Brandheißes Thema

Die sogenannte Abbrandrate stellt die Geschwindigkeit dar, mit der die Front der Kohleschicht tiefer in den Holzbauteil eindringt. Bei Brettsperrholz kann von einer eindimensionalen Abbrandrate von β0  =  0,65 mm/min ausgegangen werden, jedoch nur bis zur ersten Klebefuge, denn ab hier „scheiden sich die Geister“ in Abhängigkeit des verwendeten Klebstoffes. Aufgrund des Temperatureinflusses kann es bei manchen Klebstoffsystemen zu einem Erweichen der Klebstofffuge kommen, wodurch sich die Kohleschicht klein strukturiert ablösen kann. Dynea, Lillestrøm/NO, und die Hasslacher Gruppe, Sachsenburg, haben am Institut für Brandschutztechnik und Sicherheitsforschung (IBS), Linz, Untersuchungen initiiert, um diesem Umstand auf den Grund zu gehen. Ziel war es zu beleuchten, ob dieses Phänomen auch bei modernen MUF-Klebstoffen von Dynea auftritt, insbesondere bei Klebstoffflotten mit sehr hohem Härteranteil.

Ziel der Prüfung

Für diese Prüfung wurden zwei Brettsperrholz-Elemente (Deckenelemente) mit 160 mm Stärke aus Fichte hergestellt. Sie unterschieden sich in der brandzugewandten Deckschicht. Die eine bestand aus herkömmlichen 40 mm-Lamellen, die andere aus einer 40 mm-Mehrschichtlamelle mit vier Klebefugen. Um die wichtigsten Einflussparameter im Griff zu haben, wurde das gesamte Material nicht nur maschinell nach der Festigkeit, sondern auch mittels Röntgentechnologie nach der Rohdichte (420 ±10 kg/m³) und Holzfeuchte (12 ±2 %) sortiert. 

Für die Verklebung der Probekörper wurde das Dynea-Klebstoffsystem Prefere 4546 mit dem Härter Prefere 5093 verwendet. Bei der Herstellung der Mehrschichtlamelle kam ein Härteranteil von 100 Gewichtsteilen und für den restlichen Aufbau von 70 Gewichtsteilen zum Einsatz. Der Klebstoffauftrag lag bei 270 g/m² beziehungsweise 275 g/m².

„Ziel war es, durch eine vergleichende Betrachtung beider ermittelten Abbrandraten festzustellen, ob bei höchstem Härteranteil einer MUF-Klebstoffflotte ein erhöhter Abbrand bei Anwendung der zuvor beschriebenen Mehrschichtlamelle aus fünfmal 8 mm unidirektionalen Schichten aufgrund abfallender Kohleschichten festzustellen ist“, erklärte Dr. Gernot Standfest, technischer Verkaufsleiter Zentral- und Osteuropa bei Dynea. 

Vergleichende Betrachtung

Um einen eindeutigen Vergleich zu erreichen, wurden beide Prüfkörper mittels eines Falzbrettes gestoßen und gleichzeitig einem 120-minütigen Test bei Temperaturen nach der Einheitstemperaturkurve nach ÖNORM EN 1363-1 unterzogen. Zudem belastete man beide Prüfkörper mit umgerechnet 5 kN/m², was auf 4 m Spannweite zu einem Moment von 10 kNm führte. Diese Belastung wurde kraftgesteuert aufgebracht und somit über die gesamte Prüfzeit konstant geregelt.

Der Probekörper wurde 120 Minuten lang entsprechend den Normbedingungen der ÖNORM EN 1363-1 beflammt. Dabei stoppte man den Zeitraum bis zum vollständigen Ablöschen der feuerzugewandten Seite. Nach dem Entfernen der Kohleschicht teilte man das Element mit einer Kettensäge und schnitt im Bereich der Temperaturmessstellen über die gesamte Breite drei Streifen aus dem Probekörper. Bei diesen wurde in einem Abstand von 100 mm der Restquerschnitt gemessen und anschließend ausgewertet. Die Tabelle unten zeigt die Zusammenfassung der ermittelten Ergebnisse hinsichtlich der Abbrandrate.

In der ETA-12/0281 für Hasslacher Cross Laminated Timber sind die Abbrandraten mit 0,65 mm/min für die erste Lage und mit 0,8 mm/min für jede weitere Lage geregelt. Zum einen wurde dieses bilineare Modell über den vorliegenden Versuch auf der sicheren Seite liegend bestätigt. Zum anderen konnte im Zuge der vergleichenden Betrachtung gezeigt werden, dass MUF-verklebte Ingenieurholzprodukte auch bei hohem Härteranteil zu keinen sich ablösenden Kohleschichten neigen. Dieser Umstand müsste bei der Mehrschichtdecklamelle eindeutig zu sehen sein, da hier in diesem Testaufbau während des 120-minütigen Tests insgesamt sechs Klebstofffugen abgebrannt wurden, gegenüber der zwei Klebefugen in dem standardmäßig aufgebauten Brettsperrholz-Element. 

„In enger Zusammenarbeit mit der Hasslacher Gruppe, Dynea und dem IBS Linz konnte diese vor allem für britische Ingenieure wichtige Fragestellung relativ anschaulich geklärt werden. Die Ergebnisse zeigen weiters, dass bei Verwendung dieses MUF-Klebstoffsysteme ein einfacheres lineares Modell anstelle eines Treppenmodells für die Ermittlung der Abbrandtiefe durchaus angenommen werden kann, was letztendlich zu niedrigeren Abbrandtiefen führt“, sagt Georg Jeitler, Leiter für Forschung und Entwicklung in der Hasslacher Gruppe.