Rissproblematik erfolgreich gelöst

In den Jahren 2000 bis 2006 sind vereinzelt sicherheitsrelevante Rissschäden an feuerverzinkten Stahlkonstruktionen aufgetreten. Um diesem Phänomen auf den Grund zu gehen und zukünftig Schäden ausschließen zu können, hat die Feuerverzinkungsindustrie unter der Beteiligung von Kooperationspartnern aus den Branchen Stahlerzeugung, Stahlbau, und Zinkherstellung unter Einbindung des Deutschen Instituts für Bautechnik DIBt umfangreiche wissenschaftliche Untersuchungen zur Erforschung der Ursachen initiiert und betrieben. Hierbei wurde festgestellt, dass bei der Feuerverzinkung von Stahlkonstruktionen, durch bis dahin nicht erkannte wechselseitige Einwirkungen, Rissbildungen an Bauteilen ausgelöst werden können.Seit Oktober 2007 liegen belastbare Ergebnisse auf der Basis dieser wissenschaftlichen Untersuchungen vor, die die Voraussetzung dafür sind, ab sofort mit Hilfe daraus abzuleitender Maßnahmen die Vermeidung dieses Phänomens zu gewährleisten und das Sicherheitsniveau feuerverzinkter Stahlbauteile zu erhöhen. Daher wurden in Abstimmung mit dem Deutschen Institut für Bautechnik, den Vertretern verschiedener Ministerien, denen der Materialprüfanstalten, den Forschungseinrichtungen und den beteiligten Branchen Empfehlungen für kurzfristig zu ergreifende Maßnahmen vereinbart. Eine der wesentlichen Maßnahmen ist die Begrenzung der Zusammensetzung der Zinkschmelze beim Feuerverzinken. Dem entsprechend dürfen für tragende Stahlbauten ausschließlich Zinkschmelzen mit Zusätzen von ≤ 0,9 Gew-% Blei, < 0,3 Gew.-% Zinn und ≤ 0,1 Gew.-% Wismut eingesetzt werden, wobei der Zinngehalt zinnlegierter Zinkschmelzen kurzfristig weiter auf unter 0,1 Gew-% zu reduzieren ist. Die Experten sind sich einig, dass mit diesen Maßnahmen das Sicherheitsniveau feuerverzinkter Stahlbauten deutlich steigt und mindestens das Niveau vor Auftreten der genannten Schäden erreicht.Der Industrieverband Feuerverzinken hat nach einem letzten Sondierungsgespräch beim deutschen Institut für Bautechnik DIBt am 17. Oktober 2007 in Berlin unverzüglich die gesamte Branche, das heißt Verbandsmitglieder, aber auch Nicht-Mitglieder, auf die neuesten Erkenntnisse hingewiesen und eindeutige Empfehlungen und dringende Hinweise im Sinne der DIBt-Vereinbarung, insbesondere zur umgehenden Reduzierung des Zinngehalts der Zinkschmelze auf Werte < 0,1 Gew.%, gegeben.Auch auf der europäischen Ebene wird die Problematik auf Initiative der deutschen Feuerverzinker intensiv im Rahmen der Arbeiten der European General Galvanizers Association behandelt.Der Industrieverband Feuerverzinken e.V. und der Deutsche Stahlbau-Verband haben bereits im Jahr 2005 die Broschüre „Empfehlungen zur Vermeidung der Rissbildung“ herausgegeben und diese sukzessive den neuesten Erkenntnissen angepasst. Die „Empfehlungen zur Vermeidung der Rissbildung“ wurden auch in Heft 8/2005 der Zeitschrift Stahlbau veröffentlicht. Die genannten kurzfristigen Maßnahmen werden weiter durch ergänzende wissenschaftliche Untersuchungen abgesichert.Dazu wurde bereits 2005 ein eineinhalbjähriges Forschungsprojekt an der RWTH Aachen (AiF 14545) unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. M. Feldmann, zu den Ursachen und Zusammenhängen der Rissbildung an feuerverzinkten Stahlkonstruktionen begonnen. Derzeit wird ein Projekt zur Erforschung der Rissbildung (AiF 15081) an der Technischen Universität Darmstadt unter der Leitung von Frau Prof. Dr.-Ing. Ch. Berger und Herrn Dr.-Ing. R. Landgrebe bearbeitet. Ziel ist die Entwicklung und Anwendung eines Prüfverfahrens zur Ermittlung des Einflusses unterschiedlicher Zinkbad-Legierungszusätze auf die Rissbildung. Anfang November 2007 wurde ein Verbundforschungsprojekt (AiF-ZUTECH-Projekt) gestartet, bei dem durch einen interdisziplinären Verbund 7 unterschiedlicher Forschungsinstitutionen weitere Grundlagen und Zusammenhänge zur Vermeidung der Rissbildung erforscht werden. Zusätzlich zu den bereits laufenden Arbeiten wurde von der Südwestfälischen Fachhochschule in Iserlohn unter Leitung von Herrn Prof. Dr.-Ing. Feser beim Gemeinschaftsausschuss Verzinken e.V. ein weiteres Vorhaben zur Erforschung aluminiumhaltiger Zinkschmelzen und deren Potenzial der Inhibierung der Rissbildung beantragt (AiF 10585). Mit dem Beginn dieser Forschung ist im Jahr 2008 zu rechnen.Die Ergebnisse dieser Forschungsarbeiten tragen wesentlich zum zusätzlichen Verständnis des komplexen Problems der Rissbildung an feuerverzinkten Stahlbauteilen bei. Ergänzend hierzu wurden auf Veranlassung der beteiligten Industrien und des DIBT rund 100 feuerverzinkte Stahlkonstruktionen im Bestand untersucht, um die wissenschaftliche Arbeit zu unterstützen.
Die bereits heute belastbaren Erkenntnisse werden im Jahr 2008 als verbindliche Regel in Form einer DAST-Richtlinie zum Verzinken von Stahlbauteilen in Ergänzung des geltenden Regelwerks für den Stahlbau und für das Feuerverzinken in die tägliche Praxis Einzug halten. Damit liegen dann auch praxisgeeignete Informationen für die ausführenden Betriebe im Stahlbau und in der Feuerverzinkung vor.Mit der Lösung der Rissbildungsproblematik sichert sowohl die Stahlbau- als auch die Feuerverzinkungsindustrie wichtige Marktsegmente. Durch die Verwendung des Langzeitkorrosionsschutzes Feuerverzinken konnte die Stahlbauindustrie in Deutschland während der letzten Jahrzehnte bedeutsame neue Märkte erschließen. So sind aufgrund der hohen korrosiven Belastungen beispielsweise Parkhausbauten aus Stahl ohne den Einsatz der Feuerverzinkung nicht wirtschaftlich zu betreiben. Typische Anwendungsfelder der Feuerzinkung im Stahlbau sind Skelettkonstruktionen, Stütz- und Trägerkonstruktionen, Hallen sowie Masten und Türme. Auch vor dem Hintergrund der bedeutender werdenden Nachhaltigkeitsdiskussion verbessert das Feuerverzinken die Position des Stahlbaus. In allen relevanten Umweltkategorien, hierzu zählen beispielsweise der Ressourcenverbrauch und der Treibhauseffekt, erzielt das Feuerverzinken deutlich bessere Ergebnisse als lösemittelhaltige Beschichtungen. So ist der Ausstoß an Treibhauseffekt auslösenden Gasen beim Feuerverzinken um 62 Prozent geringer. An einer typischen Parkhauskonstruktion, bei der rund 500 Tonnen Stahl verwendet werden, können durch Feuerverzinken bis zu 57 Tonnen CO2  im Vergleich zu Beschichtungen eingespart werden.Das Feuerverzinken bietet sowohl aus wirtschaftlicher Sicht als auch unter ökologischen Aspekten klare Vorteile für das Bauen mit Stahl. Durch die ergriffenen Maßnahmen konnten vorhandene Defizite, die zur Rissbildung beigetragen haben, beseitigt werden, so dass das Feuerverzinken auch in Zukunft einen hervorragenden Korrosionsschutz für den Stahlbau darstellt.Quelle:
Industrieverband Feuerverzinken e. V.

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