Kleben im Bauwesen Verbindungen mit breitem Klebspalt werden günstiger

Verbindungen im Bauwesen und Metallbau werden meist durch Schweißen, Schrauben oder Nieten geschaffen. Nun hat das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) eine Alternative in petto, um die haltbare Kombination der Fügepartner noch eleganter zu erreichen.

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Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

HBS Bolzenschweiss-Systeme GmbH & Co. KG

Technologie-Institut für Metall & Engineering GmbH

CoastOne Oy

Im Hoch-, Infrastruktur- und Brückenbau etwa, werden metallische Konstruktionselemente, wie offene Walzprofile, Hohlprofile und Vollquerschnitte, auf die herkömmliche Weise gefügt. Die gängigen Fügeverfahren bringen jedoch Nachteile mit sich: Bei Schraub- und Nietverbindungen wird der Bauteilquerschnitt durch Bohrungen geschwächt. Der lokale Energieeintrag beim Schweißen wirkt sich ungünstig auf Formhaltigkeit, Stabilität und Ermüdungsfestigkeit aus, wie die KIT-Spezialisten betonen.

Mit dem Fügeverfahren Kleben, könnten Bauteile ohne diese Nachteile verbunden werden. Sind, wie im Bauwesen, aufgrund unvermeidlicher Maßtoleranzen der Teile jedoch Klebspaltdicken zwischen den zu verklebenden Bauteilen im Millimeter- bis Zentimeterbereich erforderlich, ist die übliche Klebung ungeeignet, heißt es weiter. Hohe Materialkosten für Klebstoff sowie Umwelteinflüsse und Arbeitsbedingungen auf der Baustelle verhindern die Anwendbarkeit der Klebtechnik.

Organischer Kleber und anorganisches Granulat

Am KIT Stahl- und Leichtbau – Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine, haben die Wissenschaftler nun eine hybride Klebverbindung für Steck- und Überlappverbindungen entwickelt, welche die bisherigen Schwachpunkte der Klebprozesse im Bauwesen beseitige. Durch Kombination von anorganischen mit organischen Klebschichten, wird die neuartige Verklebung außerdem deutlich günstiger und weist gleichzeitig eine sehr hohe Beanspruchbarkeit auf, wie die Experten berichten.

Die neue Klebtechnik besteht dabei aus mehreren Schichten: einer organischen Klebschicht sowie einem anorganischen Granulat und mineralischem Füllstoff. Dünnschichten aus chemisch aushärtenden Strukturklebstoffen sorgen laut KIT-Forschern für die Haftung auf der Fügeteiloberfläche. Dabei versiegele der Klebstoff gleichzeitig die metallische Oberfläche und wirke korrosionshemmend. Der Verbund zwischen Klebschicht und Füllstoff werde über ein spezielles, eingestreutes Granulat erzielt. Diese Fertigungsschritte können unter kontrollierten Bedingungen auch vorab in einem erfolgen, wie es heißt. Zuletzt werde die eigentliche Verklebung mit handelsüblichem Bau-Vergussmörtel als Füllstoff auf der Montagebaustelle ausgeführt.

An der Versuchsanstalt des KIT wurde die hohe Leistungsfähigkeit dieser hybriden Verbindungstechnik in umfangreichen Untersuchungen belegt, heißt es weiter. Das KIT suche nun Kooperationspartner zur Anwendung der neuen Klebtechnik sowie zum Piloteinsatz. MM

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