Mb 434 Feindaten - koellensperger-stahl.at · Merkblatt 434 2 Impressum Merkblatt 434 „Wetterfester Baustahl“ 1. Auflage 2004 ISSN 0175-2006 Herausgeber Stahl-Informations-Zentrum

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  • Merkblatt 434

    Wetterfester Baustahl

    Stahl-Informations-Zentrum

  • Merkblatt 434

    2

    Impressum

    Merkblatt 434Wetterfester Baustahl1. Auflage 2004ISSN 0175-2006

    HerausgeberStahl-Informations-ZentrumPostfach 10 48 42, 40039 Dsseldorf

    AutorEm. Prof. Dr.-Ing. Manfred Fischer,Stuttgart

    Layoutcirca drei, Mnchen

    FotosMartin Jung, Hamburg: TitelManfred Fischer, Stuttgart: Abb. 3, 4, 5, 6, 11, 12, 13, 14, 16,17, 25, 31, 35, 38, 40, 43, 44, 45,46, 47, 48, 49, 50, 52, 53, 54 Stahl-Informations-Zentrum, Dsseldorf, Merkblatt 434, 3. Auflage 1974: Abb. 1, 2Jrg Hempel, Aachen: Abb. 18, 19Klaus Frahm, Hamburg: Abb. 20Bernd-Michael Maurer, Kln-Dellbrck: Abb. 23Lamott Architekten, Stuttgart:Abb. 27, 28, 30Eduard Hueber, New York: Abb. 21Dietrich Fritzen Lf, Kln:Abb. 32, 33Zwahlen & Mayr S. A., Aigle(Schweiz): Abb. 36Kunst- und Ausstellungshalle der Bundesrepublik DeutschlandGmbH Bonn/Peter Oszvald: Abb. 51

    Die dieser Verffentlichung zu-grunde liegenden Informationenwurden mit grter Sorgfalt re-cherchiert und redaktionell be-arbeitet. Eine Haftung ist jedochausgeschlossen.

    Ein Nachdruck auch auszugs-weise ist nur mit schriftlicherGenehmigung des Herausgebersund bei deutlicher Quellenangabegestattet.

    Das Stahl-Informations-Zentrum isteine GemeinschaftsorganisationStahl erzeugender und verarbei-tender Unternehmen. Markt- undanwendungsorientiert werden fir-menneutrale Informationen berVerarbeitung und Einsatz desWerkstoffs Stahl bereitgestellt.

    Verschiedene Schriftenreihenbieten ein breites Spektrum praxis-naher Hinweise fr Konstrukteure,Entwickler, Planer und Verarbeitervon Stahl. Sie finden auch Anwen-dung in Ausbildung und Lehre.

    Vortragsveranstaltungenschaffen ein Forum fr Erfah-rungsberichte aus der Praxis.

    Messebeteiligungen und Aus-stellungen dienen der Prsenta-tion neuer Werkstoffentwicklun-gen sowie innovativer, zukunfts-weisender Stahlanwendungen.

    Als individueller Service wer-den auch Kontakte zu Instituten,Fachverbnden und Spezialistenaus Forschung und Industrie ver-mittelt.

    Die Pressearbeit richtet sich anFach-, Tages- und Wirtschafts-medien und informiert kontinu-ierlich ber neue Werkstoffent-wicklungen und -anwendungen.

    Das Stahl-Informations-Zentrumzeichnet besonders innovative Anwendungen mit dem Stahl-Innovationspreis aus(www.stahlinnovationspreis.de).Er ist einer der bedeutendstenWettbewerbe seiner Art und wirdalle drei Jahre ausgelobt.

    Fr die Aus- und Weiterbildungvon Bauingenieuren steht dasStahlbau-Lehrprogramm mitFachbeitrgen und Berechnungs-beispielen auf CD-ROM zur Ver-fgung.

    Die Internet-Prsentation(www.stahl-info.de) informiertu.a. ber aktuelle Themen undVeranstaltungen und bietet einenberblick ber die Verffent-lichungen des Stahl-Informations-Zentrums. Schriftenbestellungensowie Kontaktaufnahme sindonline mglich.

    Mitglieder des Stahl-Informations-Zentrums: AG der Dillinger Httenwerke, Dillingen Agozal Oberflchenveredelung GmbH, Neuwied Arcelor RPS Srl, Esch-sur-Alzette Benteler Stahl/Rohr GmbH, Paderborn EKO Stahl GmbH, Gruppe Arcelor, Eisenhttenstadt Gebr. Meiser GmbH, Schmelz-Limbach Georgsmarienhtte GmbH, Georgsmarienhtte ISPAT Germany GmbH, Duisburg Rasselstein GmbH, Andernach Remscheider Walz- und Hammerwerke

    Bllinghaus u. Co. KG, Remscheid Saarstahl AG, Vlklingen Salzgitter AG Stahl und Technologie, Salzgitter Stahlwerke Bremen GmbH, Gruppe Arcelor, Bremen ThyssenKrupp Electrical Steel GmbH, Essen ThyssenKrupp GfT Bautechnik GmbH, Essen ThyssenKrupp Stahl AG, Duisburg ThyssenKrupp VDM GmbH, Werdohl Wickeder Westfalenstahl GmbH, Wickede (Stand 01.01.2004)

  • Wetterfester Baustahl

    3

    Inhalt Seite

    1 berblick 42 Wetterfeste Sthle 62.1 Chemische Zusammen-

    setzung und mechani-sche Eigenschaften 6

    2.1.1 Europische Norm 62.1.2 Hochfeste Qualitten 72.2 Deckschichtbildung 72.2.1 Direkt benetzte und

    indirekt benetzte Flchen 7

    2.2.2 Deckschichtbildung bei direkt benetzten Flchen 7

    2.2.3 Deckschichtbildung bei indirekt benetzten Flchen 8

    2.2.4 Geringere Unter-rostungsneigung von Beschichtungen 8

    2.3 Voraussetzungen fr den optimalen erhhten Korrosionswiderstand 9

    2.4 Einstufung in eine Korrosivittskategorie und Dickenzuschlge 9

    2.4.1 bersicht 92.4.2 Einstufung 92.4.3 Dickenzuschlge 112.5 Kontaktkorrosion 122.6 Ermdungsverhalten 123 Lieferung und

    Verarbeitung 123.1 Lieferung 123.2 Verarbeitung 123.2.1 Bearbeitbarkeit 123.2.2 Schweien 123.2.3 Schrauben 133.2.4 Verbindungstechnik 133.2.5 Strahlen 143.2.6 Beschichten 144 Anwendungen von

    Wetterfestem Baustahl 154.1 Konstruktionen 154.1.1 Beispiele aus dem

    Hochbau 154.1.2 Beispiele aus dem

    Brckenbau 224.1.3 Weitere Anwendungs-

    beispiele 264.2 sthetik 27

    Seite

    5 Inspektion und Wartung 305.1 Inspektion 305.2 Wartung 306 Wirtschaftlichkeit 316.1 Allgemeines 316.2 Wirtschaftlichkeits-

    vergleich am Beispiel einer Brcke 32

    Anhang: Check-Liste fr den Anwender 35Literatur 38Architekten 38

  • Merkblatt 434

    4

    1 berblick

    Der Inhalt dieser Schrift istfr Personen gedacht, die Bau-werke oder Konstruktionen ausWetterfestem Baustahl planen,entwerfen, konstruieren oder aus-fhren. Sie wendet sich somit andie Anwender und damit haupt-schlich an Architekten, Ingenieu-re, Bauherren und Personen inStahlbaubetrieben. Da der Wetter-feste Stahl auch fr Stahlskulptu-ren verwendet wird, kann dieseSchrift auch fr bildende Knst-ler interessant sein.

    Der augenflligste Unter-schied zwischen WetterfestemBaustahl und normalem Baustahlbesteht darin, dass WetterfesterBaustahl vorwiegend ungeschtzteingesetzt wird, d. h. z. B. ohneBeschichtungen (Farbanstriche)oder metallische berzge. Erfllt somit dem Betrachter durchdie natrliche Rostfrbung auf.Unter Wetterfestigkeit ist ein imVergleich zu normalem Baustahlwesentlich erhhter Widerstandgegen atmosphrische Korrosionzu verstehen. Der Rostprozesskommt zwar auch bei werkstoff-gerechten Bedingungen nichtzum Stillstand, ist aber schonnach wenigen Jahren so gering,dass der ungeschtzte Einsatzdieses Stahles zugelassen und vonVorteil ist. Seine Wetterfestigkeiterhlt er durch sehr geringe Legie-rungsanteile. Die magebendenElemente sind vor allem Kupferund Chrom. Auerdem gibt esSthle, bei denen zustzlich Phos-phor zur Steigerung der Wetter-festigkeit verwendet wird. Weildie einzelnen Legierungsanteileso gering sind sie liegen unter 1 % , unterscheidet sich der Wet-terfeste Stahl auer in der Wetter-festigkeit nur sehr wenig von denblichen Bausthlen.

    Fr die Anwendung des Wet-terfesten Stahles sprechen trotzgeringfgig hherer Materialpreiseunter anderem wirtschaftlicheGrnde. Bei seinem Einsatz ohneBeschichtung entfallen die Kosten

    fr den Korrosionsschutz und dieKosten, die damit im Zusammen-hang stehen, wie z. B. Kosten frEinhausungen. Bei beschichtetemEinsatz ist die Unterrostungsnei-gung von Beschichtungen gerin-ger als bei den blichen Bausth-len, was praktisch zu lngerenStandzeiten der Beschichtungenfhrt. Aber auch wegen seiner be-sonderen sthetischen Qualitt,der natrlichen Rostfrbung derBauten, Konstruktionen undSkulpturen, wird der WetterfesteStahl gerne eingesetzt. Ein weite-

    rer Grund fr seine Anwendungist seine spezielle Umweltfreund-lichkeit. Es entfallen Belastungenvon Luft und Wasser, die der Ein-satz von Beschichtungen beimAufbringen, beim Entfernen, beimEntsorgen von Strahlgut und beimRecyceln des Stahles mit sichbringen kann.

    Wetterfeste Sthle wurden zuerst in Deutschland ab 1926entwickelt und produziert. Siewurden damals besonders beiKonstruktionen eingesetzt, dieblicherweise beschichtet wer-den. Der Union-Baustahl, einChrom-Kupfer-Stahl, der 1928 vonder Vereinigten Stahlwerke AG,Dortmund, patentiert worden

    war, kam zuerst auf den Marktund wurde weltweit z. B. beiBrcken eingesetzt ([1] und [2]).Whrend und direkt nach demZweiten Weltkrieg konnte dieserStahl wegen der Einsparung deroben genannten Legierungsele-mente nicht mehr zum Einsatzgelangen [3].

    Der Einsatz des unbeschich-teten Wetterfesten Stahles bei blicherweise beschichtetenKonstruktionen wie z. B. Maste, Brcken und Hochbauten wurdezuerst in den USA empfohlen und

    erprobt. Ein wesentlicher Impulsging dabei von dem Verwaltungs-gebude eines Landmaschinen-herstellers, der John Deere Com-pany in Moline, Illinois, aus (Abb. 1). Es war der bekannteamerikanisch-finnische ArchitektEero Saarinen, der um das Jahr1960 fr die Fassadenelementeund auen liegenden Konstruk-tionsteile dieses Gebudes un-geschtzten Wetterfesten Stahlgewhlt hat. Er sah im erdartigenFarbton des Wetterfesten Stahleseinen Bezug zu dem von derFirma hergestellten Produkt derLandmaschinen und bentztesomit den Wetterfesten Stahl alsMittel zur Corporate Identity.

    Abb. 1: Verwaltungsgebude der John Deere Company in Moline, Illinois, USA

  • Wetterfester Baustahl

    5

    Wenig spter wurde dieser Stahlerstmals fr die Brcken einerlangen Hochstrae in Detroitverwendet. Auch der ArchitektMies van der Rohe setzte den un-geschtzten Wetterfesten Stahlschon bald in den USA ein. Er ver-wandte ihn als Auenverkleidungbeim Civic-Center-Hochhaus inChicago, das 1966 fertig gestelltwurde (Abb. 2). Die grte Br-cke aus Wetterfestem Stahl stehtebenfalls in den USA. Es ist die1977 erbaute New-River-Gorge-Brcke in West Virginia, eine Fach-werkbogenbrcke mit 518 mSpannweite (Abb. 3).

    Die Kunde von der Mglich-keit, den Wetterfesten Stahl beiBauten und Konstruktionen un-geschtzt einsetzen zu knnen,drang etwa um 1965 insbeson-dere mit der Werbung fr denCor-Ten-Stahl von den USA aus in viele andere Lnder und somitauch nach Deutschland (Cor-Tenwird vielfach auch Corten oderCORTEN geschrieben). Der Cor-Ten-Stahl ist der spezielle Wetter-feste Stahl eines amerikanischenStahlproduzenten und damit nureiner von vielen. Es ist deshalbnicht korrekt, den WetterfestenStahl einfach Cor-Ten-Stahl zunennen.

    Der ungeschtzte WetterfesteStahl kam dann etwa ab 1970 inDeutschland vor allem bei Fassa-

    Abb. 2: Civic-Center, Hochhaus in Chicago, USA

    den und Konstruktionen im Hoch-bau, im Hallenbau, im Straen-brckenbau, im Kranbau, imBehlterbau, im Mastbau, beiKaminen und bei Stahlskulpturenzum Einsatz. Whrend die Bau-ingenieure im Wetterfesten Stahlinsbesondere einen wirtschaft-lichen Baustoff sehen, schtzenviele Architekten und Knstlerseine besondere sthetischeQualitt, die sich auf die selbst-gebildete und somit natrlicheRostfrbung grndet.

    Nach mehreren Jahren desEinsatzes von Wetterfesten Sth-len traten z. B. in den USA, in derSchweiz und auch in Deutschlandteilweise Schden und Mngel aneinzelnen Konstruktionen auf. Sie wurden voreilig dem Werk-stoff oder dem Klima angelastet.Bei der Suche nach den genauenUrsachen stellte sich aber heraus,dass in einigen ersten Verffent-lichungen das Werkstoffverhaltenteilweise ungenau beschriebenworden war. So wurde dort be-hauptet, dass der Rostprozessnach wenigen Jahren vllig zumStillstand kommen wrde. DesWeiteren war die Konstruktions-ausbildung durch die Anwendernicht immer werkstoffgerecht er-folgt. Sie hatten offensichtlich beider Planung nicht erkannt, dass in einigen Konstruktionsdetailszwangslufig Dauerfeuchtigkeit

    entstehen musste. Beispiele dafrsind ungnstige Spalten und Fugenin Fassaden oder berlappungenbei Trapezblechverkleidungen.

    In der Zwischenzeit wurdenentsprechende Forschungen inmehreren Lndern (z. B. Schwe-den, Tschechien, Grobritannien,Japan, Schweiz, USA und Deutsch-land) durchgefhrt. Sie haben diewichtigen Fragen geklrt. Dazu ge-hrten besonders die eindeutigeBeschreibung des Werkstoffver-haltens und die werkstoffgerech-te Ausbildung der Konstruktion.In die neue DASt-Richtlinie 007Lieferung, Verarbeitung und An-wendung Wetterfester Bausthle,Ausgabe 1993 [4], wurden des-halb im Anhang 4 auch Beispieleaufgenommen (aus dem Brcken-bau), an denen abgelesen werdenkann, wie Konstruktionen auszu-fhren sind, damit sich in ihnenkeine Dauerfeuchtigkeit hlt.

    Heute kann der WetterfesteStahl sicher angewandt und mitVorteil genutzt werden. Dies be-sttigen viele Bauten und Kon-struktionen weltweit. Die dazunotwendigen Informationen frden Anwender sind vorhandenund werden in diesem Merkblattmitgeteilt.

    Abb. 3: New-River-Gorge Brcke in West Virginia, USA, Spannweite 518 m

  • Merkblatt 434

    6

    NachEN 10027-1

    undECISS-IC 10

    S235JOW

    S235J2W

    S355JOWP

    S355J2WP

    S355JOWS355J2G1WS355J2G2WS355K2G1WS355K2G2W

    2 Wetterfeste Sthle

    2.1 Chemische Zusammen-setzung und mechanische Eigenschaften

    2.1.1 Europische Norm

    Nach DIN EN 10020, 1989,Begriffsbestimmung fr die Ein-teilung der Sthle [5], zhlen dieWetterfesten Sthle zu den Edel-sthlen. Von den blichen Edel-sthlen unterscheiden sie sichwesentlich dadurch, dass die Le-gierungsbestandteile prozentualnur sehr geringe Massenanteileaufweisen. Dies macht sie ent-sprechend preiswert.

    Weltweit gibt es sehr vieleSorten von Wetterfesten Bausth-len. In dieser Schrift ist eine Be-schrnkung bezglich der Infor-mationen ber Stahlsorten ntig.Deshalb wird hier nur auf dieSthle der europischen NormDIN EN 10155, Wetterfeste Bau-sthle, Technische Lieferbedin-gungen [6] bzw. auf die des

    Entwurfes der demnchst gltigenNachfolgenorm EN 10025-5 ein-gegangen. Die berschrift desvorliegenden weien Entwurfesdieser Norm lautet: Warmgewalz-te Erzeugnisse aus Bausthlen - Teil 5, Technische Lieferbedingun-gen fr Wetterfeste Bausthle [7].Diese Norm ist zusammen mit derNorm EN 10025-1, Allgemeinetechnische Lieferbedingungen,die ebenfalls im weien Entwurfvorliegt, eine Revision der derzeitgltigen Norm [6]. In Tabelle 1sind nur die wichtigsten Angabenaus [6] zusammengestellt.

    Wie aus Tabelle 1 zu ersehenist, handelt es sich bei diesen Sth-len bezglich der Legierungsbe-standteile im Wesentlichen umzwei Sorten, nmlich einmal umSthle, die die Wetterfestigkeithauptschlich mit den Legierungs-elementen Chrom und Kupfer er-reichen. Sie fhren in der Bezeich-nung als letzten Buchstaben nurdas W (Klasse W). Daneben gibtes noch die Sthle, die zustzlicheinen hheren Phosphoranteilhaben (0,060,15 % P). Sie fhren

    in der Bezeichnung am Ende zweiBuchstaben, nmlich WP (KlasseWP). Sie sind zwar auch schwei-bar, die europische Norm [6]macht jedoch im Anhang C dar-auf aufmerksam, dass dabei be-sondere Vorsichtsmanahmen zutreffen sind.

    Die Angaben in der DASt-Richtlinie 007 [4] gelten nur fr die folgenden Sthle aus Tabelle 1: S235J2W, S355J2G1W,S355J2G2W, S355K2G1W undS355K2G2W. Diese Sthle sindauch nach der Bauregelliste Azugelassen. Die Sthle der KlasseWP gehren also nicht dazu. Will man sich nicht auerhalb der DASt-Richtlinie 007 bewegen,sind nur die in ihr angegebenenSthle zu bentzen. Die von un-terschiedlichen Stahlproduzentenim In- und Ausland angegebenenMarkennamen werden in derNorm nicht genannt. Die so be-nannten Sthle lassen sich aber in der Regel ber die Werkstoff-nummern den Sthlen der Nor-men zuordnen.

    In den mechanischen Eigen-

    Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung der Wetterfesten Sthle nach der Schmelzanalyse und Mindeststreckgrenze fr Dicken t 16 mm (siehe [6]). Die von der Dicke abhngige nderung der Streckgrenze und der Bruchdehnung ist vergleichbar mit der-jenigen bei den unlegierten Bausthlen.

    NachEN 10027-2

    1.8958

    1.8961

    1.8945

    1.8946

    1.89591.89631.89651.89661.8967

    Cmax.

    0,13

    0,12

    0,16

    Simax.

    0,40

    0,75

    0,50

    Mn

    0,20bis

    0,60

    max.1,0

    0,50bis

    1,50

    P

    max. 0,040

    0,06bis

    0,15

    max. 0,040max. 0,035max. 0,035max. 0,035max. 0,035

    Nmax.

    0,009

    0,009

    0,009

    Smax.

    0,040

    0,035

    0,040

    0,035

    0,0400,0350,0350,0350,035

    Cr

    0,40bis

    0,80

    0,30bis

    1,25

    0,40bis

    0,80

    Cu

    0,25bis

    0,55

    0,25bis

    0,55

    0,25bis

    0,55

    Nimax.

    0,65

    0,65

    0,65

    16

    235

    355

    355

    StahlsorteBezeichnung

    Massenanteile in %Mindest-

    streckgrenzeN/mm2

  • Wetterfester Baustahl

    7

    schaften (Streckgrenze, Zugfestig-keit, Bruchdehnung und Kerb-schlagzhigkeit) unterscheidensich die Wetterfesten Bausthlekaum von den entsprechendenunlegierten Bausthlen. In Deutsch-land wird nach DIN 18800-1 frBlech und Breitflachstahl in ge-schweiten Bauteilen mit Dickenber 30 mm, die im Bereich derSchweinhte auf Zug bean-sprucht werden, der Aufschwei-biegeversuch gefordert. Stahlher-steller knnen entsprechendesMaterial beim Wetterfesten Stahlbis zu Dicken von 100 mm aufWunsch liefern.

    2.1.2 Hochfeste Qualitten

    Wetterfeste Bausthle mit hoch-festen Qualitten, d. h. mit Streck-grenzenwerten ber 355 N/mm2,werden von Stahlunternehmenschon angeboten. In den USA undJapan sind sie bereits genormtund werden in der Praxis einge-setzt.

    2.2 Deckschichtbildung

    2.2.1 Direkt benetzte und indirekt benetzte Flchen

    Bei der Korrosionsbeanspru-chung ist es sinnvoll, zwischen

    direkt benetzten Flchen und in-direkt benetzten Flchen zu unter-scheiden (siehe [4], Anhang 4). Direkt benetzte Flchen sind

    Stahloberflchen, zu denendie Auenluft Zugang hatund die direkt mit Wasser be-aufschlagt sind.

    Indirekt benetzte Flchensind Stahloberflchen, zu de-nen die Auenluft Zugang hatund die nur durch Konden-sation benetzt oder einer re-lativen Luftfeuchtigkeit vonber 60 % ausgesetzt sind.

    Indirekt benetzt sind z. B. ins-besondere Konstruktionsglieder,die unter Dach liegen. Bei direk-ter Benetzung entsteht eine rela-tiv dunkle Braunfrbung. Bei in-direkter Benetzung ist sie meistetwas heller und sehr gleich-mig gefrbt (Abb. 4). Abwei-chungen davon sind gegeben,wenn die indirekt benetzten Fl-chen relativ lange feucht bleiben,wie dies beispielsweise der Fallist, wenn sie nicht gut belftetsind.

    Direkt und indirekt benetzteFlchen gelten als bewittert. Da-gegen gelten Flchen, zu denendie Auenluft keinen Zugang hat(z. B. im Inneren von dicht ge-schlossenen Hohlksten oder inInnenrumen), als unbewittert.

    Abb. 5: Ausschnitte von zwei Industrieschornsteinen. Der linke wurde vor lngerer Zeiterrichtet. Er hat seine endgltige Frbung. Der rechte Schornstein steht erst wenigeMonate und weist daher noch helle Rostprodukte auf.

    Abb. 4: Die Flchen, die direkt unter den beiden hervorstehenden Fassaden-elementen liegen, weisen eine hellereBraunfrbung auf. Sie sind weitgehendnur indirekt benetzt.

    Abb. 6: Dunkelbraune, genarbte Ober-flche des direkt benetzten WetterfestenStahles

    2.2.2 Deckschichtbildung bei direkt benetzten Flchen

    Ist die Konstruktion werkstoff-gerechten Bedingungen ausge-setzt, bildet der Wetterfeste Stahlunter der natrlichen Bewitterung(Feucht-trocken-Wechsel) in einbis zwei Jahren eine relativ dichteund relativ fest haftende Rost-deckschicht aus. Der Rostvorgangwird dadurch in den folgenden

  • Merkblatt 434

    8

    Jahren wesentlich verlangsamt.Whrend zu Beginn der Rost-schichtbildung die Rostoberflcheder direkt benetzten Flchen nachwenigen Wochen ein relativ hellesBraun zeigt, verndert sich diesesim Verlauf der Zeit zu einem dunk-len Braun (Abb. 5). Durch einenmuldenfrmigen Korrosionsab-trag (Narben) wird die Oberflcherauer als bei indirekt benetztenFlchen (Abb. 6). Zu einem vlli-gen Stillstand des Rostvorgangeskommt es nicht.

    In [8] wurde ein Modell frdie Bildung und Erhaltung dieserSchutzschicht aufgezeigt (Abb. 7).Durch die Legierungselemente,insbesondere Kupfer, Chrom undPhosphor, bilden sich beim Rost-vorgang unter der Einwirkungvon Schwefeldioxid schwer ls-liche basische Sulfate, Hydroxideund Phosphate. Diese bauen aufdem Metall eine kompakte undrelativ fest haftende amorpheRostschicht auf. Sie hemmt denweiteren Zutritt von Sauerstoff,Wasser und Schwefeldioxid zurMetallflche. Die Rostdeckschichtist jedoch in greren Abstndenmit Rissen durchzogen (mit demAuge nicht sichtbar). Das gefhr-dete Metall in den Rissflchen

    2.2.3 Deckschichtbildung bei in-direkt benetzten Flchen

    Man begegnet immer wiederder Meinung, die Flchen derKonstruktionen aus WetterfestenSthlen mssten der direkten Be-netzung, also dem Regen, ausge-setzt sein, damit sich die scht-zende Deckschicht bildet. Das istnicht richtig, da die nicht direktbenetzten Flchen ebenfalls mehroder weniger feucht werden undFeucht-trocken-Wechseln ausge-setzt sind. Die Ursache sind dieLuftfeuchtigkeit und die Konden-sation. Wenige Wochen nach demSandstrahlen stellt sich auch hiereine hellbraune Rostfrbung ein.Eine Deckschicht bildet sich auchbei indirekt benetzten Flchenaus. Die Korrosionsbelastung vonindirekt benetzten Flchen istmeist geringer als bei direkterBenetzung. Sie kann aber auchsehr hoch sein, wenn Kondens-wasser wegen mangelnder Belf-tung sehr lange nicht abtrocknet.Je nach Bedingung bildet sich ei-ne entsprechende Schutzschichtund Frbung aus. Wrde z. B. garkeine Feuchtigkeit auftreten, wr-de keine Deckschicht ausgebil-det. In diesem Fall wrde auchkeine bentigt. Bei geringer indi-rekter Benetzung bildet sich eineDeckschicht mit hellerer Braun-frbung und ungenarbter, gleich-migerer Oberflchenstrukturaus. Je nach den Feuchtigkeitsbe-dingungen, z. B. gut oder wenigergut belftet, mit wenig oder mehrKondensation, nhert sich dieOberflchenstruktur derjenigenbei normaler Korrosionsbelas-tung. Im Extremfall von Dauer-feuchtigkeit wird die Deck-schichtbildung gestrt, und derWetterfeste Stahl rostet wie dernormale Baustahl.

    2.2.4 Geringere Unterrostungsnei-gung von Beschichtungen

    Sowohl [4] als auch [6] und[7] weisen darauf hin, dass dieUnterrostungsneigung von Be-

    Abb. 7: Schematische Darstellung der Rostschicht eines gut bewitterten Wetterfesten Stahles

    Elektrolytoberflche

    Metall

    Amorphe Rostschicht

    Kompakte

    El. chem. passive Flche

    Deck- schicht

    Kristalline Rostschicht

    SO2 O2

    bleibt aber dann elektrochemischpassiv und damit vor weiteremRostangriff geschtzt, wenn dieOberflche nach kurzen Feucht-zeiten immer wieder abtrocknet.Bei langen Feuchtzeiten (Dauer-feuchtigkeit) werden diese Stellenaktiv und vergrern sich durchfortschreitende Korrosion. BeiDauerfeuchtigkeit geht somit dererhhte Korrosionswiderstandverloren, und der WetterfesteStahl rostet dann wie ein unlegier-ter Stahl. Werkstoffgerechte Be-dingungen sind somit nur gege-ben, wenn Dauerfeuchtigkeit aus-geschlossen ist.

    Eine ungleichmige Frbungtritt auf, wenn die Oberflcheunterschiedlichen Bedingungenausgesetzt ist, wie z. B. unter-schiedlicher Feuchtigkeitsinten-sitt, Feuchtigkeitsdauer oderunterschiedlicher Temperatur aufder Stahloberflche. Die dabeientstehenden Farbunterschiedewerden meist nur dann wahrge-nommen, wenn sie auf ein undderselben Oberflche gleichzeitigauftreten. Dies ist z. B. bei un-gleichmigem, rtlich konzen-triertem Wasserablauf der Fall.Hierbei knnen sich auch Schlie-ren bilden.

  • Wetterfester Baustahl

    9

    2.3 Voraussetzungen fr den optimalen erhhten Korro-sionswiderstand

    Die Voraussetzungen fr denerhhten Korrosionswiderstandsind werkstoffgerechte Bedingun-gen. Diese Bedingungen betreffensowohl die Atmosphre, der dieKonstruktion ausgesetzt ist, alsauch das Kleinstklima im kon-struktiven Detail, das sich je nachder speziellen Bedingung dorteinstellt. Die Atmosphre berck-sichtigt das Klima und die Schad-stoffe in der Luft.

    Die praktischen Vorausset-zungen fr den optimalen erhh-ten Korrosionswiderstand sindfolgende:

    Keine Dauerfeuchtigkeit:Wie im Abschnitt 2.2 dargelegt,rostet der Wetterfeste Stahl beiDauerfeuchtigkeit wie ein unle-gierter Stahl.

    Feucht-trocken-Zyklen:Feuchtzeiten mssen in kurzerZeit (z. B. acht Tage) wieder Tro-ckenzeiten folgen. Sind die Bedin-gungen ungnstiger, d. h., werdendie Feuchtzeiten lnger, ohnedass schon von Dauerfeuchtigkeitgesprochen werden kann, dannsind die Abrostungsraten hherals bei guten Bedingungen.

    Geringe Schadstoffbean-spruchung: Gewisse Schadstoffe drfen nichtauftreten oder mssen unter be-stimmten Grenzwerten liegen,wenn gute werkstoffgerechte Be-dingungen fr den WetterfestenStahl vorliegen sollen. Keine Chloridbelastung

    durch Meereseinfluss oderStreusalz.

    Schwefeldioxidbelastung in der Luft muss kleiner seinals 50 g/m3 oder etwa 40 mg/m2 je Tag.

    Kein hoch konzentrierter chemischer oder industriellerRauch.

    In der Praxis knnen die op-timalen Voraussetzungen (leichte/geringe Korrosionsbelastungen)nicht immer voll eingehalten werden. Wie dann vorzugehenist, wird im nchsten Abschnittbehandelt.

    2.4 Einstufung in eine Korrosi-vittskategorie und Dicken-zuschlge

    2.4.1 bersicht

    Fr Tragkonstruktionen, derenTragfhigkeit durch Abrostungengefhrdet werden knnte, ver-langt die DASt-Richtlinie 007 [4]Dickenzuschlge (Tabelle 2).Diese Zuschlge gelten nur frbewitterte Flchen. Zum Beispielsind bei einem geschlossenen Kas-tentrger nur die Auenflchender Bleche bewittert. Zuschlgesind auch bei Schweinhten er-forderlich, wenn

    1. die Nhte nicht schon auto-matisch durch die Blech-dickenzuschlge verstrktwerden, wie das bei Stumpf-nhten der Fall ist, und

    2. bei den brigen Nhten wiez. B. Kehlnhten, wenn siebei der Berechnung unterAbzug der voraussichtlichenAbrostung (negativer Dicken-zuschlag) berbeanspruchtwrden.

    Tabelle 2: Abrostungszuschlge nach Tabelle 2 aus [4] fr drei Korrosionsbelastungen:schwer, mittel und leicht

    Erwartete Nutzungsdauer Korrosionsbelastung

    Schwer

    11,5

    Mittel

    0,81,2

    Leicht

    0,8

    Aber auch bei Konstruktionen,bei denen durch Abrostungen dieGebrauchsfhigkeit in Frage ge-stellt sein knnte, wie z. B. beiKonstruktionen mit relativ dn-nen Blechen, ist zu empfehlen,die voraussichtlichen Abrostungs-werte fr die vorgegebene Nut-zungsdauer abzuschtzen unddiese gegebenenfalls bei der Pla-nung zu bercksichtigen.

    Die Dickenzuschlge sindvon den Korrosionsbelastungender Konstruktion abhngig. Es istdaher fr den Planer erforderlich,sich ber diese Belastungen Klar-heit zu verschaffen, um dann dieEinstufung in eine Korrosionsbe-lastung (Korrosivittsklasse) vor-nehmen zu knnen.

    schichtungen bei WetterfestenBausthlen bei gleichen Voraus-setzungen geringer ist als bei vergleichbaren unlegierten Bau-sthlen. Eine Begrndung dafrwird z. B. in [9] gegeben.

    2.4.2 Einstufung

    In Tabelle 2 werden dreiKorrosionsbelastungen genannt,nmlich schwer, mittel und leicht.Als Beispiel dafr sind in [4] ver-schiedene Atmosphren vonStandorten der Konstruktion an-gegeben, nmlich Industrieatmos-phre (schwer), Stadtatmosphre(mittel) und Landatmosphre(leicht). Abgesehen davon, dasssich heute teilweise Landatmos-phren von Stadt- oder gar In-dustrieatmosphren kaum mehrunterscheiden, beeinflussen, wieschon oben erwhnt, auch nochdie Faktoren des Kleinstklimasdie Korrosivitt wie z. B. die Be-lftung oder die Salzbeaufschla-gung. Da hierzu in [4] keine Bei-spiele genannt werden, kann derAnwender meinen, dass er mit derUnterscheidung von den Atmos-phren am Standort der Konstruk-tion schon alle Faktoren bei der

    30 Jahre> 30 Jahre

  • Merkblatt 434

    10

    Anwesenheit von korrosivenStoffen fr die Abrostung ent-scheidend sind, wird in dem Ein-stufungsmodell die Ermittlungder Korrosivittskategorien vondiesen Gren abhngig gemacht(Tabelle 3).

    Die Feuchtigkeitsdauer bzw.die Feucht-trocken-Wechsel sindwiederum nicht nur vom Klima,sondern auch von guten oderschlechten Umgebungsbedingun-gen wie z. B. einer guten oderschlechten Belftung der Kon-struktion oder einer indirekten

    Einstufung in eine Korrosivitts-klasse bercksichtigt hat, wasaber nicht der Fall ist. Es ist daherheute ein praxisgerechteres Ein-stufungsmodell erforderlich. InAnlehnung an die DIN EN ISO12944, Korrosionsschutz vonStahlbauten durch Beschichtungs-systeme [10] wird vom Autorhier ein Einstufungsmodell spe-ziell fr den Wetterfesten Stahl an-geboten. In [10] werden fnf Kor-rosivittskategorien entsprechend[11] unterschieden, wobei diefnfte Kategorie (sehr stark) noch

    aufgeteilt ist in C5-I und C5-M.

    C1 unbedeutend C2 gering

    (entspricht leicht in [4])C3 mig

    (entspricht mittel in [4])C4 stark

    (entspricht schwer in [4])C5-I sehr stark (Industrie) C5-M sehr stark (Meer)

    Da fr den Wetterfesten Stahldie Feuchtigkeitsdauer bzw. derFeucht-trocken-Wechsel und die

    Tabelle 3: Praktische Hilfe zur Festlegung einer Korrosivittskategorie fr Konstruktionen aus Wetterfestem Stahl in gemigtem Kli-ma (z. B. Deutschland) in Abhngigkeit von Feuchtigkeitsstufen (vertikal) und atmosphrischen Bedingungen (horizontal). Der Einsatzvon ungeschtztem Wetterfestem Stahl ist bei Kategorie C5 nicht sinnvoll. (Die Chloridbelastung wird als Ablagerung je m2 und Tag (d = day) angegeben. Sie ist der Mittelwert eines Jahres)

    FeuchtigkeitsstufenTatschliche Feuchtigkeitsverhltnisse an der Konstruktion, verursacht durchNiederschlag, Wasserablauf oder Kon-densation, Letztere bei relativer Luft-feuchtigkeit von 70 bis 80 % bei t > 0 C

    1. Innen: bei geringer Luftfeuchtigkeit ohne Kondensation (z. B. in klimatisiertenRumen von Gebuden)

    2. Feucht-trocken-Wechsel mit nur kurz-zeitiger Kondensation (z. B. auen: bei indirekter Benetzung mit guter Belftungoder innen: in ungeheizten Gebuden)

    3. Feucht-trocken-Wechsel, nur durch dieAtmosphre bestimmt (auen: gut be-lftete, glatte Konstruktion)

    4. Feucht-trocken-Wechsel mit lngerenFeuchtzeiten als durch den Klimaeinflussallein (z. B. bei nicht gut belfteter Kon-struktion oder Konstruktion mit Schmutz-nestern)

    5. Feucht-trocken-Wechsel mit sehr lan-gen Feuchtzeiten: praktische Dauer-feuchtigkeit (z. B. bei schlecht belftetenKonstruktionen mit ungnstigen Spaltenoder mit zustzlichen Verunreinigungen)

    1. Geringe korrosive Stoffe

    SO2 40 g/m3 undCl 60 mg/m2 d

    C1

    C2

    C3

    C4

    C4/5

    2. HoheSchwefeldioxidbelastung

    SO2 bis 250 g/m3 undCl 60 mg/m2 d

    Nicht relevant

    C2/3

    C4

    C5

    C5

    3. Hohe Salzbelastung

    Cl 300 mg/m2 d undSO2 40 g/m3

    Nicht relevant

    C3/4

    C4

    C5

    C5

  • Wetterfester Baustahl

    11

    oder direkten Benetzung abhn-gig sowie von den Bedingungenin der Konstruktion selbst. ZumBeispiel knnen KonstruktionenSpalte aufweisen oder vollstndigglatt sein. Deshalb werden auchdiese Parameter bei den Feuchtig-keitsstufen bercksichtigt.

    Die Feuchtigkeitsstufen 1 und2 in Tabelle 3 bercksichtigen ge-genber den Normalbedingungenbei einer Konstruktion in Deutsch-land (im Freien bei gemigtemKlima) gnstige Einflsse hinsicht-lich der Beanspruchung durchFeuchtigkeit. Die Stufe 3 reprsen-tiert allein die Atmosphre in unse-rem gemigten Klima. Es sind indieser Stufe gute Belftung undglatte Konstruktionen bei direkterBenetzung vorgegeben. Die Stufen4 und 5 bercksichtigen dagegenungnstige Einflsse bezglich derFeuchtigkeitseinwirkung.

    Der Benutzer muss, um dieKorrosivittskategorie fr seinenFall zu finden, zuerst die Einfluss-faktoren und deren Intensitt beiseiner Konstruktion feststellenoder abschtzen. Es ergibt sichdann fr ein und denselbenStandort je nach den zustzlichenBedingungen (z. B. gute oderschlechte Belftung, Nord- oderSdseite, Vegetationseinfluss aufdie Feuchtigkeitsdauer, konstruk-tive Ausbildung (z. B. Spalte),

    Abb. 8: Abrostungskurven von Carbon Steel (unlegierter Stahl) und Weathering Steel(Wetterfester Stahl) nach ISO 9224 fr die Korrosionskategorie C4 (oberer Grenzwert)

    10 50

    1,00

    mm

    Jahre

    1,20

    0,55

    0,30

    0,15

    0,02 mm

    /Jahr

    Carbon

    Steel

    0,01 mm/Jahr

    Weathering Ste

    el

    direkte oder indirekte Benetzung,guter oder schlechter Wasserab-lauf, Intensitt korrosiver Stoffe inder Luft, Abwaschen von Salzendurch Regen oder nicht) die eineoder andere Korrosivittskatego-rie. Bei der Einstufung helfen ihmdie beispielhaften Angaben unterden einzelnen Feuchtigkeitsstu-fen in Tabelle 3.

    Optimale Bedingungen frKonstruktionen im Freien sinddie der Korrosivittskategorie 2.Dieser Kategorie entsprechen z. B. Stahlflchen unter der Fahr-bahn von Deckbrcken. Bei direk-ter Benetzung in einem gemig-ten Klima mit einer Atmosphremit nur geringen korrosiven Stof-fen, wie sie heute in Deutschlandin weiten Bereichen gegeben ist,kann die KorrosivittskategorieC3 (mig = mittel) zugrunde ge-legt werden, wenn die Konstruk-tion werkstoffgerecht gut durch-gebildet ist (Konstruktion ohneSpalte) und keine speziell negati-ven Umgebungsbedingungen vor-liegen wie z. B. schlechte Belf-tung. Bei Kategorie C4 wird aufdie beispielhaften Angaben in Ta-belle 3 verwiesen. Die Bedingun-gen der Kategorie C5 sind, wieaus Abschnitt 2.3 gefolgert wer-den kann, fr den Einsatz von un-geschtztem Wetterfestem Stahlungeeignet.

    2.4.3 Dickenzuschlge

    Fr smtliche Korrosivitts-kategorien gibt die ISO 9224 [11]unter anderem auch fr den Wet-terfesten Stahl Abrostungskurvenan. Fr eine Standzeit t ber mehrals zehn Jahre gilt dort fr denDickenverlust h einer bewitter-ten Seite:

    h = h1 + h2 = 10 rav + (t 10) rlin

    rav = jhrliche Abrostungsrate in den ersten zehn Jahrenrlin = jhrliche Abrostungsrate in denspteren Jahren

    Fr die drei folgenden Korro-sivittskategorien gelten nach[11] folgende Werte fr rav undrlin:

    In den einzelnen Korrosivi-ttskategorien ergeben sich damitz. B. fr eine Nutzungszeit von100 Jahren folgende maximalenAbrostungen je bewitterte Seite:

    Die ungnstigste Abrostungs-kurve 8 (Hllkurve) der DASt-Richtlinie 007 [4], die aus lterenVersuchen stammt, liefert dage-gen etwa 1,7 mm. Der maximaleWert nach Tabelle 2 (DASt-Richtli-nie 007) ist etwas geringer, nm-lich 1,5 mm. Mit den Werten von[4] ist man heute, nachdem dieLuftverunreinigung durch SO2ganz wesentlich geringer gewor-den ist, auf der sicheren Seite,

    C2h = (10 x 2 + 90 x 1) : 1000 = 0,11 mmC3h = (10 x 8 + 90 x 5) : 1000 = 0,53 mmC4h = (10 x 15 + 90 x 10) : 1000 = 1,05 mm

    Tabelle 4: Einseitige Abrostungsraten jeJahr fr die Korrosivittskategorien C2, C3,und C4 (in Mikrometern = 1/1000 mm)

    rav rlinmin. max. min. max.

    C2 0,1 2 0,1 1

    C3 2 8 1 5

    C4 8 15 5 10

  • Merkblatt 434

    12

    3.2 Verarbeitung

    3.2.1 Bearbeitbarkeit

    Bei gngigen Bearbeitungenim Stahlbau wie Warm- und Kalt-umformen, Brennen, Flammrich-ten, Bohren und Frsen verhaltensich Wetterfeste Sthle wie gngi-ge unlegierte Bausthle. Zustzli-che Hinweise zur Umformbarkeitgeben [4] und [6].

    3.2.2 Schweien

    Wetterfeste Sthle nach [6]bzw. [7] sind mit gngigen Verfah-ren des Stahlbaus schweibar. Esgelten dabei die gleichen Grund-stze wie bei den vergleichbarenunlegierten Bausthlen. Bei denSthlen der Klasse WP solltenbeim Schweien auf Grund ihrer

    3.1 Lieferung

    Fr die Lieferung von Flach-und Langerzeugnissen (Bleche,Breitflachsthle, Profile wie z. B. I- und L-Profile, Stbe und Walz-draht) gilt [6] bzw. demnchst [7] in Verbindung mit EN 10025-1.Die lieferbaren Dicken sind inTabelle 2 von [6] bzw. in Tabelle 1von [7] angegeben. Fr nahtloseoder geschweite, runde, quadra-tische oder rechteckige Hohlpro-file sind die fr bliche Sthlegeltenden Normen entsprechendanzuwenden. Bei Bedarf von nurkleineren Mengen ist vom Planerrechtzeitig zu prfen, ob die ge-wnschten Formen und Dickenrechtzeitig geliefert werden kn-nen. Gegebenenfalls muss aufvorhandenes Material ausgewi-chen werden.

    erhhten Phosphorlegierungbesondere Vorsichtsmanahmengetroffen werden. Wie schon inKapitel 2.1 dargelegt, ist jedochdie Anwendung dieser WP-Sthlein Deutschland weder nach [4]noch nach der Bauregelliste vor-gesehen.

    Es ist zu empfehlen, im Be-reich der zu schweienden Rand-zonen eine schon gebildete Deck-schicht in einer Breite von 10 bis20 mm z. B. durch Schleifen zuentfernen, um Heirisse durchniedrigschmelzende Kupfer-Eisen-Legierungen an der Oberflchezu verhindern.

    Wetterfeste Sthle sind so-wohl untereinander als auch mitschweigeeigneten unlegiertenBausthlen verschweibar.

    Bei ungeschtzter Anwendungdes Wetterfesten Stahles muss

    vorausgesetzt, es liegen keine Be-dingungen der Kategorie C5 vor.

    In Abb. 8 ist fr die Katego-rie C4 der zeitliche Verlauf dermaximalen Abrostung von CarbonSteel (unlegierter Baustahl) undWeathering Steel (WetterfesterBaustahl) entsprechend [11] an-gegeben. Der Verlauf ist dort bi-linear vorgegeben. Fr die erstenzehn Jahre ist der Anstieg steilerals fr die folgenden Jahre. InWirklichkeit ist der Verlauf in denersten zehn Jahren jedoch nichtlinear, sondern so wie in den aus-gezogenen Kurvensten darge-stellt. Die Abrostung bei Wetter-festem Stahl ist in der KategorieC4 etwa halb so gro wie beiunlegiertem Baustahl.

    2.5 Kontaktkorrosion

    Am Wetterfesten Stahl trittKontaktkorrosion auf, wenn er

    Ermdungsfestigkeit ein [12].Praktische Angaben zur Abminde-rung macht [4]. Die Rostnarbehat jedoch bezglich der Erm-dung bei blichen Konstruktio-nen kaum Bedeutung, da beiKonstruktionen fast immer dieungnstigeren Kerbflle durchSchweinhte magebend sind.

    3 Lieferung und Verarbeitung

    ber einen Elektrolyt (z. B. ver-unreinigtes Wasser) mit einemelektrochemisch edleren Metall,(z. B. hochlegierte Edelsthle,Kupfer, Blei und Zinn) eine lei-tende Verbindung bildet. Elektro-chemisch unedle Metalle wie z.B. Zink und Aluminium knnenvom Wetterfesten Stahl angegrif-fen werden. Bei der Kontaktkor-rosion spielt auch das Massenver-hltnis der beiden Metalle eineRolle (siehe auch Kapitel 3).

    2.6 Ermdungsverhalten

    Nicht vorwiegend ruhendeBelastungen knnen bei Sthlenzu Ermdungsbrchen fhren.Dabei spielt auch die Oberfl-chenbeschaffenheit eine Rolle.Wetterfeste Sthle weisen nacheiniger Zeit Rostnarben auf.Gegenber vllig glatten Oberfl-chen tritt eine Abminderung der

  • Wetterfester Baustahl

    13

    auch das Schweigut wetterfestsein. Um dies zu erreichen, knnenauf den Grundwerkstoff abge-stimmte wetterfeste Schweizu-stze verwendet werden. BeimMehrlagenschweien gengt esin der Regel, diese speziellenSchweizustze nur fr die derAtmosphre ausgesetzten Deckla-gen zu verwenden. Die Schwei-zustze sind typischerweise vomLegierungstyp CuNi und CuNiCrund sind im Handel erhltlich. Tabelle 5 fhrt einige Beispieleauf.

    In Deutschland wird nachDIN 18800-1 fr Blech und Breit-flachstahl in geschweiten Bau-teilen mit Dicken ber 30 mm,die im Bereich der Schweinhteauf Zug beansprucht werden, derAufschweibiegeversuch gefor-dert. Bis zu Dicken von 100 mmknnen heute Stahlhersteller sol-ches Material auf Wunsch liefern.

    3.2.3 Schrauben

    Es gibt zwar Schrauben samtUnterlegscheiben und Mutternaus Wetterfestem Stahl, sie sindaber mglicherweise im Handelschwer zu bekommen. Da nachder DASt-Richtlinie 007, Anhang 4[4], bei direkt benetzten Verbin-dungen eine Beschichtung desStobereiches (Bauteile undSchrauben) gefordert wird, kn-nen in diesem Fall auch normaleSchrauben verwendet werden.

    Schrauben aus hochlegiertenEdelsthlen sind auch einsetzbar.

    Zwar kann sich theoretisch zwi-schen Edelstahl und WetterfestemStahl zu Ungunsten des Letzterenein galvanisches Element und da-mit Kontaktkorrosion bilden. Daaber in praktischen Verbindungendie Schraubenmasse relativ kleinist gegenber derjenigen desWetterfesten Stahles, treten er-fahrungsgem keine Schdenam Wetterfesten Stahl auf.

    Bei verzinkten Schraubenkann Kontaktkorrosion entstehen,die die Verzinkung abtrgt und imBereich der Schrauben am Wetter-festen Stahl sichtbar ablagert. Beidirekter Benetzung ist die Verzin-kung allein ohne zustzliche Be-schichtung nicht ausreichend.Bei indirekter Benetzung hat sichan ausgefhrten Konstruktionengezeigt, dass die Abtragung vonZink dann sehr gering ist, wenndiese Bereiche nur kurze Zeitfeucht sind.

    3.2.4 Verbindungstechnik

    Geschweite Verbindungenhaben gegenber geschraubtenVerbindungen den Vorteil, dasssich bei ihnen Spalte weitgehendvermeiden lassen. In Spalte kanndurch direkte Benetzung, durchLuftfeuchtigkeit, Kondensationund Kapillarwirkung Feuchtigkeitgelangen und dort Dauerfeuchtig-keit bewirken. Diese fhrt zu star-ker Korrosion. Ist ein vorhandenerSpalt jedoch hinreichend gepresst,was gleichbedeutend damit ist,dass der Rost den Spalt nicht auf-

    Tabelle 5: Beispiele von Schweizustzen fr die Sthle S235J2W und S355J2W

    treiben kann, dann kommt derRostprozess in diesen Spaltenmangels Sauerstoffzufuhr zum Er-liegen. Um dies zu erreichen, mussin den Verbindungen ein nicht zugroes Verhltnis von Verbindungs-mittelabstand zu minimaler Blech-dicke der zu verbindenden Blecheherrschen (siehe die folgendenAbschnitte: Verbindungen).

    Geschweite VerbindungenBei direkter Benetzung sind

    keine unterbrochenen Nhte zu-lssig. Bei indirekter Benetzungist dies mglich. Es muss dannaber, um auftreibenden Rost zuvermeiden, die Lnge der nichtgeschweiten Zone kleiner seinals das Zehnfache der geringstenBlechdicke (Abb. 9).

    Geschraubte VerbindungenWird eine Verbindung direkt

    benetzt, ist eine Beschichtung desStobereichs einschlielich derBerhrungsflchen erforderlich.Wird die Verbindung nur indirekt

    Abb. 9: Beispiel fr die maximale Lnge bder nicht geschweiten Zone einer unter-brochenen Schweinaht bei indirekterBenetzung

    b 10 tmin

    t1

    t2

    StabelektrodeE-Hand

    OK 73.08 (ESAB)

    TENCORD Kb (Oerlikon)

    SH Patinax Kb (Thyssen)Bhler Fox NiCuCr

    MAG-Flldraht

    OK Autrod 13.26 (ESAB)FILARC PZ6112 (ESAB)

    FLUXOFIL 48 (Oerlikon)FLUXOFIL 18 (Oerlikon)

    Union Patinax (Thyssen)Bhler NiCu 1-IG

    Pulver

    OK Flux 10.71(ESAB)

    Draht

    OK Autrod 13.36(ESAB)

    UP-Schweien

  • Merkblatt 434

    14

    oder nicht benetzt, knnen dieBerhrungsflchen unbeschichtetbleiben. Fr die Schraubenabstn-de gilt DIN 18800-1. Um jedochauftreibenden Rost in den Berh-rungsflchen zu vermeiden, darfder grte Lochabstand fr e unde3 nicht grer als 7 dL oder 14 tminsein (Abb. 10 und Abb. 11). Bei GV- oder GVP-Verbindungensind die vorbereiteten Reibfl-chen wie bei unlegierten Bau-sthlen stets mit einer gleitfestenBeschichtung zu versehen.

    3.2.5 Strahlen

    Die Walzhaut von warmge-walzten, wetterfesten Stahlerzeug-nissen haftet relativ fest auf derStahloberflche. Mchte man op-tisch eine gleichmige Oberfl-che erhalten, wird dringend emp-fohlen, die Walzhaut durch Strah-len zu entfernen. Dies ist auchstets bei direkt benetzten Flchenratsam, da sich sonst im Bereichabwitternder Walzhaut eventuelllngere Zeit Feuchtigkeit haltenkann.

    3.2.6 Beschichten

    Wetterfeste Sthle lassen sichwie unlegierte Bausthle nachentsprechender Oberflchenvor-bereitung beschichten. Grndefr eine Beschichtung knnen sthetischer Natur sein. Werdenwerkstoffgerechte Bedingungenfr ganze Bauten oder spezielleBauteile oder nur Bauteilflchennicht oder nicht mit Sicherheiteingehalten, muss dort der Wet-terfeste Stahl ebenfalls beschich-tet werden. Dabei ist z. B. auch andas Versagen von anderen Elemen-ten wie z. B. Dampfsperren oderso genanntes dauerelastischesFugenmaterial zu denken, wo-durch der Wetterfeste Stahl ge-gebenenfalls unplanmig einerDauerfeuchtigkeit ausgesetztwrde.

    Bei der Beschichtung von be-reits bewitterten Oberflchen, beidenen sich nachtrglich heraus-gestellt hat, dass die werkstoff-gerechten Bedingungen fr denunbeschichteten WetterfestenStahl offensichtlich nicht in der

    Abb. 11: Sto des Winkels in einemFachwerkmast. Zu groe Schraubenab-stnde bewirken auftreibenden Rost.

    angenommenen Weise gegebensind, der Stahl somit strker rostetals gedacht, mssen die zu be-schichtenden Oberflchen wiebei normalen Bausthlen zuvornormgerecht von Rost gereinigtwerden.

    Bereits bewitterte Oberflchenmit durchsichtigen Beschichtungs-stoffen zu versehen, um z. B. denAnfall von Rostprodukten zu ver-meiden, die andere Bauteile ver-unreinigen knnen, oder um zuverhindern, dass sich Passantenmit Rost beschmutzen, wenn siemit der Oberflche in Berhrungkommen, hat sich bei Konstruk-tionen im Freien nicht bewhrt.Die Lebensdauer solcher Be-schichtungen auf rostigen Ober-flchen ist viel zu gering. Dies istja bekanntlich auch bei blichenBeschichtungssystemen auf rosti-gen Oberflchen der Fall. Auer-dem wrden die so beschichtetenOberflchen wegen der ungleich-migen Ablsung der Beschich-tung bald fleckig und dadurchsthetisch unakzeptabel werden.Im Innern von Gebuden knnengegebenenfalls die Bedingungengnstiger sein, so dass eine ent-sprechende Beschichtung auf derbewitterten Oberflche, auf deraber zuvor die losen Teile besei-tigt worden sind, ber die vorge-sehene Zeit hlt. Bei mechani-schem Abrieb durch regelmigeBerhrungen oder z. B. beim Be-gehen von Bodenplatten gilt diesnatrlich nicht.

    Abb. 10: Zusatzbedingung in DIN 18800-1: grter Lochabstand fr e und e3 nichtgrer als 7 dL oder 14 tmin

    Kraft-richtung

    ee

    e 1e 1

    e2 e3

    d L

    tmin

  • Wetterfester Baustahl

    15

    4.1 Konstruktionen

    4.1.1 Beispiele aus dem Hochbau

    Museum und Park KalkrieseEin Beispiel aus dem Hoch-

    bau, das mit dem Wesen des Ma-terials Wetterfester Stahl aufunterschiedlichsten Ebenen ar-beitet, ist das archologische Mu-seum Kalkriese mit angeschlosse-nem Museumspark. Es wurde imJahr 2002 auf dem mutmalichenSchauplatz der so genanntenSchlacht im Teutoburger Walderffnet (Abb. 12). Die Schlachtim Jahre 9 n. Chr. ist in der rmi-schen Geschichtsschreibung be-legt. Die Schweizer Architekten,die den Entwurfswettbewerb ge-wonnen hatten, sahen im rostigenWetterfesten Stahl den fr dieseSttte aussagestrksten Werkstoff.Er wurde nicht nur fr das Mu-

    seum, sondern auch fr drei Pa-villons auf dem Gelnde und frWegplatten eingesetzt (Abb. 13).

    Die Stahlskelettkonstruktionaus Trgern, Sttzen und Verbn-den des Museumsgebudes be-steht aus normalem Baustahl, dermit einer dunklen rotbraunenFarbe beschichtet ist. Dies giltauch fr die Rahmen der groenFenster (Abb. 14). Groe Plattenaus Wetterfestem Stahl, die an derSkelettkonstruktion befestigt sind,bilden die Auenhaut der Wnde(5.900 mm x 3.100 mm x 15 mm),des Daches (3.100 mm x 1.500 mmx 6 mm) und der Decke ber demfreien Erdgeschossteil (3.100 mmx 1500 x 6 mm). Die liegendenPlatten von Dach und Decke sinddurch Winkel versteift. Der Turm-trakt weist mehrere groe ffnun-gen auf. Der Wetterfeste Stahl unddie beschichteten Konstruktions-

    teile treten dort und im Bereichder Fenster gleichzeitig harmo-nisch ins Blickfeld. Auch die dreiPavillons auf dem Parkgelndesind Skelettkonstruktionen, diemit Platten aus WetterfestemStahl verkleidet sind.

    Die konstruktiven Detailswurden werkstoffgerecht ausge-bildet. Die Auenhaut aus Wetter-festem Stahl ist hinterlftet. Loch-bleche oben und unten ermg-lichen dort die Luftzirkulation.Auerdem sind die Platten auf Ab-stand mit freier Fuge (a = 20 mm)verlegt, so dass auch durch sie dieLuft zirkulieren kann. Die Fuge istklein genug, so dass keine Vgelins Innere gelangen knnen, umdort gar zu nisten. Da das Regen-wasser, das auf das Dach nieder-geht, ber diese offenen Fugen inden hinterlfteten Dachraumfliet, ist die innere Decke dort

    Abb. 12: Archologisches Museum Kalkriese, nrdlich von Osnabrck

    Abb. 13: Weg zum Pavillon

    Abb. 14: Fensterfront

    4 Anwendungen von Wetterfestem Baustahl

  • Merkblatt 434

    16

    wasserdicht (dreilagige Bitumen-bahn mit Wurzelschutz) ausge-fhrt (Abb. 15) und mit hinrei-chendem Geflle versehen, dasdas Wasser zu Entwsserungsein-lufen abfhrt. Die Dachplattenaus Wetterfestem Stahl musstenauf der Innenseite beschichtetwerden, da das Wasser, das an denFugen eintritt, auch an Teilen derUnterseite der Platten entlanglau-fen und diese feucht halten kann,bis der belftete Raum nach demRegen wieder austrocknet. Dasrostbeladene Wasser vom Dachwird im Bereich der Fenster durchein entsprechendes Geflle undAufkantungen aus beschichtetemBlech daran gehindert, ber dieGlasflchen abzulaufen (Abb. 16).An den Verbindungsstellen zwi-schen den Fassadenblechen undder Skelettkonstruktion kann inden Fugen der Verbindungsele-mente kein auftreibender Rostentstehen. Diese Elemente wurdenbeschichtet einschlielich der zu-gehrigen Zone am Fassadenblechaus Wetterfestem Stahl (Abb. 17).

    Neubau Museum Sowjetisches Speziallager 7/1

    Das ehemalige KZ Sachsen-hausen wurde nach dem ZweitenWeltkrieg als sowjetisches Spezi-al-Gefangenenlager genutzt. DasEnde 2001 erffnete Museumerinnert an diese zunchst ver-drngte Geschichte. Die im Wett-bewerb erfolgreichen Architektenhatten sich Folgendes zum Zielgesetzt: Das Gebude soll infor-mieren und zur Kontemplation

    Abb. 16 Abb. 17

    Abb. 18: Museumsgebude, eingeschossiger Quader mit 33 m x 20 m Grundflche Abb. 19: Sichtbare, vollwandige Dach-trger im Innenraum

    1 Dachplatten, Wetterfester Stahl 6 mm0,5 % Geflle, innen beschichtet,offene Fugen, Breite 20 mm

    2 Aussteifungswinkel, beschichtet3 Luftraum4 Bitumenbahn, dreilagig,

    mit Wurzelschutz5 Foamglasdmmung6 Aufbeton (Leichtbeton)7 Porenbetonfertigteil8 Gewindestab (Sttzelement)9 Kunststoffblock 100/100/ca.100 mm

    10 Gummischrotmatte 250/250/15 mm

    1

    10 3 4

    8

    9

    2

    5 6 7

    anregen, ohne zu berwltigen,und dies nicht nur von auen(Abb. 18), sondern auch von in-nen. Die Wahl der Materialien undkonstruktiven Details spielte da-bei eine wichtige Rolle. Fr dieDachtrger, die im Innenraumsichtbar sind, wurde WetterfesterStahl ausgewhlt (Abb. 19). Dergeringe Abstand der Trger undihre natrliche Rostfrbungtragen mit zu der gewnschtenAtmosphre im Innern bei.

    Abb. 15: Querschnitt des hinterlfteten Daches, Mastab 1 : 10

  • Wetterfester Baustahl

    17

    Abb. 20: Westfassade mit stockwerkhohen, verschiebbaren Sonnenschutzelementenmit Gitterstruktur aus Wetterfestem Stahl

    Abb. 21: Haus eines Schriftstellers, USA Abb. 22: Montageeinheiten

    T-Haus in Wilton, New York, USADas Haus, das die Abb. 21

    zeigt, wurde fr einen Schriftstel-ler entworfen. Im unteren Ge-budeteil liegt die Wohnung undkreuzfrmig darber die Biblio-thek. Gewnscht war vom Archi-tekten eine homogene, mono-lithische Oberflche, keine Dif-ferenzierung von vertikalen und horizontalen Flchen. Die

    Wohnhaus Alvano, HamburgDer zweigeschossige Solitr-

    bau (Wohnhaus) wurde dezentralin einem Parkgrundstck ange-ordnet. Die Ost-, Sd- und Nord-seite sind als wei verputzteLochfassaden ausgebildet, wh-rend sich die Westseite mit einerGlasfassade komplett zum Park-garten ffnet. Sonnenschutzele-mente aus Wetterfestem Stahl 26 an der Zahl knnen vonHand frei ber die Glasfassadeverteilt oder, wenn gewnscht,in Gruppen zusammengeschobenwerden. Die Elemente wirkenwie ein dicht gewebtes Geflecht.Dieses besteht aus schmalenFlachsthlen mit unterschied-lichen Breiten (Abb. 20). Die ho-rizontalen und vertikalen Stbe,die in hintereinander angeordne-ten Ebenen liegen, sind miteinan-der verschweit.

    Auenhaut der Wnde und D-cher aus Wetterfestem Stahlblech(t = 6 mm) wurde somit fugenlosvoll verschweit. Dies ist fr denWetterfesten Stahl gnstig, weildann keine Spalten und Fugenvorhanden sind, in denen sichFeuchtigkeit halten kann. Da dieoptisch ebenen Dcher ein hin-reichendes Geflle fr den Was-serablauf haben, kann sich auch

    dort kein Wasser halten. Die ge-schlossene Auenhaut verlangtaber im Innern eine bauphysi-kalisch richtig ausgefhrte Kon-struktion, die garantiert, dass ander Innenseite der Fassadenblechekein Wasser aus der Luftfeuchtig-keit kondensiert. Die Montageein-heiten zeigt die Abb. 22.

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    Abb. 23: Fachwerkhausanbau mit Fassadenplatten aus Wetterfestem Stahl

    Abb. 24: Hinterlftete Fassadenplatten,Mastab 1 : 5 a) Horizontalschnitt durch die hinter-lftete Fassadeb) Ansicht der Fugenkreuzung samt Befestigungsschrauben

    9

    6

    7

    7

    8

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    32

    2

    3

    1

    1 Inbus M8/VA2 Kunststoffscheibe3 Wetterfester Stahl 3 mm, Fugenbreite 10 mm4 Kunststoffbuchse5 Hinterlftung6 Gewindedbel Messing7 Traglattung 60/60 mm8 Holzschraube, hhenversetzt zu Schrauben M89 Holztafelwand:

    bituminierte PappeMehrschichtplatte 18 mmWrmedmmung 160 mmDampfsperrezwei Lagen Gipsfaserplatten

    Wohnhauserweiterung in Bergisch Gladbach-Bensberg

    Das im Familienbesitz befind-liche Fachwerkhaus bot nichtmehr genug Wohnraum. Der Be-sitzer, ein Architekt, plante dahereine Erweiterung. Nach seinemWunsch sollte sie architektonischdie Sprache von heute sprechen,aber gleichzeitig einen wesentli-chen Bezug zum alten Fachwerk-haus aufweisen. Das Ergebnis istein Wohnwrfel mit einer Grund-flche von 6,12 m x 6,12 m und Fassaden- und Fensterflchen, diesich in ihrer Aufteilung auf dasFachwerkhaus beziehen (Abb. 23).Zu der vorgenommenen Erweite-rung gehrt auch ein Windfangmit vorgelagerter Veranda, derden Wohnwrfel mit dem Fach-werkhaus verbindet.

    Die Fassade des in Holztafel-bauweise erstellten Neubaus be-steht aus Wetterfestem Stahl. Die0,54 m x 1,185 m bis 1,25 mgroen Platten haben eine Dickevon 3 mm (Abb. 24). Sie sind mit10 mm Fugenabstand auf einedahinter liegende Traglattung ge-

    schraubt, wobei Abstandhalteraus Kunststoff den Luftraum frdie gewnschte Hinterlftungschaffen. Zusammen mit derDampfsperre im Innern kannsomit Dauerfeuchtigkeit an derInnenseite der Fassadenblechevorgebeugt werden. Die Kunst-stoffscheiben unter den Befesti-gungsschrauben vermeiden eineLokalelementbildung. Die nur bisknapp zur Unterkante der Fassa-denbleche angeschttete grob-krnige Grauwacke lsst keinenFeuchtigkeitsstau zu und behin-dert die Hinterlftung nicht.

    a)

    b)

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    Abb. 25: Fnfgeschossiges Hauptgebude eines Forschungs-institutes mit einer Fassade aus Wetterfestem Stahl

    Abb. 26: Vertikalschnitt durch die Fassade, Mastab 1 : 20

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    1

    7

    6

    8

    1 Cor-Ten-Stahl 2 mm2 Hinterlftung3 Wrmedmmung4 Antidrhnmittel5 Stahlprofil,

    spritzverzinkt6 Kippflgel7 Kippflgel, unverglast

    Stahlblechpaneel, verzinkt, mit Glasfasermatte

    8 Dichtung

    festen Stahles der gnstige Preis,die geringen Unterhaltungskostenund die natrliche, sich selbst bil-dende Frbung genannt. Die Aus-bildung der hinterlfteten Fassa-de ist in Abb. 26 zu sehen. Beider Planung war bekannt, dassinsbesondere whrend der erstenJahre von der Fassade Rostpartikelabgehen, die vom Regenwassernach unten weitertransportiertwerden und andere Bauteile ver-schmutzen knnen. Der Architekthat daher bei der Konstruktions-ausbildung der Fassade besonde-re Manahmen getroffen.

    Das Regenwasser sollte mg-lichst gleichmig verteilt undnicht irgendwo konzentriert ab-flieen. ber den Fenstern solltees frei abtropfen knnen. DieFensterhhe sollte in Bezug aufden Fassadenberstand so dimen-sioniert sein, dass der Wind dasabtropfende Wasser nicht an dieFensterscheiben drcken kannund diese nicht verschmutzen.Die Fassade muss unten ber dasSockelgeschoss so weit berste-hen, dass es von abtropfendem

    Fnfgeschossiges Hauptgebudeeines ehemaligen Forschungsinstitu-tes in Oberhausen

    Im Jahr 1965 wurde das For-schungsinstitut geplant und etwazwei Jahre danach fertig gestellt.Das Hauptgebude ist ein fnfge-schossiger Bau (Abb. 25), wobeidas Kellergeschoss eingeschlossenist. Die Grundrissabmessungenbetragen 20 m x 49 m. Um einegute Belichtung der Rume zu er-halten, wurde ein durchgehendesFensterband gewhlt. Dieses wur-de zur Vermeidung einer Blend-wirkung wenig ber Augenhhedurch einen undurchsichtigenBereich unterbrochen. Dieser Be-reich ist mit Lamellen verkleidet.Dahinter befindet sich ein kipp-barer Belftungsflgel aus einerSandwichplatte. Sowohl diese La-mellen als auch die Brstungsver-kleidungen bestehen aus Wetter-festem Stahlblech der Dicke t = 2 mm (heute wrde man emp-fehlen, sie dicker zu machen). DieBleche sind gekantet und auchgeschweit. Vom Architektenwurden als Vorteile des Wetter-

    Wasser, das Rost mitfhrt, nichterreicht wird. Dort, wo das Was-ser am Boden auftrifft, soll es kei-ne Schlieren hinterlassen.

    Dass diese Forderungen kon-struktiv umgesetzt wurden, ist in Abb. 25 zu sehen. Das Foto wurdeetwa 25 Jahre nach der Erstellungdes Gebudes aufgenommen. Hiersei noch auf weitere wesentlichePunkte bei der Fassadenkonstruk-tion hingewiesen. Alle Blechteileweisen gengend Geflle zu denTropfnasen auf, so dass das Wasservon den Flchen rasch abflietund abtropft (Abb. 25). Des Wei-teren kann die Luft auch an denInnenseiten der Bleche, die durchLuftfeuchtigkeit indirekt benetztwerden, gut zirkulieren. Somittrocknen die relativ dnnen Ble-che auen und innen immer wie-der rasch ab und sind daher kei-ner Dauerfeuchtigkeit ausgesetzt.Dies gilt auch fr die Zonen anden vertikalen Fugen der Brs-tungselemente. An den Fugenluft das Wasser vertikal rasch ab.Da sie nicht zu eng sind, ist dieserBereich auch gut belftet.

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    abstand 4 m) weiter. Auch dieAbtragung der Horizontalkrfteaus Wind erfolgt auf diese Weise.Die Fixierung der Fassadenblechewird ber Pressung mittels einesBlechkeiles erreicht, der in einen

    Stahl-Glas-Wand. Auch die Lngs-wand (rechts), die den Innenraumauf der Seite vor der hohen Beton-scheibe (Abb. 27) begrenzt, istals Stahl-Glas-Wand ausgebildet.Die Betonscheibe und die Front-wand aus Wetterfestem Stahl sindsomit auerhalb des Kirchenrau-mes als Sichtschutzwnde ange-ordnet. Die linke Lngswand (Abb.28) der Kirche sieht zwar wie dieFrontwand aus. Sie schliet aberden Kirchenraum direkt nach au-en hin ab. Der Wetterfeste Stahldieser Wand ist somit innen direktsicht- und greifbar. Die Lichtbn-der, die wie bei der Frontwandoberhalb und unterhalb der Wand-flche aus Wetterfestem Stahlverlaufen, sind hier durch Glasele-mente geschlossen. Bei der Front-wand sind sie offen. Die Lngs-wand bentigte auch eine Wrme-dmmung. Im Inneren der Wandangeordnete ausgeschumteBlechpaneele bernehmen dieseAufgabe. Wie diese Wand kon-struktiv ausgebildet wurde, zeigtdie Abb. 29. Die wetterfesten Fas-sadenbleche der Wnde sttzensich ber Traversen aus Wetter-festem Stahl mit T-frmigem Quer-schnitt, die im Abstand von etwa75 cm angeordnet sind, auf ver-zinkten Wandriegeln HEA 140 ab.Diese Riegel geben ihre Last andie verzinkten Sttzen (Sttzen-

    Pfarrkirche des GemeindezentrumsHerz Jesu in Vlklingen-Ludweiler

    Wegen Bergschden musstedas alte Gemeindezentrum samtKirche der Pfarrgemeinde HerzJesu in Vlklingen-Ludweiler auf-gegeben und verlegt werden. Dasneue, an einem sicheren Ort vonLudweiler gebaute Zentrum gingaus dem 1995 durchgefhrtenWettbewerb hervor. Der Bau wur-de Ende des Jahres 2000 abge-schlossen (Abb. 27). Die einzel-nen Gebude des Zentrums sindum einen mit einem schmalen,berdachten Umgang gesumtenInnenhof angeordnet. Die Kirchehat einen rechteckigen Grund-riss. Das Haupttragwerk ist eineausgesteifte Trger-Sttzen-Kon-struktion aus Stahl.

    Fr die weitgehend geschlos-senen Fassaden zweier Auen-wnde der Kirche, nmlich der inAbb. 27 sichtbaren Frontwandund der linken Lngswand (Abb.28), wurden auen und innen 8 mm dicke und 1,71 m breiteBleche aus Wetterfestem StahlS235J2W eingesetzt, die unter-schiedliche Lngen bis maximal3,09 m aufweisen. Die Kopfble-che der Wnde sind 6 mm dick.Hinter der Frontwand steht inetwas mehr als 4 m Abstand eineraumhohe, den inneren Kirchen-raum nach auen abschlieende

    Abb. 27: Gemeindezentrum Herz Jesu in Vlklingen-Ludweiler. Links von der hohen Betonscheibe ist die Kirche angeordnet. DieSichtflchen der Frontwand (im Bild zu sehen) und der linken Seitenwand bestehen auen und innen aus Wetterfestem Stahl.

    Abb. 28: Linke Seitenwand mit Fassaden-blechen aus Wetterfestem Stahl. DieKeil-Pressverbindungen, mit denen dieBleche in einem Abstand von 75 cm fi-xiert sind, sind als Punkte gut sichtbar.Die Lichtbnder am Fu und am Kopfdieser Wand sind verglast.

  • Wetterfester Baustahl

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    Schlitz des nach auen vorstehen-den Gurtes der Traverse eingetrie-ben ist (Abb. 28 und Abb. 29).Keil und Traverse sind ebenfallsaus Wetterfestem Stahl. Die ein-zelnen Fassadenbleche sind nicht

    Abb. 30: Zweiflgelige Eingangstr der Kirche: Ansicht von innen und Detail von auenim Bereich der Tr(ein)griffe

    1 Fassadenblech Wetterfester Stahl 8 mm2 Traverse Wetterfester Stahl

    Gurtblech 590/110/10 mmSteg 494/60/10 mm

    3 Eckblech der Traverse Wetterfester Stahl4 Keilblech Wetterfester Stahl 70/20/6 mm 5 Wandriegel HEA 140, verzinkt 6 Trennlage7 Wrmegedmmtes Blechpaneel 80 mm8 Schlitz fr Keilblech

    miteinander verschweit, d. h.,die Fugen sind offen. Die Luftkann ber diese Fugen und beroben und unten angeordneteLochbleche zwischen Fassade undIsowand zirkulieren. Feuchtigkeit,

    Abb. 29: Konstruktionsdetail der linken Seitenwand, Mastab 1 : 10a) Vertikalschnitt: Das Detail zeigt die Auflagerung und Befestigung der Fassadenblechesowie die Lage der gedmmten Stahlpaneele. Der eingetriebene Blechkeil fixiert dasobere und untere Wandblech durch Pressung.b) Draufsicht auf die T-frmige Traverse, die die Wind- und Eigengewichtslasten aufden Wandriegel bertrgt

    z. B. aus Kondensation, kann so-mit auch auf der Innenseite derBleche rasch abtrocknen. Da dasDach ber die Lngswand undweitgehend auch ber die Front-wand auskragt, sind diese Blech-wnde zumindest in den oberenBereichen nur indirekt benetzt.

    Die Eingangstr der Kircheist auf der Nordseite in die hoheBetonwand eingeschnitten. Diesezweiflgelige Auentr (Abb. 30)ist eine feuerverzinkte Stahlkon-struktion, auf die bauseitig innenund auen eine Holzbeplankungaufgebracht wurde. Auf dieser sind 3 mm dicke Stahlbleche ausWetterfestem Stahl (Cor-Ten B)verklebt. Ihre unterschiedlicheGre und ein durch tzung ver-tieft eingelassener Schriftzug so-wie zwei Trgriffe, die als hohe,rechteckige Vertiefungen ausge-bildet sind, gestalten die Ober-flche der Tr.

    Zum Entwurf der Kirche sagtder Architekt: Unser Entwurfversucht, in der gesamten Anlagevom Grundriss bis zu den einzel-nen Gegenstnden die Idee einerformalen Einfachheit in Raum-figur und Material auszudrcken.Diese Aussage bezieht sich auchauf die Verwendung von Blechenaus Wetterfestem Stahl. Auerdemweist der Architekt darauf hin, dassdiese Bleche auch Assoziationenzur ehemaligen Httenstadt Vlk-lingen aufkommen lassen sollen.

    Das stillgelegte VlklingerHttenwerk, in dem auch Einwoh-ner von Ludweiler ttig waren, istheute Museum und wurde 1994als industriegeschichtliches Welt-kulturerbe in die UNESCO-Listeaufgenommen.

    2 8

    6

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    4

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    a)

    Innen Auen

    b)

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    Abb. 31: Brcke mit Zwischensttzen

    Abb. 32: Fugngerbrcke am Kiosk, Potsdam

    Abb. 33: bergang von der in den Wall eingeschnittenen Rampe zur Brcke

    4.1.2 Beispiele aus dem Brckenbau

    Fugngerbrcken auf der BUGA 2001in Potsdam

    Im Zuge der Bundesgarten-schau (BUGA) im Jahr 2001 wur-de ein ehemaliges Militrgelndein Potsdam zu einem neuen Volks-park umgestaltet. Dabei wurdenunter anderem die 7 m hohenknstlichen Erdwlle, die dasMilitr hinterlassen hatte, in dasneue Konzept einbezogen. Vondem im Wettbewerb um dieseAufgabe erfolgreichen Architek-tenteam wurden die Erdwlleber Treppen, Rampen und ins-gesamt acht Brcken verbunden(Abb. 31 bis Abb. 33). Dadurchentstanden zwei Erlebnisebenen:eine am Fu der Wlle und einezweite auf den Wllen. Die Br-cken wurden der jeweiligen Situa-tion durch Sttzweiten-, System-und Auflagervariationen ange-passt.

    Sowohl fr die Brckentrgerals auch fr die Begrenzungen derRampen, die auf den Wallkronenzu den Brcken fhren und dabeiin die Wlle einschneiden, wurdeWetterfester Stahl gewhlt. DieBrckentrger haben einen schma-len, hohen Kastenquerschnitt. Siebilden zusammen mit der Gehbahneinen Trogquerschnitt (Abb. 34).Damit bernehmen die Brcken-trger auch die Funktion derGelnder. Die Rampenbegrenzun-gen sind einwandig ausgefhrt.Auf den Bildern ist zu erkennen,dass sich die natrliche Rostfr-bung des Wetterfesten Stahlesharmonisch in die Park- und Gar-tensituation mit Erde und Wasser,grnen Bodendeckern, Stauden,Bumen, Natursteinen, Holz- undBetonelementen einfgt. Es gibtmehrere konstruktive Details, dieentsprechend werkstoffgerechtausgebildet wurden. Der Holzbe-lag der Gehbahn (Abb. 35) hat einen hinreichend groen Ab-stand von den Brckenhaupt-trgern. Dadurch knnen keine

  • Wetterfester Baustahl

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    Abb. 35: BrckenuntersichtAbb. 34: Brckenquerschnitt, Mastab 1 : 50

    1 Kastentrger 1100/250 mmWetterfester Stahl Steg 15 mm, Flansch 40 mm

    2 Lngstrger Lrchenholz 45/125 mm

    3 Quertrger Hohlprofil 170/100 mm, beschichtet

    4 Brckenbelag Lrchenholz 45/100 mm

    5 Handlauf Lrchenholz 250/40 mm, in greren Abstnden auf dem Obergurt abgesttzt

    2 3 4

    5

    1

    Schmutznester entstehen, diemeist lange die Feuchtigkeit hal-ten. Die Quertrger sind be-schichtet, da am Anschluss derHolzgehbahn die Luftzirkulationgeringer ist. Beschichtet sindauch die erdberhrten Flchen

    Abb. 36: Dalabrcke, Rahmenbrcke mitgeneigten Stielen

    Abb. 37: Querschnitt der lngs vorgespannten Verbundbrcke, Mastab 1:100

    1 Haupttrger Kastenquerschnitt, geschweitObergurt 2045 mmUntergurt 2080 mmStege 1216 mm

    2 Quertrger I-Querschnitt h = 500 mm, geschweit a = 7763 mm

    3 Windverband Rundrohr 250 mm4 Verbund-Fahrbahnplatte, Spannbeton5 Vorspannkabel 6 ffnung, nach Vorspannung geschlossen7 Brckenbelag8 Entwsserungsleitung

    4 5 7 6 6

    81 2 3

    Dalabrcke (Schweiz) Um zwischen den beiden

    durch die tiefe Schlucht des Flus-ses Dala getrennten Orten Leukund Varen (Schweiz, Kanton Wal-lis) eine kantonale Straenver-bindung herzustellen, wurde dieDalabrcke (Abb. 36) mit einerGesamtsttzweite von 209,57 mgebaut. Sie wurde 1990 fertig-gestellt. Es ist eine Rahmenbrckein Verbundbauweise. Zu den ge-ringen Unterhaltungskosten undzur Dauerhaftigkeit dieser expo-niert liegenden Brcke trgt auch

    der Wetterfeste Baustahl in Ver-bindung mit der gut durchdach-ten Konstruktion bei. In Abb. 37ist der Querschnitt der lngs vor-gespannten Verbundbrcke zusehen. Die Haupttrger und dieRahmenstiele haben Kastenquer-schnitte. Die Konstruktion ist vollgeschweit, so dass kein Wasser,z. B. durch Schraubenlcher, indie Stahlksten eindringen kann.Aus demselben Grund sind auchdie Wasserabflussrohre, die dieFahrbahn entwssern, auerhalbder Ksten gefhrt.

    der Rampenbegrenzungen undein Streifen am unteren Rand aufder sichtbaren Seite der Rampen-begrenzung, dort, wo nach demRegen ber KapillarwirkungFeuchtigkeit aus dem Schotter-bett aufsteigen kann (Abb. 33).

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    1

    1 7

    2 2 2

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    Abb. 38: Fugnger- und Radfahrerbrcke ber den Seerhein in Konstanz

    Fugnger- und Radfahrerbrckeber den Seerhein in Konstanz

    Vom Bauherrn, der StadtKonstanz, bestand unter anderemder Wunsch, dass bei dem Unter-halt der Brcke mglichst wenigSchwierigkeiten auftreten. DesWeiteren durfte weder beim Baunoch durch sptere Unterhalts-manahmen das Wasser des See-rheins verunreinigt werden. An-stricherneuerungen wren daherteuer geworden.

    Die geschweite Deckbrckeaus Wetterfestem Stahl, die 1991fertig gestellt wurde, konnte smt-liche Bedingungen gut erfllen

    (Abb. 38). Der Kastentrger istgevoutet und spannt ber dreiFelder mit 46,68 m, 70,02 m und46,68 m. Den Querschnitt zeigtdie Abb. 39. Um einen guten Was-serabfluss von der Konstruktionzu erzielen und Schmutzecken zuvermeiden, wurde der Kragarmohne Untergurt als T-Trger mitdickerem Steg ausgebildet. Derlngs laufende Randtrger ist sokonstruiert, dass Wasser von ihmdirekt abtropft und nicht an denKonsolen weiterluft. Die unterenStegenden des Kastentrgers sindber das Bodenblech des Kastenshinausgefhrt. Dadurch kann am

    Abb. 39: Brckenquerschnitt im Feld (links) und am Pfeiler (rechts), Mastab 1 : 50

    1 Kastentrger, Wetterfester Stahl Stege 14 mm, Deckblech 14 mm und 16 mm,Untergurt 21 mm

    2 Krag- und Quertrger Wetterfester StahlT-Profil-Steg 23 mm

    3 Fahrbahnrippe 7,5 mm4 Randtrger, beschichtet5 Abflussleitung6 Brckenbelag

    Polyurethan-Asphalt-Mixtur 6 mm7 Schiene fr Inspektionswagen

    Steg herunterlaufendes Wasser dasUntergurtblech nicht erreichenund dort Schlieren bilden. Die Auf-lagersteifen an den Pfeilern undWiderlagern sind als geschlosseneKsten ausgefhrt, damit sich keinSchmutz in Konstruktionseckensammelt, wie dies bei offenenSteifen gerne der Fall ist. Weiterwurden die darunter liegendenPfeiler und Widerlagerbereicheam Rand mit Aufkantungen ver-sehen, damit Rostwasser, dasmglicherweise auf die horizon-talen Auflagerbnke gelangt, diesichtbaren Seitenflchen nicht er-reichen und verschmutzen kann.

  • Wetterfester Baustahl

    25

    Abb. 40: Voll geschweite Fachwerkbrcke ber ein Hafenbecken in Wanne-Eickel

    Abb. 43: Rschebrinkbrcke, Endfeldber der Brackeler Strae, Dortmund

    Brcke ber ein Hafenbecken inWanne-Eickel:

    Die Brcke wurde 1974 imAuftrag der privaten Wanne-Her-ner Eisenbahn und Hafen GmbHgebaut. Sie berbrckte dieSchiffszufahrt zu einem Hafen-becken und lag bis 1998 berWasser, bis das entsprechendeHafenbecken geschlossen wurdeund der Zweck der Brcke ent-fiel. Da sich die voll geschweiteBrcke sehr gut bewhrt hat,werden hier einige Hinweise zurKonstruktion gegeben. Die Fach-werkbrcke hat folgende System-abmessungen: Spannweite 71 m,Hhe 7 m, Breite 11,20 m, achtGefache mit L = 8,875 m, Quer-trgerabstand = L/2 (Abb. 40).Die Obergurte des Fachwerksbesitzen Kastenquerschnitt, dieDiagonalen haben Kasten- oder I-Querschnitt. Der Untergurt istals einwandiger Vollwandtrgerausgebildet, dessen Obergurt dieorthotrope Platte der Fahrbahnbildet. Smtliche Anschlsse sindgeschweit ausgefhrt (Abb. 41).Damit in den unteren Knoten-punkten keine Wasserfallen ent-stehen, wurden die Diagonalenund die inneren Knotenblechemit Ausnehmungen versehen, sodass der Wasserabfluss gut mg-lich ist (Abb. 42).

    Abb. 41: Geschweiter Obergurt-End-knoten

    Abb. 42: Wasserabfluss aus dem unterenKnotenbereich

    2 %1

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    5

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    6

    3

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    1 Obergurt (Kasten)2 Enddiagonale (Kasten)3 Diagonale (I-Profil)4 Knotenblech (eingeschweit)5 Steife

    1 Fachwerkuntergurt2 Quertrger3 Diagonale4 Knotenblech5 Lngsrippe6 Gehwegdeckblech7 Fahrbahndeckblech

    Rschebrinkbrcke ber dieBrackeler Strae in Dortmund

    Diese Brcke (Abb. 43) isteine der ltesten Brcken ausWetterfestem Baustahl in Deutsch-land. Sie wurde in den Jahren1970/71 erstellt und fhrt bereine breite Ausfallstrae, einenBach, ber Gleisanlagen der Bahnund ber ein Wiesengelnde. Die Montageste sind noch ge-schraubt ausgefhrt. Es handeltsich um eine vierfeldrige Deck-brcke (4 x 55 m) in Verbund-bauweise mit zwei nebeneinan-der liegenden Kastentrgern. DieBrcke hat sich im Laufe der vie-len Jahre sehr gut bewhrt. Diesliegt sicher auch an der gut ge-eigneten und gut ausgefhrtenKonstruktion. Auerdem wird dieBrcke durch die im Verhltniszur Stegblechhhe relativ groenKragarmberstnde nur indirektbenetzt.

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    Abb. 47: Stnder einer Gerll- und Schnee-Schutzverbauung in der SchweizAbb. 46: Stromleitungsmast

    Abb. 45: Lichtsule an einer Hauptstrae in Rostock

    Abb. 44: Fernsehumsetzer. Etwa 100 Ex-emplare wurden von der Post um 1980 ge-baut. Hhe zwischen 60 und 70 m, Blech-dicke des Rohrquerschnitts 10 bis 15 mm.

    4.1.3 Weitere Anwendungs-beispiele

    Die weiteren Beispiele inAbb. 44 bis Abb. 49 sind einAusschnitt aus den vielen Anwen-dungsmglichkeiten fr den Wet-terfesten Stahl.

  • Wetterfester Baustahl

    27

    Konstruktionen im Stahlhochbau.Wenn aber der Betrachter diesel-ben rostigen Oberflchen wegeneiner rumlichen Distanz nichtals solche erkennt, werden Fr-bung und Struktur sogar meistpositiv beurteilt, wie eine Befra-gung zu einem Bauwerk in natr-licher Umgebung ergab. In die-sem Fall kam eine negative Asso-ziation nicht auf, da der Rost alsbraune Farbe wahrgenommenwurde. Aber auch dort, wo dieBetrachter den Rost durchaus er-kennen, dieser Rost jedoch erfah-rungsgem das Bauteil weder inseiner Standsicherheit und seinerFunktionsfhigkeit noch optischbeeintrchtigt Beispiele dafraus unserem Alltag sind Eisen-bahnschienen, Eisenbahnschwel-len, Kanaldeckel auf Straen undGehwegen oder ein Schutzgitter(Abb. 50) , werden bei den Be-trachtern keine negativen Gefhleausgelst. Sie finden diese Elemen-te auch sthetisch in Ordnung.Bei historischen Gertschaften,wie z. B. bei altem Handwerks-zeug, bei alten Beschlgen anToren, Tren und Truhen oder beihistorischen Waffen ist die Rost-frbung bei denselben Betrachtern

    Abb. 49: Schwerlastkran mit 450 t Tragkraft am Hafenbecken in Oberhausen Abb. 48: Schornsteine eines Energie-unternehmens in Berlin

    4.2 sthetik

    Nach Meinung des Autorsspielt bei der Entscheidung, obWetterfester Stahl bei einem Bau-werk oder anderen Anwendun-gen eingesetzt wird oder nicht,auch die persnliche sthetischeEmpfindung der magebendenPersonen eine wesentliche Rolle.Deshalb muss hier darauf einge-gangen werden. Zwar heit es:ber Geschmack lsst sich nichtstreiten, aber wir wissen, dasssich unser Geschmack auch ver-ndert, teils durch unbewussteBeeinflussungen wie bei derMode, teils aber auch durch einneues Verstehen durch Informa-tionen.

    Es ist vermutlich eine Tatsa-che, dass Rost im Unterbewusst-sein von vielen Personen zu-nchst negativ besetzt ist, weilRost Schden hervorrufen kannund auf Vergnglichkeit hinweist.Diese emotionale Empfindungstellt sich besonders dann ein,wenn Rost an Bauten oder Bau-teilen gesehen wird, die blicher-weise da aus unlegiertem Bau-stahl hergestellt beschichtetsind wie z. B. Stahlbrcken oder

    gar positiv besetzt, weil davonteils eine archaische, teils eine nostalgische Wirkung ausgeht. Wieman daraus erkennt, kann ein unddieselbe Person je nach Assozia-tion den Rost negativ bis positivsehen. Daraus ist zu schlieen,dass sich bei Betrachtern mit den

    Abb. 50: Gusseisernes Gitter mit natr-licher Rostfrbung zur Abdeckung einerBaumscheibe im Bereich eines stdti-schen Gehweges

  • Merkblatt 434

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    eben dargestellten Sehgewohn-heiten dann die Einstellung zumWetterfesten Stahl positiv vern-dert, wenn sie in Zukunft werk-stoffgerecht und gut gestaltetenBauten, Konstruktionen oderKunstwerken begegnen.

    Da es aber heute auch schonviele Personen gibt, die eher dasNatrliche als das Knstliche lie-ben, hat der Wetterfeste Stahl we-gen seiner natrlichen, sich selbstbildenden Frbung und Oberfl-chenstruktur bereits seine Freundegefunden, und deren Zahl wchst.

    Es ist aber auch der Planer ge-fordert. Materialien an sich sindweder schn noch hsslich. DerUmgang mit dem Material ist ent-scheidend. Das Endprodukt zeigt,ob sich Planer und Bearbeiter aufdas Material und die Aufgabe desProduktes in ganzheitlicher Weiseeingelassen haben und sie nichtnur einen Teilaspekt verfolgten.Zum Beispiel gengt es nicht, dasseine Konstruktion nur wirtschaft-lich ist. Der Anwender muss dasWesen eines Materials vollstndigerfassen, nur dann kann er estechnisch und gestalterisch zumVorteil der Gesellschaft einsetzenund von ihr Akzeptanz erwarten.Je mehr Bauten und Konstruktio-nen mit dieser Haltung geplantund realisiert werden, umso mehrwerden dann auch die Vorzgeund die spezielle Aussagekraft desMaterials von den Betrachtern er-kannt und akzeptiert. Dies gilt fralle Materialien und somit auchfr den Wetterfesten Stahl. Erfreu-licherweise knnen in diesemHeft sehr gute Beispiele fr Bau-ten und Konstruktionen aus Wet-terfestem Stahl gezeigt werden. ImZusammenhang mit der sthetiksollen hier noch einige spezielleObjekte angesprochen werden.

    Wenn der Architekt GustavPeichl bei seinem Entwurf fr dieKunst- und Ausstellungshalle derBundesrepublik Deutschland inBonn bei der architektonischenAuenkonzeption des MuseumsSulen aus wetterfesten Stahlroh-ren anordnete (Abb. 51), spielte

    der Gesichtspunkt der Wirtschaft-lichkeit sicher nur eine unterge-ordnete Rolle. Peichl sagt zurAuengestaltung des Museums:Es war mir wichtig, Dauerhaftig-keit und Einfachheit bei grt-mglicher Zurckhaltung zu er-zielen, aber auch gebautes Selbst-bewusstsein und den Ansprucheines Kulturbauwerks nicht zuverleugnen. Zu dieser Auenge-staltung gehren auch die Sulen.Dieser Anspruch gilt auch fr sie.Sie symbolisieren die Bundesln-der der Bundesrepublik Deutsch-land. Als die neuen Bundeslnderhinzukamen, wurde die Zahl derSulen entsprechend ergnzt.

    Fr die EXPO im Jahr 2002 inder Schweiz hatte der ArchitektJean Nouvel (Paris) den tempor-ren Ausstellungspavillon Mono-lith und zugehrige kleinere Pa-villons mit Tonnendchern ent-worfen. Beim Monolith handeltees sich vereinfacht gesagt um einenriesigen Wrfel mit 34 m Kanten-lnge, der im Jahr 2002 auf demMurtensee schwamm (Abb. 52).

    Da es sich um eine temporreKonstruktion handelte, gengtenals Verkleidung unbehandelteStahlbleche aus unlegiertem Stahl,der ebenfalls bald die gewnschteRostfrbung aufwies. Der Mono-lith symbolisierte laut Aufgaben-stellung den Augenblick und dieEwigkeit. In einem Kommentarzu diesem Bauwerk steht geschrie-ben: Der Architekt hat sich frStahl als Baumaterial entschieden.Dieses unbehandelte Metall ver-fgt ber eine besondere Aus-druckskraft. Es wird von der Wit-terung gezeichnet, rostet und istsomit dem Augenblick unterwor-fen. Whrend der EXPO 2002wird der Monolith dementspre-chend ein zeitloses Aussehen an-nehmen. Der rostige Monolithwar bald nach der Erffnung derAusstellung zu einem der heraus-ragendsten Wahrzeichen und zueiner Attraktion der EXPO 2002geworden. Offensichtlich konn-ten sich die Besucher auch deroptischen Wirkung dieses Bau-werks nicht entziehen. Diese be-

    Abb. 51: Kunstmuseum in Bonn mit 16 davor angeordneten Sulen aus Wetterfestem Stahl

  • Wetterfester Baustahl

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    Abb. 52: Monolith (Ausstellungspavillon) auf der EXPO 2002 Arteplage in Murten (Schweiz)

    Abb. 54: Skulptur Die groe Mannhei-merin von Franz Bernhardt, WetterfesterStahl, Mannheim

    Abb. 53: Skulptur Diametral von Rein-hard Scherer, Wetterfester Stahl. Tempo-rre Ausstellung Der groe Alb-Gang,Skulpturen in der Natur.

    ruhte vermutlich nicht allein aufder Gre und Form des Bau-werks, sondern auf weiteren Fak-toren. Das eigenstndige Bauwerkmit seiner einfachen Form undmit der natrlichen rostgefrbten

    Oberflche fgte sich spannungs-reich in die dort gegebene Situa-tion mit Wasser, Landschaft undHimmel ein. Vermutlich wre einFarbanstrich diesem Anspruchnicht gerecht geworden und htte

    gar eine banale Wirkung erzeugt.Zum Schluss werden hier

    noch zwei Skulpturen aus Wet-terfestem Stahl gezeigt (Abb. 53und Abb. 54), die fr sich selbstsprechen.

  • Merkblatt 434

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    5 Inspektion und Wartung

    5.1 Inspektion

    Vom Bauherrn oder von sei-nem Beauftragten wird in derDASt-Richtlinie 007 [4] verlangt,die bewitterten Flchen von Trag-werken auf ihr Korrosionsverhal-ten zu berprfen. Unter Tragwer-ken, die so geprft werden ms-sen, sind solche zu verstehen, beidenen die Standsicherheit nach-zuweisen ist. Hierzu gehren z. B.Brcken. Der Dickenverlust istmit den Abrostungszuschlgen zuvergleichen. Der Hersteller desTragwerkes hat den Bauherrn aufdie erforderliche berprfunghinzuweisen. Bei der berprfunggeht es um die Messung von Di-ckenverlusten von Wanddicken.Nach der Erstellung des Tragwerksist eine Nullmessung an festzule-genden Messstellen vorzunehmen,damit von den tatschlichen Di-cken ausgegangen wird. Die Mes-sungen werden mit einem Ultra-schallgert durchgefhrt, das etwadie Gre eines Fotoapparateshat. Die Norm macht zu den Mes-sungen einschlielich der Zeitab-stnde genauere Angaben.

    Selbstverstndlich ist es imInteresse des Bauherrn, dass beider Inspektion auch nachgesehenwird, ob die Konstruktion irgend-welche Schwachstellen aufweist.Schwachstellen sind z. B. Stellen,

    an denen sich wider ErwartenDauerfeuchtigkeit hlt, z. B. unterangesammeltem Schmutz, Lauboder Rost. Dort besteht rtlichdie Gefahr hherer Abrostungs-werte, die mglicherweise vonden Messstellen nicht erfasst wer-den. Auch verstopfte Wasserlei-tungen sind Schwachstellen, wenndadurch ein unplanmiger Was-serabfluss entsteht, der die Kon-struktion beeintrchtigt. Wachsenim Laufe der Zeit eventuell Bumeund Bsche dort, wo vorher keinewaren, kann auch dies fr dieKonstruktion von Nachteil sein,denn dadurch wird die Belftungwesentlich eingeschrnkt, so dassdie Stahlflchen lange nicht ab-trocknen knnen. Die mageben-den Punkte, nach denen zu schau-en ist, wurden schon in Kapitel 4.3angesprochen. Weitere Beispielesind daher hier nicht erforderlich.

    5.2 Wartung

    Kleine Ursachen knnen gro-e Wirkungen haben, die eventu-ell hohe Kosten nach sich ziehen. Es ist deshalb sinnvoll, Schwach-stellen, wenn mglich, schnell zubeseitigen. Bei einem Wassersackkann z. B. eine ffnung ange-bracht werden. AngesammelterSchmutz ist mindestens abzukeh-ren. Die Verstopfung in einer Lei-

    tung muss behoben werden undwenn mglich auch die Ursache,die dazu gefhrt hat. Bume undBsche sind zurckzuschneidenoder abzusgen. Mit der Wartungsind fachkundige Personen zubeauftragen, die ein Auge fr dieSchwachstellen haben. Ein War-tungsfragebogen, der die Auf-merksamkeit des Kontrolleurs aufdie wesentlichsten Punkte lenkt,kann ntzlich sein: Gibt es Stellen mit hellem

    Rost, der einen weiter fort-schreitenden Rostprozess anzeigt?

    Gibt es Stellen, an denen Dauerfeuchtigkeit auftritt?

    Luft rtlich Wasser ab, dasdie Konstruktion ungleich-mig frbt?

    Werden Unterbauten ver-schmutzt?

    Gibt es einfache, aber wirk-same Lsungsvorschlge frdie festgestellten Mngel?

  • Wetterfester Baustahl

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    giertem Stahl ist deshalb zu be-rcksichtigen, welche Kosten dieUnterhaltung einer Beschichtungim Laufe der Lebensdauer ver-ursacht. Das ist nicht so einfach,weil hierbei viele Faktoren mit-spielen: Da sind zuerst einmal die

    Kosten, die unmittelbar frdie Ausbesserung oder Er-neuerung der Beschichtungdes Bauwerks aufgewendetwerden mssen. Je nach denRandbedingungen, wie z. B.guter oder schlechter Zugangzur Konstruktion, vorhandeneoder fehlende Hilfen fr dasAnbringen von Arbeitsgers-ten oder vorhandener bzw.fehlender lichter Raum fr Arbeitsgerste, knnen sichdiese Kosten stark unter-scheiden.

    Des Weiteren sind da die Kos-ten, die z. B. fr die Beseiti-gung des Strahlschuttes auf-gewendet werden mssen.

    Zustzlich erforderliche Um-weltschutzmanahmen, wiez. B. eine Einhausung derKonstruktion, knnen eben-falls Kosten verursachen.

    Bei Brckenbauwerken ent-stehen oft Kosten fr erfor-derliche Manahmen zur Sperrung der Strae fr den Verkehr whrend der

    Wirtschaftlichkeit die Frage, ob er gnstiger ist als der unlegierteBaustahl inklusive Beschichtung.Bei der umfassenden Beantwor-tung dieser Frage sind je nach den Randbedingungen einer Kon-struktion viele Parameter im Spiel.In vielen Fllen knnen aberschon relativ einfache Untersu-chungen zum Ziel fhren (siehenachfolgendes Beispiel). Bei einerUntersuchung sollten folgendeSchritte bercksichtigt werden:

    Schritt 1: ErstellungskostenFragt man zunchst nur nach

    den Erstellungskosten, dann sindbei einem Vergleich die etwa 10 %15 % hheren Materialkos-ten des Wetterfesten Stahls undbei statisch relevanten Konstruk-tionen noch zustzlich die Kostenfr die Abrostungszuschlge denKosten gegenberzustellen, diebei den unlegierten Bausthlenfr die Beschichtung einschlie-lich der dazu notwendigen Ma-nahmen entstehen.

    Schritt 2: Kosten fr die UnterhaltungBei der Wirtschaftlichkeits-

    betrachtung einer Konstruktionspielt aber auch deren Unterhal-tung eine entscheidende Rolle.Beim Vergleich von Konstruktio-nen aus Wetterfestem Stahl mitsolchen aus beschichtetem, unle-

    6 Wirtschaftlichkeit

    6.1 Allgemeines

    Bei Architekten spielen beimEinsatz von Wetterfestem Stahlvor allem die optische Wirkungund der spezielle Ausdruck desungeschtzten Materials einewichtige Rolle. Die Ingenieure legen dagegen meist besonderenWert auf die Wirtschaftlichkeit.Tatschlich wurde ja der Wetter-feste Stahl um 1930 ausschlie-lich aus Grnden der Wirtschaft-lichkeit entwickelt. Zum einensollten die Anstriche nicht soschnell unterrosten, zum anderensollten bei Stahlanwendungen,bei denen gar kein Anstrich sinn-voll ist, die Abrostungsraten ge-ringer sein als bei unlegiertemStahl. Die damals durchgefhrtenUnterrostungs- und Abrostungs-versuche besttigten seine wirt-schaftlichen Vorteile [13]. DieserStahl kam deshalb ab 1930 beivielen Anwendungen zum Einsatz.Da aber zu Beginn des Krieges dieEinsparung von Legierungsele-menten angeordnet wurde und es nach dem Krieg auch noch ln-gere Zeit Engpsse gab, konntedieser Stahl in Deutschland vieleJahre nicht mehr erzeugt werden(siehe Kapitel 1).

    Beim heute meist ungeschtz-ten Einsatz des Wetterfesten Stah-les stellt sich hinsichtlich seiner

    Abb. 55: Kastenquerschnitt einer eingleisigen Eisenbahnbrcke, Sttzweite 53,80 m, Mastab 1 : 100

    1 Haupttrger Kastenquerschnitt, geschweitStege 14 mm, Flansch unten 25 mm Flansch oben 30 mm

    2 Trapezrippen 10 mm3 Stegsteifen Winkel 150/100/12 mm4 Quertrger, Steg 16 mm, Untergurt 20 mm5 Quersteifen 14 mm6 Winkel 150/100/12 mm7 Konsolensteg 20 mm8 Randtrger 10 mm9 Schotterbegrenzung 14 mm

    10 Schotter

    10 9

    2 4

    8

    37

    5 1

    6

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    Sanierungsarbeiten. Bei Auto-bahnbaustellen knnen dieseKosten betrchtlich sein. Siewerden beim Bau einer Br-cke vermutlich meist nicht indie Wirtschaftlichkeitsunter-suchungen einbezogen.

    Schritt 3: privatisierte KostenInsbesondere bei Verkehrsbau-

    werken fallen bei der Sanierungoft auch noch Kosten an, die zwarnicht den Eigner, aber dafr vieleVerkehrsteilnehmer oder allgemei-ner gesagt die Steuerzahler treffen.Verursacht werden solche Kostenz. B. bei Verkehrsstauungen anBaustellen durch Zeitverluste,Treibstoffverluste und Umweltbe-lastungen. Bei Wirtschaftlichkeits-untersuchungen werden sie wohlbislang kaum in Ansatz gebracht.

    Aus diesen Betrachtungen istzu schlieen, dass es nicht mg-lich ist, fr das weite Spektrumder Anwendungsmglichkeitendes Wetterfesten Stahles wie z. B.im Hochbau, im Mastbau, imKranbau oder im Brckenbauallgemein zutreffende Angabenzu seiner Wirtschaftlichkeit zumachen. In speziellen Fllen istdies dagegen mglich. Besondersgeeignet ist dafr der Brcken-

    bau, deshalb wird hier ein ent-sprechendes Beispiel angefhrt.

    6.2 Wirtschaftlichkeitsvergleich am Beispiel einer Brcke

    Im Folgenden wird ein Wirt-schaftlichkeitsvergleich zwischeneiner Brcke aus normalem, be-schichtetem Stahl dargestellt undeiner solchen aus unbeschich-tetem, Wetterfestem Stahl. DasErgebnis ist selbst in diesemspeziellen Anwendungsgebiet des Brckenbaus nicht zu verall-gemeinern. Sehr wohl liefert esaber dem Anwender konkreteHinweise auf die magebendenFaktoren und fr die im Beispielgewhlte Bauart auch konkreteZahlenergebnisse.

    Es wird das in [14] dargestell-te Vergleichsbeispiel herangezo-gen. Die dort gewhlte Brcke isteine ausgefhrte eingleisige Eisen-bahnbrcke aus beschichtetem,unlegiertem Baustahl. Das Br-ckensystem entspricht dem ein-fachen Balken. Der Querschnittist ein geschweiter Hohlkasten(Abb. 55). Im Inneren des Hohl-kastens ist bei der beschichtetenBrcke nur ein einfacher Korro-sionsschutz erforderlich. Beim

    Kostenvergleich wurden zweiKostenanteile bercksichtigt,nmlich die Erstellungskosten(Schritt 1) und die Unterhaltungs-kosten (Schritt 2).

    Ergebnisse von Schritt 1 (gerechnet mit heutigen Kosten)

    Weil dieses Beispiel [14]schon vor etwa zwlf Jahren er-stellt wurde, werden im Schritt 1,der den Vergleich der Erstellungs-kosten beinhaltet, zunchst dieheutigen Kosten angesetzt. In Er-gnzung zu den Vorgaben in [14],bei denen davon ausgegangenwurde, dass bei der Brcke ausWetterfestem Stahl nur die ue-ren, sichtbaren Blechflchen zustrahlen sind, wird hierbei auchnoch eine Variante mitverfolgt,bei der die Bleche im Innern desHohlkastens ebenfalls gestrahltwerden.

    Einzeldaten und VoraussetzungenDie Auenflche einschlie-

    lich der des Schotterkastens hateine Gre von 1.700 m2, die Innenflchen im Hohlkasten1.100 m2. Das spezielle Beschich-tungssystem im Bereich desSchotterkastens (340 m2) wird beidiesem neuen Vergleich nicht mit

    Kosten fr

    1. Stahlkonstruktion, einschlielich Lieferung und Montage

    2. Strahlen der Bleche

    3. Beschichtung innen

    4. Beschichtung auen (1.700 - 340 m2)

    Gesamt

    Beschichtete Brcke

    207,4 t x 2.200 /t = 456.280

    2.800 m2 x 6,5 /m2 = 18.200

    1.100 m2 x 8,5 /m2 = 9.350

    1.360 m2 x 23,5 /m2 = 31.960

    515.790 (100 %)

    Brcke aus Wetterfestem Baustahl

    207,4 t x 2.280 /t + 16,6 t x 1.000 /t = 489.472

    a) Nur sichtbare Auenflchen: 1.700 m2 x 6,5 /m2 = 11.050 b) Auen- und Innenflchen: 2.800 m2 x 6,5 /m2 = 18.200

    a) 500.522 (97 %)b) 507.672 (98,4 %)

    Tabelle 6: Vergleich der Kosten der beiden Stahlkonstruktionen zum Zeitpunkt der Erstellung (Schritt 1, gerechnet mit heutigen Kosten)

  • Wetterfester Baustahl

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    einbezogen. Es kann bei beidenBrcken, der beschichteten undder unbeschichteten, als identischvorausgesetzt werden. Die Blech-dicken der Brcke variieren zwi-schen 10 und 30 mm. Bei den Ble-chen, die lediglich einseitig be-wittert werden, wie die des Hohl-kastens und die im Bereich desbeschichteten Schotterka