Erstverschiebung, Lastrelaxation und wie Dübel versagen

Die Erstverschiebung ist die Last, bei der sich ein Dübel im Untergrund zu verschieben beginnt; auf der Baustelle wird sie meist bei 0,1 mm Verschiebung abgelesen. Sie ist wichtig, weil ein Dübel, der sich unter Gebrauchslast bewegt, zwar tragfähig genug, aber trotzdem ungeeignet sein kann. Deshalb verlangt BS 8539:2012+A1:2021 sie bei jeder Baustellenprüfung. (Baustellenprüfungen nach einem Europäischen Bewertungsdokument verlangen sie nicht.)

Sie müssen den genauen Moment nicht exakt bestimmen. Sobald sich ein Dübel bewegt, ist das meist sichtbar, und die Last ändert sich zwischen 0,1 und 0,2 mm kaum.

Rechnen Sie mit einem hohen Wert, wenn der Dübel ein Bauteil an die Oberfläche klemmt. Bei einer fest an die Wand geschraubten Konsole etwa zeigt ein einwandfreier Dübel meist keine nennenswerte Verschiebung, bis die Last deutlich über dem vom Hersteller empfohlenen Widerstand liegt.

Bei den meisten Prüfungen beobachten Sie die Fuge zwischen Zugplatte und Untergrund, mit bloßem Auge oder mit einer Fühlerlehre, und notieren die Last, bei der sie sich öffnet. Ziehen Sie über eine Kupplung oberhalb einer mit Montagedrehmoment angezogenen Mutter, beobachten Sie stattdessen die Unterlegscheibe unter dieser Mutter: Die Last, bei der sie locker wird, ist Ihre Erstverschiebung.

Wenn der Ingenieur eine genaue Verschiebungsmessung wünscht, richten Sie eine Messuhr ein:

1. Wählen Sie eine Messuhr mit einer Genauigkeit von 0,02 mm oder besser.
2. Stellen Sie sie auf einen eigenen Fuß, getrennt von der Brücke (die sich unter Last durchbiegt) und von Beton, der sich anheben könnte. Befestigen Sie sie nie an der Brücke.
3. Richten Sie sie möglichst direkt auf den Dübel aus; gut geeignet ist ein Zuggestell mit innenliegender Messuhr, die auf dem Schraubenkopf aufliegt.
4. Notieren Sie den Wert bei Nulllast und belasten Sie dann in mindestens 10 Stufen bis zur erwarteten Versagenslast.
5. Warten Sie bei jeder Stufe, bis sich Last und Verschiebung stabilisiert haben, und notieren Sie dann beide Werte gemeinsam.

Ein digitales Prüfgerät mit Wegmessmodul kann das Last-Verschiebungs-Diagramm für Sie erstellen. Eine detaillierte Messung macht jede Prüfung deutlich langsamer. Sie erfolgt daher nur auf Anforderung des Ingenieurs, wie bei manchen sicherheitsrelevanten Arbeiten, damit die Verschiebung mit der Europäischen Technischen Bewertung des Dübels verglichen werden kann.

Lastrelaxation ist das Absinken des Messwerts an einem einwandfreien Dübel, sobald Sie die Belastung stoppen. Sie ist normal und der Grund, warum Sie bei stufenweiser Belastung warten, bis sich der Wert stabilisiert, und dann Last und Verschiebung gemeinsam ablesen. Ursache ist, dass sich die Spannungen um den Dübel in den Untergrund verteilen; dieser Vorgang verlangsamt sich über die Lebensdauer des Dübels, hört aber nie ganz auf.

Erneut auf dieselbe Last belasten: Bei einem relaxierenden Dübel fällt die Last kaum noch ab, bei einem versagenden fällt sie erneut ab und der Dübel rutscht weiter heraus.

Diese Prüfung ist vor allem bei Verbunddübeln wichtig. Sie versagen nicht schlagartig: Auch nach dem Verlust des Verbunds kann noch eine große Kraft nötig sein, um den Dübel herauszuziehen. Ein versagter Verbunddübel kann daher so aussehen, als würde er noch halten.

Die Last gleichmäßig aufbringen: eine Probelast in etwa 30 Sekunden bzw. eine Bruchlast in 60 bis 90 Sekunden erreichen, sofern die Verschiebung nicht stufenweise gemessen wird.

Vor einem Versuch bis zum Versagen oder einer Vorprüfung das Abbruchkriterium vereinbaren. Sobald die Last die Klemmkraft aus dem Anziehen übersteigt, ist eine gewisse Verschiebung normal; der Ingenieur legt fest, ob sie aufgezeichnet wird. Der Ingenieur kann auch eine Verschiebungsgrenze festlegen, die als Versagen gilt: Dort abbrechen und die Grenze im Bericht angeben. Werden die 5 Dübel der Vorprüfung nach dem Versagen eines Dübels bis zum Versagen belastet, bei etwa 1,0 mm abbrechen, um Schäden zu begrenzen, und diese Last als Bruchlast ansetzen. Siehe Vorprüfungen.

Dübel versagen an einer von drei Stellen: im Dübel selbst, in seiner Verankerung im Bohrloch oder im umgebenden Untergrund. Bei Querlastversuchen kommt eine weitere Versagensart hinzu, der rückwärtige Betonausbruch (Pry-out), bei dem der Dübel herausgehebelt wird. Das Versagen danach benennen, was nachgegeben hat.

Dokumentieren Sie die Versagensart, die Last und – falls ein Ausbruchkegel entstanden ist – dessen Größe. Beschreiben Sie den Zustand des Ankers und des umgebenden Materials nach dem Versuch, einschließlich Rissen. Hat der Anker nicht versagt, entlasten Sie ihn und dokumentieren Sie eine verbleibende Verschiebung.

Entfernen oder kennzeichnen Sie jeden Anker, der bis zum Versagen geprüft wurde oder die Prüflast nicht erreicht hat, damit er niemals in Gebrauch genommen wird. Das Prüfprotokoll dokumentiert, was geschehen ist. Es gibt nur dann Auskunft darüber, warum ein Anker versagt hat oder wie weiter vorzugehen ist, wenn der Prüfer dafür qualifiziert ist, und es stellt keine Freigabe der Befestigung dar. Siehe Inhalt eines Baustellen-Prüfprotokolls.

Bei einer Probebelastung ist keine Verschiebung zulässig. Jede festgestellte Verschiebung muss dokumentiert werden und gilt als Versagen. In der Regel genügt eine Sichtprüfung. Auf unserer Seite Prüflastrechner erfahren Sie, wie Prüflasten für Probebelastungen und Vorversuche ermittelt werden. Siehe Probebelastung erklärt.