die dann der NKL 2
zuzuordnen sind. Hier bietet der Einsatz einer ZSP
gegenüber anderen Holzwerkstoffen eine zusätzliche
Sicherheit bei vorübergehenden Auffeuchtungen
(z. B. aufgrund Baufeuchtigkeit) sowie eine Verringerung des Risikos eines
Schimmelbefalls an der
Platte.
Ein unübliches, aber innovatives Anwendungsgebiet haben wir im condettiHauptdetail der Ausgabe
6/2007 der Holzbau vorgestellt: hier wurde die ZSP
als verrottungssicherer
Schwellenersatz unter einer
Massivholzwand eingesetzt;
die Platte bildet gleichzeitig
den unteren Abschluss des
zugelassenen Wärmedämmverbundsystems (siehe
Abb. 3).
direkt mit einem Anstrich
oder einer Putzbeschichtung versehen. ZSP eignen
sich sehr gut zum Ausfachen von Fachwerk und
Platz für zusätzliche Wärmedämmung ist auch noch
da.
Im Industriebau
Im Industriehallenbau dominieren bei der Gebäudehülle derzeit wohl immer
noch mit Polyurethan ausgeschäumte Bleche. Zugegeben, auf den ersten Blick
kann der Holzbau hier
preislich nicht mithalten.
Ist aber hohe Robustheit
und guter Schallschutz
gefragt, sind gut durchdachte Holztafelelemente und
auch Sandwichelemente
aus ZSP eine Überlegung
wert, so zwischen Luxus –
und Lowcost-Hallen.
Im Gegensatz zu Profilblechen können großformatige Tafeln häufig die
Abb. 5:
Verbundelemente, hier System
Lohr, aus Dämmstoff und ZSP
sparen nicht nur die Randschalung, sondern auch noch
den Außenputz.
Unterkonstruktion einsparen und auch die Aussteifung übernehmen, guter
Schallschutz und Brandschutz inklusive.
Die ZSP ist bisher sicher
ein Nischenprodukt. Aber,
wie heißt es doch immer bei
der Betonlobby „Es kommt
drauf an, was man draus
macht.“
Innovatives Konzipieren
heißt letztendlich, dass für
den Anwendungszweck geeignetste Material zu finden, dessen Vorteile zu nutzen und auch einmal neue
Wege zu gehen.
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