10. Kolloquium Industrieböden - März 2020 405 Stahlankerplatten - eine Lösung für extreme Beanspruchung von Industrieböden Dipl. Ing. (FH) Dirk-Uwe Spengler, Waldemar Holeczek BTE stelcon GmbH, Germersheim, Deutschland I BTE stelcon Handel GmbH, Mülheim/ Ruhr, Deutschland Zusammenfassung Die Stahlankerplatte ist die perfekte Wahl, wenn es um Bodensysteme für Industrie, Gewerbe und Handel geht, die extremen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Ob Lager, Ladenfläche, Werkstattboden oder Maschinenhalle - überall dort, wo extreme Anforderungen an einen Boden gestellt werden, bieten die Stahlankerplatten die passende Lösung. Mit Stahlstärken von 3 mm bis 5 mm halten die praktisch bruch- und abriebfesten Böden den härtesten industriellen Anforderungen stand. Auch bei massiven Beanspruchungen durch Stoß und Schlag oder beim Transport von kleinvolumigen Lasten mit hohen Gewichten, weist dieser Flächenbelag eine hohe Dauerbeständigkeit auf, da es praktisch keine Abnutzungseffekte gibt. Die Stahlankerplatten gibt es in allen gängigen Stahlqualitäten, von St37 unbehandelt „schwarz“ über verzinkten bis hin zur Edelstahlausführung in V4A und können somit in allen Industriezweigen eingesetzt werden. Jede Investition in einen Bodenbelag mit Stahlankerplatten, die mit dem Untergrund fest verankert sind, wird mit der Überlegung nach Dauerhaftigkeit, Langfristigkeit und werterhaltend getroffen. 1. Historischer Abriss im Zuge der wachsenden Industrialisierung vor fast 100 Jahren stellte sich heraus, dass die herkömmlichen Bodenbeläge den immer stärker werdenden betrieblichen Belastungen nicht standhalten und zerstört werden. Aus diesem Grund entwickelte Herr Fritz Ebener auf Anregung des Prof. Dr.-Ing. Kleinlogel im Jahr 1919 ein Verfahren, das Stahlkörner bzw. gekörntes Gusseisen in Verbindung mit Zement zu einem hochbeanspruchbaren Bodenbelag für die Industriebetriebe verarbeiten lies. Durch den ungemeinen sehr hohen Bedarf an belastbaren Industrieböden wurde das Verfahren fast zu einem Selbstläufer und erweckt auch im Ausland schnell ein großes Interesse. Durch die Internationalisierung bestand die Notwendigkeit, eine Kennzeichnung zu finden, die sich überall gut einprägen ließ. Aus diesem Anlass wurde der Name „S T E L C O N“ (eine Wortkombination aus dem Englischen von „steel“ für Stahl und „concrete“ für Beton, wo aus „steel“ - „stel“ und aus „concrete“ - „con“ = „stelcon“ - wurde) geboren und als Markennamen eingetragen. Durch die ständige Marktbeobachtung zeigte sich, dass auch diesen Industrieböden Grenzen gesetzt sind und bei Anforderungen durch sehr schwere Stoß- und Schlageinwirkung versagen. Um diese Lücke im Industriebodenbau zu schließen, wurde durch Herrn Fritz Ebener im Februar 1928 die Stahlankerplatte erfunden und unter dem Markennamen „stelcon - Ankerplatte“ eingeführt und vertrieben. Bild 1: Verkaufsbild für Stahlankerplatten der Marke „stelcon“ in den 1930er Jahren (Quelle: BTE stelcon GmbH) 10.3 Spengler.indd 405 12.02.20 12: 48 406 10. Kolloquium Industrieböden - März 2020 Stahlankerplatten - eine Lösung für extreme Beanspruchung von Industrieböden Bild 2: Werbeprospekt für Stahlankerplatte in den 1930er Jahren (Quelle: BTE stelcon GmbH) Teilweise sieht man heute noch Flächen in alten traditionellen Industriegebäuden, welche mit Stahlankerplatten der ersten Stunde belegt sind und immer noch die Belastungen der unterschiedlichsten Betriebsabläufe tragen. Erkennbar sind diese Platten mit dem geschwungenem Die erste Generation der Stahlankerplatten wurde durch die damaligen technischen Möglichkeiten an den Seitenkanten gebogen, Bild 3: Herstellung Stahlankerplatten 1934, links „stanzen“, rechts „abkanten“ (Quelle: BTE stelcon GmbH) so das eine abgerundet Fugenkante entstand. Bild 4: Schnitt Stahlankerplatte abgerundet Typ A (Quelle: BTE stelcon GmbH) 10.3 Spengler.indd 406 12.02.20 12: 48 10. Kolloquium Industrieböden - März 2020 407 Stahlankerplatten - eine Lösung für extreme Beanspruchung von Industrieböden Bild 5: Ausführung Stahlankerplatte abgerundet (Quelle: BTE stelcon GmbH) Die Entwicklung und der Einsatz von kleinrädrigen Flurförderfahrzeugen führte dazu, dass der Bedarf der Kunden nach einer schmaleren Fuge größer wurde und Stelcon wieder nach einer technischen Lösung suchte. So wurde im Jahr 1960 die bisher abgerundete Stahlankerplatte (Typ A) durch den scharfkantigen Typ S ergänzt. Mit dieser Ausführung ist eine fast fugenlose Verlegung der Stahlankerplatten möglich. Bild 6: Schnitt Stahlankerplatte scharfkantig Typ S (Quelle: BTE stelcon GmbH) Bild 7: Ausführung Stahlankerplatte scharfkantig (Quelle: BTE stelcon GmbH) Damals wurde die Deckelplatte und die seitlichen Stege separat gestanzt und anschließend mit einem damals innovativen Schweißroboter verschweißt. In den weiteren Jahren wurde die Produktpalette mit verzinkten Normstählen und Edelstählen erweitert und die Trittsicherheit durch aufgewölbte Ankerlöcher von R10 auf R11 erhöht. Ein weiterer innovativer Entwicklungsschritt wurde 2003 erreicht, in dem man bei der Investition eines neuen Presswerkzeugs die scharfkantige Platte „aus einem Stück“ herstellen konnte und somit der Schweißvorgang entfiel. Hierdurch erreicht man eine zusätzliche Stabilität der Platte, welche voll satt in einem hochwertigen Mörtelbett verlegt werden kann. Bild 8: Endmontage Servopresse MSP2-800 (Quelle: Schuler Pressen GmbH) Seit 2016 ist der Typ S auch in V4A-Edelstahl erhältlich, da auch hier die Anforderungen der Lebensmittel- und Chemischen Industrie gestiegen sind. 10.3 Spengler.indd 407 12.02.20 12: 48 408 10. Kolloquium Industrieböden - März 2020 Stahlankerplatten - eine Lösung für extreme Beanspruchung von Industrieböden Bild 9: Stahlankerplatte Typ A, verzinkt, R 10 (Quelle: BTE stelcon GmbH) Bild 10: Stahlankerplatte Typ S, V2A, R 11 (Quelle: BTE stelcon GmbH) 2. Systemblick auf die Bauweise der Stahlankerplatten Durch die Möglichkeit, die abgerundete Platte mit dem stabilen Steg „Typ A“ und einer etwas breiteren Fuge oder die fugenschmalere Platte des „Typ S“, die fast fugenlos verarbeitet werden kann, können alle handelsüblichen Flächenbelastungen abgetragen werden. Stahlankerplatten werden für ein gängiges Rastermaß in 300 x 300 mm hergestellt. Die konstruktionsbedingte Bauhöhe von 25 mm ermöglicht den Einbau mit einer geringen Systemhöhe von mindestens 40-50 mm im Mörtelbett oder mind. 30 mm im Epoxidharz. Die Materialstärke von 3 - 5 mm deckt alle Punktbelastungen der härtesten industriellen Anforderungen ab, wobei erfahrungsgemäß schon mit 3 mm alle Belastungsanforderungen erfüllt werden können. Die 33 Ausstanzungen bewirken zum einen, dass die Platte voll satt und ohne Hohlstellen im Mörtelbett liegt und die 33 Stahlanker sich mit den Einbaumaterial verkrallen. Die mit Mörtel gefüllten Ankerlöchern erreichen eine Rutschhemmung von R10. Durch eine aufgewölbte Öffnung, siehe Bild 11, wird eine trittsichere Variante mit einer Rutschhemmung von R11 ausgebildet. Bild 11: Stahlankerplatte mit aufgewölbter Öffnung für Rutschhemmung R 11 (Quelle: BTE stelcon GmbH) Sämtliche Stahlankerplatten werden in den gängigen Materialqualitäten hergestellt. Beginnend von St37 unbehandelt, über verzinkt bis hin zu Edelstahl in V2A oder V4A. So gibt es keinen Einsatzfall, der nicht mit den Stahlankerplatten ausgelegt werden kann. 3. Anforderungen an die Stahlankerplatten Die Anforderungen an die Stahlankerplatten sind in den vergangenen Jahrzehnten stetig gewachsen. Auch bei massiven Beanspruchungen durch Stoß und Schlag oder beim Transport von kleinvolumigen Lasten mit hohen Gewichten, weist dieser Flächenbelag eine hohe Dauerbeständigkeit auf, da es praktisch keine Abnutzungseffekte gibt. Mit den oben beschriebenen technischen Eigenschaften gelten die Stahlankerplatten bis heute als praktisch bruch- und abriebfest und halten den härtesten industriellen Anforderungen stand. Zur Verdeutlichung der verschiedensten Anwendungsmöglichkeiten sind nachfolgend repräsentative Beispiele bildlich aufgeführt: 10.3 Spengler.indd 408 12.02.20 12: 48 10. Kolloquium Industrieböden - März 2020 409 Stahlankerplatten - eine Lösung für extreme Beanspruchung von Industrieböden Bild 12: Firma Volkswagen (Quelle: BTE stelcon GmbH) Bild 13: Firma Caterpillar, Laatzen (Quelle: BTE stelcon GmbH) Bild 14: Lagerfläche für Flachstahlcoil (Quelle: BTE stelcon GmbH) Die Vorteile für den Einsatz von Stahlankerplatten als Bodenbelagsschutz für extreme Belastungen haben sich über die Jahrzehnte nicht verändert und sind: • extrem belastbar (Stoß-; Schlag-; und Rollbewegungen) • robust und nahezu unverwüstlich • Höchstmaß an Sicherheit durch unbegrenzte Lebensdauer • nahezu keine Nutzungsausfälle durch Reparaturarbeiten • kein Abrieb und somit staubfrei • gleichbleibende und höchste Maßhaltigkeit • trittsichere Ausführung in R 11 Auch ist der Einsatz von Stahlankerplatten nicht nur für den großflächigen Verbau von Vorteil, wie im nachfolgenden Bild dargestellt, Bild 15: Flächenbelage für Schwerlaststapler (Quelle: BTE stelcon GmbH) auch der Einsatz für selektive Schutzmaßnahmen, wie zum Beispiel für den Übergang unterschiedlicher Bodenbeläge innerhalb einer Fläche, den Anschluß von Dehnungsfugen oder dem Gebäudeübergang von Außenzum Innenbereich, dienen die Stahlankerplatten als Schutzbereich für Dauerhaftigkeit und Langlebigkeit. Nachfolgend sind einige Anwendungsmöglichkeiten bildlich dargestellt. 10.3 Spengler.indd 409 12.02.20 12: 48 410 10. Kolloquium Industrieböden - März 2020 Stahlankerplatten - eine Lösung für extreme Beanspruchung von Industrieböden Bild 16: Übergang von unterschiedlichen Bodenbelägen als Kantenschutz (Quelle: BTE stelcon GmbH) Bild 17: Dehnungsfugenübergang (Quelle: BTE stelcon GmbH) Bild 18: Gebäudeübergang Innenzu Außenbereich (Quelle: BTE stelcon GmbH) 4. Herstellung und Verlegung eines Industriebodens mit Stahlankerplatten Es muss sichergestellt sein, dass die bauseits vorhandene Tragbetonplatte den betrieblichen Belastungen standhält. Eventuell ist auch eine Prüfung der Oberflächenzugfestigkeit (≥1,5 N/ mm²) notwendig. Die erforderliche Systemhöhe, siehe Bild 18, beträgt mind. 40 mm, besser 50 mm, um die Stahlankerplatte mit den Ausstanzungen satt im Mörtelbett eindrücken zu können, um einen vollflächigen Haftverbund zwischen Unterboden und Mörtel herzustellen. Für einen guten Haftverbund sollte der Untergrundboden eine gewisse Rauigkeit aufweisen. Diese Rauigkeit vom Untergrund wird in der Regel durch Abfräsen oder Kugelstrahlen erreicht. Bild 19: Systemaufbau für die Verlegung von Stahlankerplatten im Mörtel-/ Betonbett (Quelle: BTE stelcon GmbH) 1. Systemaufbau von oben nach unten: 2. Stahlankerplatte Typ A o. S (25 mm) 3. Verlegemörtel / Beton (mind. 40 - 50 mm inkl. Stahlankerplatte Typ A o. S) 4. Haftbrücke 5. Tragbeton 10.3 Spengler.indd 410 12.02.20 12: 48 10. Kolloquium Industrieböden - März 2020 411 Stahlankerplatten - eine Lösung für extreme Beanspruchung von Industrieböden Nach Festlegung des Höhennivellements wird eine Haftbrücke (klassisch herstellen oder ein Fertigprodukt verwenden) aufgebracht, wobei der Untergrund vorher gründlich gewässert werden muss. Der Verlegemörtel (Empfehlung: Druckfestigkeit ≥ C30/ 37, Körnung 0-8 mm, Konsistenz F3 = weich, Verzögerer 3-5 Stunden) wird auf Höhe des OKFF abgezogen. Die Platten werden mittels Richtschnur und Hammer, gemäß Bild 20 und 21, in dem frischen Mörtelbett einschlagen. Der Mörtel muss aus allen Ankerlöchern und Fugen quellen und diese vollständig bedecken. Damit ist sichergestellt, dass die Platten voll satt im Mörtelbett liegen und keine Hohlstellen unterhalb der Stahlankerplatten entstehen. Bild 20: Verlegung mit Richtschnur (Quelle: BTE stelcon GmbH) Bild 21: Einschlagen im Mörtelbett (Quelle: BTE stelcon GmbH) Die Fugen zwischen den Stahlankerplatten sollten 2-3 mm nicht unterschreiten. Bei der scharfkantigen Platte kann man dies sehr gut an der Oberfläche erkennen, jedoch beim den abgerundeten Platten (Typ A) ist der Fugenabstand zwischen den Stegen, welche im Beton verschwinden, nicht zu erkennen. Hier sieht man nur die oberflächige, breitere Fuge von ca. 5-8 mm, welche aufgrund des Radius der abgerundeten Kanten entsteht. Mittels Gummiwischer, siehe Bild 22, wird der austretende Mörtel gleichmäßig verteilt, letzte Öffnungen im Mörtel verschlossen und die Plattenlage gleichzeitig nachreguliert. Wenn die Fläche komplett eingeschlämmt, die geforderte Ebenheit (Standard = DIN 18202, Tabelle 3, Zeile 3) erreicht und die Kantenversprünge reguliert wurden, ist die Fläche sauber abzuziehen. Bild 22: Einschlämmen mit Gummiwischer (Quelle: BTE stelcon GmbH) Nach leichter Festigung des Mörtels (nach einigen Stunden) ist die Fläche mittels feuergetrocknetem Quarzsands einzufegen. Somit wird erreicht, dass die Oberfläche von überschüssigem Wasser, Mörtelresten und ggf. Flugrostbildung abgerieben und gereinigt wird. Am Folgetag, spätestens vor Fertigstellung ist der Vorgang zu wiederholen, jedoch unter Einsatz einer Poliermaschine und entsprechenden Reinigungspads, so dass die Fläche möglichst frei von Zementschleier und ggf. Flugrost ist. Es ist zu beachten, dass Gebäudetrennfugen selbstverständlich übernommen und dauerelastisch mit geeignetem Material in Abstimmung mit den AG, geschlossen werden müssen. Bild 23: Detailanschluß Dehnungsfuge (Quelle: BTE stelcon GmbH) 10.3 Spengler.indd 411 12.02.20 12: 48 412 10. Kolloquium Industrieböden - März 2020 Stahlankerplatten - eine Lösung für extreme Beanspruchung von Industrieböden Eine Abschlussbzw. Hochglanzreinigung ist nicht zwingend erforderlich, da die Nutzung durch Flurförderfahrzeuge oder anderen Gerätschaften die Oberfläche i. d. R. blank gefahren wird. 5. Wirtschaftliche Betrachtung der Bodenbauweise Im Zuge von immer weiter steigenden Grundstücks-, Gebäude-, und Baupreisen ist die effiziente Nutzung eines Industriebodenbelages ein wesentlicher Bestandteil bei der betriebswirtschaftlichen Betrachtung. Betriebswirtschaftlich sprechen folgende Entscheidungsaspekte für den Einsatz von Stahlankerplatten: 1. Die Bezugs- und Einbaukosten liegen im mittleren Rahmen von adäquaten hochwertigen Industrieböden, insbesondere bei hochwertigen Beschichtungen. Die Bezugspreise, je nach Ausführung liegen zwischen 60,- €/ m², für die einfachste Ausführung in St37 abgerundet und 398,- €/ m² für Edelstahl in V4A Qualität, scharfkantig. Die Einbaukosten richten sich nach den örtlichen Gegebenheiten und der jeweiligen Flächengröße und liegen zwischen ca. 50,- €/ m² und 100,- €/ m². 2. Aufwendige Wartungs- oder Reparaturkosten entfallen, da die Stahlankerplatten, bei fachgerechtem Einbau, Jahre bzw. Jahrzehnte den betrieblichen Belastungen standhalten und somit eine effiziente Nutzung des Industriebodens sichergestellt ist. 3. Auch bei Nutzungsänderungen der Fläche brauchen diese nicht entfernt oder erneuert werden, da sie den meisten Anwendungsfällen gerecht werden. 4. Sollten Flächen angebaut und ergänzt werden, ist dies ohne große Aufwendungen möglich. 5. Mit einem hochwertigen und dauerhaften Flächenbelag wird die Wertigkeit der Immobilie angehoben bzw. über Jahre konstant gehalten. 6. Fazit Der Einsatz von Stahlankerplatten ist eine dauerhafte Investition für den Schutz der Bodenbeläge bei extremer Beanspruchung und bietet in seiner Ausführung einen langlebigen Werterhalt der Fläche bzw. des gesamten Gebäudes. Egal ob hohe Punktbelastung, starke Reibbeanspruchungen oder Beanspruchung durch extreme Temperaturen, die Stahlankerplatte bietet den geforderten Schutz. Bild 24: Brück GmbH, Saarbrücken (Quelle: BTE stelcon GmbH) 10.3 Spengler.indd 412 12.02.20 12: 48