Stahlträger im Schaummantel - Wacker Chemie AG


Stahlträger im Schaummantel

Ob Sportarenen, Wolkenkratzer oder Flughafenterminals – solche Großbauten müssen besonders brandsicher errichtet sein. Erst recht, wenn sie über ein Stahlskelett verfügen, das im Katastrophenfall schnell seine Stabilität verlieren könnte. Das neue Bindemittel VINNAPAS® EZ 3112 von WACKER trägt dazu bei, solche Konstruktionen hitzebeständiger zu machen.

Ein Ball bewegt die Massen: Wenn die Fußball-WM 2014 und die Olympischen Spiele 2016 in Brasilien starten, werden ganze Nationen vom Sportfieber gepackt. Zehntausende Fans strömen dann in die gigantischen und futuristischen Arenen: Luftige Dachkonstruktionen aus Stahl und Gebäudekonstruktionen in Stahlskelettbauweise machen die Sportspektakel zu einem unvergesslichen Erlebnis. Stahlskelette haben ein geringes Eigengewicht, können aber hohe Lasten tragen und sind dank der Vorfertigung von Teilen und mittels geschraubter Anschlüsse schnell und einfach zu montieren. Das macht Stahlkonstruktionen zum statisch idealen Grundgerüst für Messehallen oder Flughafenterminals. Vor allem in den Boomstädten Ostasiens ist diese Bauweise auch beim Bau von Bürohochhäusern verbreitet. Doch wo so viele Menschen zusammenkommen, spielt neben der baulichen Effizienz und der Ästhetik auch die Sicherheit eine – im Wortsinn – tragende Rolle.

Immer filigranere Architektur

Dr. Wilfried Huster, technischer Leiter für Dispersionen und Resins bei WACKER POLYMERS , bei einer Besprechung mit Stefanie Werkstetter im Lager des anwendungstechnischen Labors.

„Die Architekturen werden immer filigraner und feiner. Gleichzeitig müssen die Gebäude trotzdem allen vorgeschriebenen Sicherheitsstandards genügen“, erklärt Dr. Wilfried Huster, Leiter der Anwendungstechnik für Dispersionen in Europa bei WACKER POLYMERS. Das gilt vor allem im Falle eines Feuers. Zwar sind die Stahlträger selbst nicht entflammbar, dennoch ist große Hitze die Achillesferse dieses sonst so stabilen Werkstoffs. Bereits ab einer Temperatur von 500 Grad Celsius verlieren Stahlskelettkonstruktionen rapide an Festigkeit – und die Gebäude drohen einzustürzen. „Der Stahl ‚schwimmt’ regelrecht weg“, sagt Dr. Niels Friede, Verfahrenstechniker und Leiter Gefahrenabwehr/Brandschutz bei WACKER in Burghausen. Zudem dehnt sich der Werkstoff bei Hitze erheblich aus. „Während sich Stein- oder auch Holzwände kaum verziehen, verändert sich die Länge und Breite der Metallträger. Andere Bauteile werden dadurch weggedrückt und die Gebäudestabilität sinkt weiter“, ergänzt Friede.

Mehr Durchhaltevermögen

Brandschutzbeschichtung im Labortest bei Clariant: Ab einer Temperatur von 200 bis 250 Grad Celsius beginnt sich der Hauptbestandteil Ammoniumpolyphosphat zu zersetzen und reagiert mit Pentaerythritol zu Phosporsäureestern. Bei höheren Temperaturen zersetzt sich dann auch das enthaltene Melamin, wobei gasförmiger Ammoniak und Sauerstoff entstehen, die den kohlenstoff- und phosphorhaltigen Rückstand des Esters aufblähen.

Ein verlässlicher Brandschutz ist für Bauwerke mit Stahlskelett deswegen immens wichtig. Sogenannte Intumeszenzbeschichtungen (intumeszierend = anschwellend) verleihen den Metallstützen mehr Durchhaltevermögen, falls ein Feuer ausbricht. Diese Schichten werden ähnlich aufgetragen wie Farblacke und sind – je nach Anforderung – nur zwischen 300 Mikrometern und wenigen Millimetern dick. Obwohl diese Hitzebarrieren vergleichsweise dünn sind, bieten sie dennoch einen erheblichen Schutz: „Im Falle eines Feuers bläht sich die Beschichtung auf das Zehn- bis Hundertfache ihrer ursprünglichen Dicke auf, sodass sich um den Stahlträger ein isolierendes Schaumkleid bildet“, erklärt Huster. Dank der feinporigen, kompakten Struktur besitzt die Schutzschicht eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit. Dadurch erhöht sich die Temperatur auf der Stahloberfläche deutlich langsamer – und die kritischen 500 Grad Celsius werden erst viel später erreicht. „Die Gebäude halten einem Feuer länger stand, sodass wir als Rettungskräfte wertvolle Zeit gewinnen, um die Menschen zu retten“, ergänzt der Brandfachmann Friede.