Die Kunst des sicheren Verankerns

Bauteile sicher und dauerhaft an Gebäuden zu verankern, erscheint manchem Anwender heute als eine Kunst. Die Zahl der angebotenen Dübel ist inzwischen schier unübersichtlich. Wie findet man also für seine Anwendung das richtige Befestigungssystem? Um auf diese Fragestellung leichter eine Antwort zu finden, werden nachfolgend die Grundlagen der Befestigungstechnik vermittelt.

Entscheidend für die Wahl des richtigen Dübels sind der Untergrund und dessen Beschaffenheit vor Ort. Unterschieden wird zwischen Beton, Mauerwerk und Plattenbaustoffen. Beim Beton unterscheidet man Normalbeton und Leichtbeton. Während der Einsatz von Dübeln in Normalbeton in der Regel unproblematisch ist, reduzieren die Zuschläge im Leichtbeton dessen Druckfestigkeit. Dadurch entstehen mitunter ungünstigere Bedingungen für das Verankern.
Bei Mauerwerk unterscheidet man vier Gruppen von Steinen. Vollsteine mit dichtem Gefüge sind sehr druckfest und bei der Verankerung unproblematisch. Lochsteine mit dichtem Gefüge verfügen über Hohlräume, die mit speziellen Dübeln überbrückt bzw. ausgefüllt werden. Vollsteine mit porigem Gefüge (Porenbeton) besitzen eine nur geringe Druckfestigkeit. Deshalb sind hier Spezialdübel mit langer Spreizzone oder stoffschlüssige Dübel erforderlich. Lochsteine mit porigem Gefüge (Leichtlochsteine) besitzen viele Hohlräume und verfügen über geringe Druckfestigkeit. Geeignet sind Dübel mit langer Spreizzone oder formschlüssig wirkende Injektionsanker.
Plattenbaustoffe sind dünnwandige Baustoffe mit niedriger Festigkeit (Spanplatten, Gipskartonplatten etc.). Hier eignen sich besonders spezielle Hohlraumdübel, die sich direkt an der Plattenrückseite im Hohlraum verankern.

Kleine Einführung in die Dübelkunde
Unterschieden werden Dübel aus Kunststoff, Stahlanker und chemische Befestigungen. Spreizdübel galten lange als Standard. In festen Baustoffen wie Beton, Vollziegel und Kalksandstein sorgen sie für optimalen Halt. Ein Klassiker unter den Spreizdübeln ist der S-Dübel von Fischer. 1958 kam er als erster Nylondübel auf den Markt. Heute ist er der meistproduzierte Dübel der Welt.
Baustoffe mit geringerer Festigkeit wie Porenbeton, Steine mit Hohlkammern und Wände, die mit Gipskarton oder Spanplatten verkleidet sind, benötigen einen anderen Dübel-Typus. Der Universaldübel „UX“ beispielsweise entwickelt seine größten Haltekräfte zwar auch in Vollbaustoffen. Doch findet dieser Alleskönner ebenso in Lochbausteinen oder in Hohlräumen sicheren Halt, weil er die Eigenschaft besitzt, sich in Hohlräumen zu verknoten oder aufzuspreizen. Eingesetzt werden kann er zur Befestigung von niedrigen bis mittleren Lasten.
Wenn an Leichtbaustoffen wie Gipskarton, Gipsfaserplatten, Spanplatten aber auch in Hohlziegeldecken normale Dübel keinen Halt mehr finden, kommen spezielle Hohlraumbefestigungen zum Einsatz. Kippdübel oder Federklappdübel besitzen einen Kippbalken, der in den Hohlräumen ausklappt und „verriegelt“. Für Gipskartonplatten bietet Fischer z.B. eine spezielle Befestigungslösung: Den Gipskarton­dübel „GK“. Er wird mit einem Setzwerkzeug formschlüssig in die Platte eingedreht. Sein Vorteil: An der Plattenrückseite benötigt er nur wenig Platz.
Der Porenbetonanker „FPX-I“ besitzt ein metrisches Innengewinde. Er sorgt durch eine Selbsthinterschnitt-Technik für sicheren Halt, das Bohrloch wird dabei mit einem Standardbohrer erstellt. Der Dübel ist zugelassen für Porenbetonmauerwerk und für Porenbetondeckenplatten. Er eignet sich für Anwendungen im Innenbereich mit metrischen Schrauben und Ankerstangen.
Stahlanker mit Innengewinde kommen bei der Befestigung von schweren Lasten in Beton zum Einsatz. Beispielsweise bei der Montage von Deckenstrahlplatten. Auch größere Pumpensysteme lassen sich damit sicher am Betonboden verankern. Für die Befestigung des jeweiligen Produkts werden Schrauben oder Gewindebolzen mit metrischem Gewinde in den eingeschlagenen Anker eingedreht.
Im SHK-Bereich eher die Ausnahme bilden die chemischen Befestigungen. Sie sorgen durch den Einsatz einer zusätzlichen Komponente, den Injektionsmörtel, die in das Dübelloch eingebracht wird und aushärtet, für besonders festen Halt. Risstaugliche Injektionssysteme eignen sich beispielsweise besonders zur Verankerung von Stahlkonstruktionen, Maschinen oder Abstandskonstruktionen in Beton.

Bauaufsichtliche Zulassungen
Hilfreich für die Auswahl des geeigneten Dübels oder Ankers sind bauaufsichtliche Zulassungen, die wichtige Informationen über den Nutzungsbereich und die Anwendungsbedingungen der Befestigungen enthalten. In Deutschland erteilt das DIBt bauaufsichtliche Zulassungen/Bewertungen für Bauteile und Baustoffe, u.a. auch für Dübel. Seit 1998 ist es möglich, Europäische Technische Zulassungen (European Technical Approvals/Assessements) für Dübel zu beantragen. Sie bestätigt, dass die hier erfassten Dübel bestimmte Eigenschaften erfüllen. Das CE-Zeichen ist wie eine Art Qualitäts-Siegel anzusehen und in den meisten EU-Staaten gültig.
Die Verwendung zugelassener Produkte ist immer dann vorgeschrieben, wenn im Versagensfall eine Gefährdung von Personen oder ein nennenswerter wirtschaftlicher Schaden zu erwarten ist, bzw. Gefahr für Sicherheit und öffentliche Ordnung besteht. Relevante Anwendungsfälle sind beispielsweise Befestigungen von Fassaden, Treppen- und Balkongeländern, Arbeits- und Schutzgerüsten, Steigeisen, Gasleitungen und Feuerschutzeinrichtungen, Lüftungsleitungen und leichten Deckenbekleidungen.

Auf was ist bei der Montage zu achten?
Sehr wichtig ist beim Einsatz von Dübeln die Bohrlochreinigung nach dem Bohren durch Ausblasen, Ausbürsten oder Aussaugen. Ein ungereinigtes Bohrloch reduziert die Haltewerte, da das Bohrmehl die ordnungsgemäße Haftung des Dübels beeinträchtigt. Die Bohrlochtiefe muss fast immer größer sein als die Verankerungs­tiefe, um die Funktionssicherheit des Dübels zu gewährleisten.
Sicherheitsrelevante Befestigungen, bei deren Versagen Gefahr für Leib und Leben besteht oder wesentlicher wirtschaftlicher Schaden eintreten kann, erfordern eine ingenieurmäßige Planung und Bemessung sowie eine fachgerechte Montage. Untergeordnete Befestigungen oder eine beim Versagen der Befestigung mit geringer Wahrscheinlichkeit auftretende Gefährdung von Menschen können als nicht sicherheitsrelevant eingestuft werden. Die Ausführung erfolgt daher nach handwerklichen Regeln. Eine Bemessung ist üblicherweise nicht erforderlich.
Bei Befestigungen in Beton sind vor allem das statische System, der Zustand des Betons und die Frage, ob das zu befes­tigende Bauteil Bestandteil der tragenden Konstruktion ist, zu beantworten. Außerdem ist zu klären, ob es sich bei statisch bestimmt gelagerten Bauteilen um ungerissenen oder gerissenen Beton handelt. In der Regel ist von gerissenem Beton auszugehen. Aufgrund äußerer Lasten oder infolge von Zwangsspannungen, z.B. aus Temperaturunterschieden oder Verformungen des Betons (Schwinden), kann die Zugfes­tigkeit des Betons ausgenutzt oder sogar überschritten werden.
Um Spaltrisse schon bei der Dübelmontage (d.h. ohne äußere Belastung) zu vermeiden, sind die erforderlichen minimalen Achs- und Randabstände einzuhalten. Diese Abstände sind entweder in den jeweiligen Zulassungen oder in den Technischen Unterlagen der Dübelhersteller angegeben.

Autor: Dr. Klaus Fockenberg, fischerwerke Waldachtal

Bilder: fischerwerke GmbH & Co. KG

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