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Spiralanker

Mauerwerk unterliegt während der regulären Standzeit vielen Beanspruchungen wie z. B. Bauwerkssetzungen, die in manchen Fällen dazu führen, dass sich kleine oder auch größere Risse bilden. Risse treten immer dort auf, wo die (sowieso geringe) Zugfestigkeit des Mauerwerks überschritten wurde. Ein gerissenes Mauerwerk ist nicht nur optisch unschön anzusehen und auch aus Gründen des Schlagregenschutzes, des Wärme- und Schallschutzes nachteilig, es verliert je nach Risstiefe und Rissbreite sowie der Gesamtanzahl solcher Risse auch einen mehr oder weniger großen Teil seiner Tragfähigkeit. Um eine Sanierung eines gerissenen Mauerwerks angehen zu können, muss daher zunächst die Ursache der Rissbildungen festgestellt werden, wobei hierfür in der Regel der erfahrene Bausachverständige hinzuzuziehen ist. Dieser wird eine situationsbedingte Bauwerksdiagnose durchführen und durch verschiedenen Untersuchungen und Überlegungen herausfinden, welches die substanzschädigenden Ursachen sind. Darauf aufbauend wird dann ein Sanierungskonzept erstellt und unter Einsatz von qualifizierten Handwerkern realisiert.

Da es in manchen Fällen nicht ausreichend sein wird, Risse im Mauerwerk einfach nur mit Mörtel zu verschließen, sondern auch die durch den Riss entkoppelten Mauerwerksflanken wieder kraftschlüssig miteinander zu verbinden, werden diese unter Verwendung von speziellen Spiralankern quasi miteinander „vernäht“. Das Wirkprinzip entspricht damit der Bewehrung bei Stahlbetonbauteilen. Die Spiralanker können bei einem mehr oder weniger vertikalen Rissverlauf nachträglich in den Lagerfugen eingebaut werden, wozu der Mörtel entsprechend tief herausgenommen und die Fuge ausgeformt werden muss, um darin dann die aus Gründen der Dauerhaftigkeit aus Edelstahl bestehenden Spiralanker mit einem auf das Mauerwerk abgestimmten Mörtel wieder einzubetten. Voraussetzung hierfür ist, dass die Lagerfugen ausreichend hoch (d. h. breit) sind, da der Durchmesser der Spiralanker wenigstens 6 mm beträgt. Für größere Fugenbreiten und/oder höhere Beanspruchungen sind auch Durchmesser von 8 mm oder 10 mm verfügbar, für spezielle Einsatzbereiche auch kleinere Durchmesser von 3,5 oder 4 mm. Bei schrägen Rissverläufen müssen die Schlitze, in die die Spiralanker eingebettet werden, in etwa rechtwinklig zum Rissverlauf eingefräst werden.

Spiralanker müssen zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit (Korrosionsschutz) aus nichtrostendem Stahl (landläufig als Edelstahl bekannt) bestehen, wenn sie in vermörtelte Mauerwerksfugen eingebaut werden. Hierfür werden überwiegend austenitische Stähle mit den Werkstoff-Nummern 1.4301 bzw. 1.4401 verwendet. Austenitischer Stahl ist ein nicht härtbarer Stahl, der sich von „normalem“ Baustahl dadurch unterscheidet, dass er nicht magnetisch ist, was auf die Legierungsbestandteile Chrom, Nickel und Mangan zurückzuführen ist. Zudem kann austenitischer Stahl höhere Temperaturen bis etwa 600°C verkraften, ohne dass er seine günstigen Eigenschaften verliert.

Spiralanker werden aus kleinerem Rundstahl gewalzt und in einem zweiten Arbeitsgang verdrillt, sodass sich eine Spiralform mit zwei Gängen ergibt. Durch diese Spiralform ergeben sich im eingebauten Zustand gute Verbundeigenschaften mit dem umgebenden Mörtel. Wegen des gegenüber Baustahl (E-Modul ca. 210.000 N/mm²) kleineren Elastizitätsmoduls (ca. 150.000 N/mm², Durchmesserabhängig) ergeben sich günstige elastische Eigenschaften, die einer starken Feder ähneln, obgleich die Zugfestigkeit in Bezug auf den vergleichsweise kleinen Querschnitt recht gut ist. Die Lieferlänge von Stangenware beträgt bei den meisten Herstellern 1 m, aber auch 10 m lange Spiralanker sind lieferbar, wobei diese dann gerollt sind.

Das Prinzip der nachträglichen Verstärkung bzw. Vernadelung von Mauerwerk mit gedrillten Edelstählen wurde in den 1980er Jahren von zwei britischen Ingenieuren entwickelt und von verschiedenen Firmen weiter verbessert. Spiralanker werden inzwischen eingesetzt bei Sanierungs- und Verstärkungsmaßnahmen, wobei die Risssanierung und die Herstellung einer nachträglichen Mauerwerksbewehrung zur Verbesserung der Tragfähigkeit die Haupteinsatzgebiete sind. Aber auch für die nachträgliche Vernadelung von mehrschaligen Wandkonstruktionen und die Stabilisierung bzw. Verankerung von Vorsatzschalen aus Mauerwerk werden Spiralanker eingesetzt. Hierzu zählen auch die Vernadelung von beispielsweise Schmuck- und Zierelementen sowie Ornamenten mit dem tragenden Wandmauerwerk bei Fassaden oder im Denkmalbereich. Spiralanker werden nicht nur bei der Sanierung von Mauerwerk aus künstlich hergestellten Steinen wie z. B. Ziegeln eingesetzt, sondern auch bei Natursteinmauerwerk. Neben der Mauerwerksnorm DIN 1053 ist die Norm DIN EN 845-1:2008-06 - „Festlegungen für Ergänzungsbauteile für Mauerwerk - Teil 1: Maueranker, Zugbänder, Auflager und Konsolen“ zu beachten.

Um ein Mauerwerk zielgerichtet unter Verwendung von Spiralankern zu sanieren, sind zunächst ingenieurtechnische Untersuchungen durchzuführen, um als erstes die Ursache für die Rissbildungen herauszufinden. Sind die Risse beispielsweise durch Bauwerksverformungen entstanden, die im Laufe der Zeit abklingen oder zur Ruhe kommen, ist die nachfolgende Risssanierung in der Regel einfacher zu bewerkstelligen als bei auch weiterhin immer wieder auftretenden Verformungen beispielsweise durch Temperaturänderungen, die für die Bauingenieure größere Herausforderungen bedeuten. Die Festlegung, an welcher Stelle wie viele Spiralanker mit welcher Länge einzubauen sind, unterliegt daher dem Zuständigkeitsbereich des qualifizierten Bauingenieurs. Lediglich bei kleineren Objekten mit deutlich geringeren Rissbildungen und ohne Vorliegen der Gefährdung der Standsicherheit kann eine solche Festlegung einem mit dem Sanierungsverfahren mittels Spiralankern ausreichend vertrauten und damit qualifizierten Handwerksbetrieb überlassen werden. Je nach Spannungsverlauf können die Spiralanker auch über Eck oder in gebogener Form angeordnet werden.

Von den Spiralankerherstellern wird in der Regel auch der systemzugehörige Ankermörtel mitgeliefert, wobei die Verarbeitungsrichtlinien und auch die einschlägigen Normvorgaben (Mindestverarbeitungs- und Bauteiltemperaturen usw.) sorgfältig zu beachten sind, damit eine optimale Verbindung zwischen den Spiralankern und dem umgebenden Mauerwerk erreicht wird. Auch die auf den Durchmesser der einzubauenden Spiralanker abzustimmenden Fugenformen (Fugenhöhe und Fugentiefe) beeinflussen maßgeblich die spätere Wirkweise der Vernadelung. Vor dem Einbringen des Mörtels müssen die Fugen frei von Staub und anderen losen Bestandteilen sein, ggf. müssen die umgebenden Steine leicht angefeuchtet werden, um einen zu schnellen Wasserentzug des frisch eingebrachten Ankermörtels zu verhindern. Bereits diese kurzen Hinweise allein belegen, dass gerissenes Mauerwerk, welches unter Verwendung von Spiralankern ertüchtigt werden soll, nur durch qualifizierte Fachleute saniert werden kann. Wer hier spart, spart definitiv an der falschen Stelle.

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