Fenstermontage: Wie Klebungen auch auf der Baustelle kontrollierbar sind
In einem dreijährigen Forschungsprojekt der Holzforschung Austria (HFA), das mit 13 Wirtschaftspartnern (5 Fenster- bzw. Türenhersteller und 8 Zulieferbetrieben) durchgeführt und durch die Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft gefördert wurde, wurden und werden noch die Möglichkeiten ausgelotet, inwieweit es möglich ist, ein Fenster in einem Arbeitsgang dauerhaft mit der Wand zu verkleben.
Ziel der Untersuchungen war eine Abschätzung des Einflusses von unterschiedlichen Einbaubedingungen auf die zu erwartende Leistungsfähigkeit bzw. Qualität einer Verklebung von Fensterprofilen mit MS-Polymeren (Silan-Modifiziertes-Polymer) auf unterschiedlichen tragenden Wandbildnern.
Hält die Klebung auch auf der Baustelle?
In der Praxis werden Produkttests meist an Probekörpern vorgenommen, die bei Raumklima hergestellt und untersucht wurden. Selten erfolgten auch Versuche an Proben nach Alterung durch Wärme, Strahlung oder einer zyklischen Belastung. Eine offene Forschungsfrage war, ob durch bestimmte Einbaubedingungen und Untergründe während der Herstellung der Klebeverbindung ein Einfluss auf die Leistungsfähigkeit bzw. Qualität der Klebung feststellbar ist. Dies ist für die Praxis relevant, da einerseits im Frühjahr bzw. im Spätherbst Montagen bei sehr niedrigen Umgebungstemperaturen und im Sommer bei großer Hitze bzw. Sonneneinstrahlung und/oder bei feuchtem Untergrund durchgeführt werden.
Baustellenbedingungen und Untersuchungsmethode
Die Klebefestigkeit und Verformbarkeit von 6 Polymersystemen wurde daher nicht nur auf unterschiedlichen tragenden Baukörpern (Beton und Ziegel) und Fensterrahmen (PVC und Holz), sondern auch bei unterschiedlichsten Baustellen- und Verarbeitungsbedingungen (bei Raumtemperatur, Kälte +5 °C, Hitze +40 °C, trocken, feucht und nasser Untergrund) ermittelt, die in den Labors der HFA simuliert wurden. Dies ergab eine umfangreiche Versuchsmatrix und Variantenvielfalt. Auch die Herstellung der Versuchskörper unter reproduzierbaren Baustellenbedingungen war eine Herausforderung und wurde in den Labors und Großklimakammern der HFA durch die Klebstoffhersteller gemeistert.
Überraschend war, wie sich die Klebstoffeigenschaften der unterschiedlichen Polymersysteme bei den unterschiedlichen Verarbeitungsbedingungen veränderten, wodurch die jeweils gewählte Applikationstechnik durchaus herausfordernd war.
Als Untersuchungsmethode wurde ein Scherversuch gewählt, da dieser am besten die Lastübertragung bei Windlast in der Leibung oder durch das Eigengewicht im Falle einer Vorwandmontage abbildet. Im Zuge des Scherversuches wurden die Kraft und der Weg aufgezeichnet und nach Versuchsende die Scherfestigkeit und in letzter Konsequenz ein Bemessungswert berechnet. Entscheidend waren nicht nur die Absolutwerte der Systeme, sondern vielmehr deren Veränderung bei unterschiedlichen – in den Labors simulierten – Baustellenbedingungen.
Diese Klebstoffe sind relativ unempfindlich
Aufgrund der hohen Variantenvielfalt bei den Versuchen (z. B. Unterschied bei den mechanischen und rheologischen Eigenschaften der verwendeten Klebstoffe) und den Wechselwirkungen zwischen den möglichen Einflussfaktoren (z. B. Vorbehandlung, Applikation, Umgebung, Ausführender usw.) kann keine allgemeingültige Aussage zu der zu erwartenden Festigkeit einer Klebeverbindung getroffen werden.
Aber durch die unterschiedlichen Verarbeitungsbedingungen konnten keine dramatischen Festigkeits- und Steifigkeitsverluste festgestellt werden und somit sind Silan-Modifizierte-Polymere auf Basis dieser Versuche als relativ unempfindlich gegenüber unterschiedlichen Untergründen und Klimaeinflüssen zu bewerten.
Eine weitere wichtige Erkenntnis aus den Versuchen war, dass für einen praxistauglichen Einsatz und aus Gründen der Qualitätssicherung die Applikationstechnik / Verarbeitungstechnik weiter vereinfacht und verbessert werden muss. So konnte z. B. trotz vollständiger Fugenfüllung (100 % Füllgrad) nur eine Haftfläche vom Klebstoff zum Fensterprofil-Rahmen-Rücken von durchschnittlich 70 Prozent, im Extremfall sogar nur 30 Prozent, erzielt werden.
Abschließend kann festgestellt werden, dass die korrekte Art und Weise des Ein- bzw. Aufbringens von MS-Klebstoffen und eine eventuell erforderliche Vorbehandlung der Fügeteil-Oberflächen einen größeren Einfluss auf die Güte und Leistungsfähigkeit der Verklebung hat, als die Untergründe und Klimaeinflüsse.
Dieser Artikel von Dipl-HTL.-Ing. Peter Schober und DI Georg Steiner erschien zuerst in GLASWELT-Ausgabe 01/2023. Schober und Steiner sind beide für die Holzforschung Austria tätig.
