10. Kolloquium Industrieböden - März 2020 241 Vom Innovationspreis zur High-End Lösung: • ULBRICHFUGE ® • The Art of Connecting Stefan Wiegrink WIEGRINK floor solutions GmbH, 46395 Bocholt Zusammenfassung Fugen stellen in jeder Konstruktion grundsätzlich Schwachpunkte dar. Dies gilt insbesondere für Industrieböden, da Fugen hier mechanisch stark belastet werden. Klassische Fugenprofile aus Stahlbauteilen werden häufig schadhaft und schränken selbst bei Funktionstauglichkeit der Profile die Nutzung ein. Mit der neuen EU-Patent Erteilung bietet das einzigartige Ulbrichfugen ® -System in mittlerweile fünf Ausführungsvarianten deutliche Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Fugenprofilen. Durch die Schonung der Verschleißteile von Flurförderfahrzeugen beim Queren der Ulbrichfuge ® ist eine langfristige Kostenersparnis ein weiterer, nicht mehr wegzudenkender Vorteil. 1. Allgemeines Fugen stellen in jeder Konstruktion grundsätzlich Schwachpunkte dar. Dies gilt insbesondere für Industrieböden, da Fugen hier mechanisch stark belastet werden. 2. Fugenkonstruktionen 2.1 Industrieböden Im Industriebodenbau werden Flurförderzeuge mit harter Bereifung aus Vulkollan oder Nylon eingesetzt. Diese weisen deutlich höhere Pressungen von rd. 7 bzw. 20 N/ mm² und wesentlich geringere Raddurchmesser und Aufstandsflächen auf. Derartige Flurförderzeuge führen bereits bei Scheinfugen mit geringen Öffnungsweiten zu Kantenabplatzungen. Dies gilt insbesondere bei der Verwendung von Einstreuungen. Um den Wartungsaufwand zu reduzieren, wird daher heutzutage häufig auf Scheinfugen vollständig verzichtet und die Betonböden scheinfugenlos mit Arbeitsfugenabständen von rd. 30 bis 40 Meter erstellt. 3. Arbeitsfugen 3.1 Fugenöffnungen Die unvermeidlichen Schwindverkürzungen führen bei scheinfugenlosen Konstruktionen zu einer großen Öffnung der Arbeitsfugen. Unter der Annahme einer mittleren wirksamen Schwindverkürzung von rd. 0,4 mm/ m ergeben sich somit bereits allein aus dem Schwinden bei Arbeitsfugenabständen von rd. 30 m Öffnungen der Arbeitsfugen von rd. 1,2 cm. Insbesondere bei Herstellung in den Sommermonaten erhärtet der Betonboden bei Temperaturen deutlich über der späteren Nutzungstemperatur von rd. 20°C. Beim Abfließen der Hydratationswärme ergeben sich somit weitere Verkürzungen. Bei einer durchaus üblichen Erhärtungstemperatur von 40°C ergibt sich somit eine weitere Verkürzung von rd. 0,2 mm je Meter, die zu einer zusätzlichen Fugenöffnung von rd. 0,6 cm führt. Auch bei Industrieböden mit Scheinfugen öffnen sich die Arbeitsfugen überproportional, da sich ein Großteil der Verkürzungen infolge Abkühlung und ein Teil der Verkürzung infolge Schwindens hier sammeln, bevor sich die Scheinfugen öffnen. Dies gilt insbesondere bei Industrieböden aus Stahlfaserbeton, mit einer unteren Bewehrungslage und/ oder geringer Reibung zum Untergrund. 3.2 Beanspruchung der Arbeitsfugen Arbeitsfugen von Industrieböden sind daher in den befahrenden Bereichen gesondert auszubilden. Beim Überfahren einer Fuge senkt sich der belastete Rand ab. Hierdurch kommt es zu einem Höhenunterschied, der zu einem Stoß an der Fugenkante führt. Je kleiner der Raddurchmesser und je härter die Bereifung, desto kleiner ist der zulässige Höhenunterschied, um Kantenabplatzungen am Beton zu vermeiden. Daher muss eine ausreichende, dauerhafte Querkraftübertragung gewährleistet sein. Dies kann durch herkömmliche Dübel für große Fugenweiten oder durch Fugenprofile mit Querkraftleisten für Fugenbereiten im Allgemeinen bis zu rd. 2 cm gewährleistet werden. 6.2 Wiegrink.indd 241 13.02.20 17: 43 242 10. Kolloquium Industrieböden - März 2020 Vom Innovationspreis zur High-End Lösung: • ULBRICHFUGE® • The Art of Connecting Auch ohne Höhenunterschiede können jedoch Kantenabplatzungen entstehen, da - die horizontalen Querzugkräfte in der Oberfläche an der Kante nicht abgeleitet werden können und daher aufgenommen werden müssen, - bei großen Fugenöffnungen Räder mit kleinem und mittlerem Durchmesser in den Fugenspalt „fallen“. 3.3 Beanspruchungen der Flurförderzeuge Die Radlager und Achsen der Flurförderzeuge werden durch Höhenunterschiede und Fugenspalte extrem beansprucht, da es hierdurch zu einer schlagenden, stoßenden Beanspruchung kommt, die ein Vielfaches der normalen Rollbeanspruchung beträgt. Bei großen Fugenbreiten kommt es auch bei funktionstauglichen Stahlprofilen zudem zu einem Zerschneiden der Laufflächen, da die Kanten der Stahlprofile die zulässige Pressung der Laufflächen überschreitet und diese zerstören. Zudem stellt jede herkömmliche Fuge eine Unstetigkeit dar, die beim Befahren zu Schlägen, Stößen, Schwankungen des Flurförderzeugs und der Ladung und zu einer Lärmentwicklung führt. Fugenprofile mit Querkraftleisten stellen zudem bei größeren Fugenöffnungsbreiten dem Aufschüsseln keinen Widerstand entgegen. Hierdurch bilden sich Unstetigkeiten in der Oberfläche aus, die selbst bei Einhaltung der Ebenheitstoleranzen der DIN 18202 den Fahrkomfort erheblich beeinträchtigen. 4. Optimale Fuge. Eine optimale Fugenkonstruktion bietet daher folgende Eigenschaften: - eben, plan - spaltfrei - vollständiger Kantenschutz - Vulkollan- und Nylonrad geeignet - hoher Fahrkomfort, leise - hygienisch - wartungsarm - dicht - luftkissentauglich - Besondere Maßnahme zum Schutz von Beton (Chloridangriff) - Nachträglicher Einbau möglich - Sanierung vorhandener Fugen möglich Die ersten Punkte können durch aufwändige Profile noch erreicht werden. Die letzteren Punkte jedoch nicht. Mit der Ulbrichfuge ® und ihren fünf verschiedenen Ausführungsvarianten (s. Bild 1-5) wurde daher ein System entwickelt, mit dem alle vorgenannten Anforderungen erfüllt werden und das speziell auf die jeweilige vorhandene Fugen-Problematik zugeschnitten. Bild 1: Ulbrichfuge ® Basic, für mittlere bis hohe Belastung Bild 2: Ulbrichfuge ® Power/ Air, für sehr hohe bis extreme Belastung Bild 3: Ulbrichfuge ® Special Movement, für Parkhäuser Bild 4: Ulbrichfuge ® Brandschutz, zum Brandschutz (in Abstimmung mit den örtlichen Behörden) Bild 5: Ulbrichfuge ® WHG, erfüllt die Normen des Wasserhaushaltsgesetzes 6.2 Wiegrink.indd 242 13.02.20 17: 43 10. Kolloquium Industrieböden - März 2020 243 Vom Innovationspreis zur High-End Lösung: • ULBRICHFUGE® • The Art of Connecting Schnittzeichnung der Ulbrichfuge ® Durch die spezielle Konstruktion der Ulbrichfuge wird eine ebene Oberfläche erreicht. Durch die Fugenverankerung wird ein planebener, dichter und dauerhafter Anschluss zum Betonboden erreicht. Im Bereich der reaktiven Fugenlänge treten nur geringe relative Dehnungen auf, so dass auch große Spaltänderungen der Fuge dauerhaft und dicht aufgenommen werden können. 5. Einsatzmöglichkeiten Die Ulbrichfuge bietet neben der Anwendung im klassischen Industriebodenbau als Fugenkonstruktion in der Erstherstellung insbesondere folgende Einsatzmöglichkeiten. Überall dort, wo Risse und Fugen saniert werden müssen, die sich im Zuge der Nutzung noch bewegen, z.B. - Sanierung schadhafter Fugen im Industriebau - Riss/ Fugensanierung in befahrenen Bereichen - Riss/ Fugensanierungen in Walzbeton - Riss/ Fugensanierungen in Parkhäusern, Tiefgaragen - Riss/ Fugensanierungen auf befahrenen Rampen. Überall dort, wo besondere Anforderungen an die Ebenheit gestellt werden, z.B. - Hochregallager - Luftkissenfahrzeuge - Führerlose Flurförderzeuge - Viel befahrene Durchfahrten zwischen Hallenabschnitten - Geringe Lärmentwicklung Überall dort, wo besondere Anforderungen an eine spaltfreie, dichte Oberfläche gestellt werden, z.B. - Luftkissenfahrzeuge - Lebensmittelbereich Überall dort, wo Beschichtungen vorhanden sind, z.B. - Parkhäuser, Tiefgaragen - Befahrene Rampen 6.2 Wiegrink.indd 243 13.02.20 17: 43