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ETAG 001 - Teil 5: Verbunddübel
Leitlinie für die Europäische Technische Zulassung für Metalldübel zur Verankerung im Beton

Ausgabe März 2002
Vom 8. Januar 2003
(BAnz. Nr. 49a vom 12.03.2003 S. 1)

Aktuelle Fassung

Gemäß § 3 Abs. 1 Satz 2 des Bauproduktengesetzes in der Fassung der Bekanntmachung vom 28. April 1998 (BGBl. I S. 812) wird die folgende Leitlinie der Europäischen Organisation für Technische Zulassung EOTa bekannt gemacht. Auf Grund dieser Leitlinie können von dafür anerkannten Stellen europäische technische Zulassungen nach Artikel 8 der Bauproduktenrichtlinie bzw. § 6 des Bauproduktengesetzes für Metalldübel zur Verankerung im Beton erteilt werden. Deutsche Stelle für die Erteilung europäischer technischer Zulassungen ist das Deutsche Institut für Bautechnik, Kolonnenstraße 30 L, 10829 Berlin.

1. Einleitende Bemerkungen

In diesem Teil werden Anforderungen, Kriterien und Angaben zur Versuchsdurchführung aufgeführt, die nur für Verbunddübel gelten.

Diese können zusätzliche Angaben zum Teil 1 sein oder die Bestimmungen im Teil 1 ersetzen. Es wird die gleiche Nummerierung der Abschnitte verwendet wie in Teil 1. Ist ein Abschnitt nicht aufgeführt, so gilt Teil 1 unverändert.

2 Geltungsbereich

2.0 Allgemeines

Dieser Teil der Leitlinie gilt für Verbunddübel, die aus einem Verbundmaterial und einem eingebetteten Metallteil bestehen. Im Allgemeinen werden Verbunddübel als Einheit geliefert und verwendet. Wird vom Hersteller des Verbunddübels das Metallteil entsprechend einer europäischen oder ISO Norm spezifiziert, so kann dieses Teil von einer anderen Stelle zugeliefert werden. Diese Leitlinie gilt nicht für Produkte, die für die Instandsetzung von bewehrtem Beton vorgesehen sind.

2.1 Dübel

2.1.1 typen und Wirkungsprinzipien

Diese Leitlinie gilt für Verbunddübel mit folgenden Misch- und Montagetechniken:

Mischverhältnisse

• Es werden nur diejenigen Verbunddübel erfasst, bei denen das Mischverhältnis durch den Dübel kontrolliert wird. Dies schließt zum Beispiel folgende typen ein: Glaskapsel, Schlauchkapsel, abgepackte Injektionskartuschen (koaxial oder nebeneinander liegend), Einzelkomponenten mit mechanischer Proportionierung und Einzelkomponenten, bei denen die Komponenten so wie geliefert gemischt werden.
  Anmerkung:
  Systeme, bei denen das Mischverhältnis vom Monteur kontrolliert wird, wie z.B. Einzelkomponenten, bei denen die jeweilige Menge der einzelnen Komponenten vom Monteur abgemessen werden muss, sind nicht Gegenstand dieser Leitlinie.

Mischtechniken

• kontrolliert durch den Dübel, z.B. Injektionskartusche mit Statikmischerdüse, Einzelkomponenten mit mechanischem Mischverfahren,
• kontrolliert durch den Monteur - z.B. Mischen von Einzelkomponenten im topf,
• kontrolliert während der Montage - z.B. Kapselsystem.

Volumen des eingebrachten Verbundmaterials

• kontrolliert durch den Dübel, z.B. Kapselsystem,
• kontrolliert durch den Monteur, z.B. Injektionssystem und System mit Einzelkomponenten.

Bohrloch

• zylindrisches Bohrloch
• hinterschnittenes Bohrloch

Bohrtechniken

• Hammerbohren (elektrische Bohrmaschine oder mit Druckluft)
• Diamantbohrer

Montagetechniken

• Einlegen der Kapsel in das Bohrloch und Einsetzen des eingebetteten Teils mit Maschine bei gleichzeitigem Einschlagen und Drehen (Bild 2.2a).
• Einspritzen des Verbundmaterials in das Bohrloch. Das eingebettete Teil kann per Hand oder mechanisch gesetzt werden (Bild 2.2b).
• Eingießen des Verbundmaterials in das Bohrloch und Einsetzen des eingebetteten Teils (Bild 2.2c).

Die Dübelmontage kann unabhängig oder abhängig von einem Drehmoment sein.

Wirkungsprinzipien

• Verbunddübel: Setzen des Dübels in das zylindrische Bohrloch und Verankerung durch Verbund der Metallteile an der Bohrlochwand.
• Hinterschnitt-Verbunddübel: Setzen des Dübels in ein hinterschnittenes Bohrloch; die Lastübertragung erfolgt durch eine Kombination von Verbund der Metallteile an der Bohrlochwand und einem mechanischen Formschluss des Mörtels in der Hinterschneidung im Beton.
• Kraftkontrollierter Verbunddübel: Setzen des Dübels in ein zylindrisches Bohrloch, die Lastübertragung erfolgt durch eine Kombination von Verbund und Spreizung, wobei die Spreizung durch eine spezielle Stange erzielt wird.

Das Versuchsprogramm für die letzten beiden Wirkungsprinzipien ist im Technischen Report zu diesem Teil der ETAG angegeben.

Bild 2.2. Beispiele für Montagetechniken (Verbunddübeln)

a) Kapselsystem

b) Injektionssystem

c) Systeme und Einzelkomponenten

2.1.2 Werkstoffe

Das Verbundmaterial kann aus synthetischem Mörtel, Zementmörtel oder einer Mischung der beiden einschließlich von Füllstoffen und/oder Zusätzen bestehen.

Bei den Verpackungssystemen kann es sich um Glaskapseln, Schlauchkapseln, Kartuschen oder Einzelkomponenten handeln.

Bei den eingebetteten Teilen kann es sich um Gewindestangen, verformte Bewehrungsstäbe, Hülsen mit Innengewinde oder andere Formen handeln.

2.2 Beton

2.2.2 Betonbauteile

Teil 5 gilt für Anwendungsfälle, bei denen die Mindestdicke der Bauteile, in denen die Dübel verankert werden, h> 100 mm beträgt.

Die Mindest-Bauteildicke hängt von den Anwendungsparametern ab und wird angegeben durch:

h = h_ef + Δ h> 100 mm

Die unter (a) und (b) für Δh angegebenen Werte gelten für Bohrlöcher, die mit elektrischen Hammerbobrmaschinen und Diamantbohrern hergestellt wurden. Für Druckluftbohrer sind diese Werte durch Versuche zu ermitteln.

1. Δh> 2 d_o
        > 30 mm
   Anwendbar auf alle Dübeltypen. Keine Anwendungsbeschränkungen.
2. Δh> 2 d_o
        > 15 mm
   Anwendbar auf alle Dübeltypen.
   Anwendbar in Fällen, wo die dem Dübel abgewandte Seite des Bauteils zugänglich ist und überprüft werden kann, um sicherzustellen, dass kein Ausbruch erfolgt ist. Im Fall eines Ausbruchs sind Maßnahmen zu ergreifen, um zu gewährleisten, dass die volle Länge des Verbunds, h_ef, erreicht wird und jeder mögliche Verlust von Verbundmaterial, zum Beispiel aufgrund von Spalten, kompensiert wird. Ist dies nicht möglich, z.B. bei Kapseldübeln, so ist ein neues Bohrloch in einem Abstand entsprechend Teil 1, 7.3, zu bohren.
3. Δ h = 0
   Anwendbar auf Injektionsdübel.
   Anwendbar in Fällen, in denen sichergestellt werden kann, dass die volle Länge des Verbunds, h_ef, erreicht wird und jeder Verlust von Verbundmaterial kompensiert wird.

Option (a) ist vorgeschrieben.

Der Hersteller kann zusätzlich eine Zulassung für Optionen (b) oder (c) beantragen. Bei den Versuchen, bei denen eine Mindest-Bauteildicke gefordert wird, sind diese mit jeder Dübelgröße mit der jeweiligen Mindest-Bauteildicke durchzuführen.

2.3 Einwirkungen

Im Gegensatz zu Teil 1 ist die Übertragung von Druckkräften auf die Dübel zulässig.

2.4 Kategorien

Im Gegensatz zu Teil 1 ist es erforderlich, die verschiedenen vorgesehenen Verwendungszwecke entsprechend den Montage- oder Anwendungsbedingungen im Verankerungsgrund zu berücksichtigen.

3 Begriffe

3.2 Besondere Begriffe und Abkürzungen

3.2.1 Allgemeines (zusätzliche Begriffe)

Gebrauchstemperaturbereich Bereich der Umgebungstemperaturen nach der Montage und während der gesamten Nutzungsdauer der Verankerung.

Kurzzeit-Temperatur: Temperaturen innerhalb des Gebrauchstemperaturbereichs die über kurze Zeiträume variieren, z.B. Tag/Nacht-Zyklen und Frost/Tau-Zyklen.

Maximale Kurzzeit-Temperatur: Obere Grenze des Gebrauchstemperaturbereichs.

Langzeit-Temperatur: Temperatur innerhalb des Gebrauchstemperaturbereichs die über signifikante Zeiträume nahezu konstant ist. Langzeit-Temperaturen schließen konstante oder nahezu konstante Temperaturen mit ein, wie diese erfahrungsgemäß in kalten Lagerräumen oder in der Nähe von Heizungsinstallationen auftreten.

Maximale Langzeit-Temperatur: Vom Hersteller innerhalb des Bereichs von 0,6 x bis 1,0 x der maximalen Kurzzeit-Temperatur festgelegt.

Normale Umgebungstemperatur: Temperatur von 21 °C ±3 °C (nur für Versuchsbedingungen)

Offenzeit: Die maximale Zeit vom Ende des Mischens bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Montage des Dübels in das Verbundmaterial abgeschlossen sein sollte.

Umgebungstemperaturbereich für die Montage: Der vom Hersteller für die Montage erlaubte Bereich der Umgebungstemperatur des Verankerungsgrundes.

Temperaturbereich für die Montage der Dübelteile: Temperaturbereich des Verbundmaterials und des eingebetteten Teils unmittelbar vor der Montage.

Aushärtezeit: Die minimale Zeit vom Ende des Mischens bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Dübel mit dem Drehmoment versehen oder belastet werden kann (je nachdem, welche Zeit länger ist). Die

Aushärtezeit hängt von der Umgebungstemperatur ab.

4 Anforderungen an Bauwerke

4.1 Mechanische Festigkeit und Standsicherheit (ER 1)

4.1.1.2 Temperatur

Gebrauchstemperaturbereich

Die Funktionsfähigkeit eines Verbunddübels einschließlich seiner Fähigkeit, mit einem angemessenen Sicherheitsfaktor seine Bemessungslast aufzunehmen und Verschiebungen zu begrenzen, darf durch Temperaturen innerhalb eines vom Hersteller festzulegenden Temperaturbereichs im Beton nahe der Oberfläche nicht negativ beeinflusst werden. Folgende Temperaturbereiche können festgelegt werden:

1. - 40 °°C bis +40 °C (max. Kurzzeit-Temperatur +40 °C und max. Langzeit-Temperatur +24 °C)
2. - 40 °C bis +80 °C (max. Kurzzeit-Temperatur +80 °C und max. Langzeit-Temperatur +50 °C)
3. auf Wunsch des Hersteller mit - 40 °C bis T1 (Kurzzeit: T1 > +40 °C, Langzeit: 0,6 T1 bis 1,0 T1)

Im Allgemeinen werden Verbunddübel durch Gebrauchstemperaturen bis zu - 40 °C nicht negativ beeinflusst.

Für unbekannte Verbundmaterialien ohne Erfahrungen über deren Verhalten bei - 40 °C sind normale Ausziehversuche bei - 40 °C durchzuführen.

Die Leistungsfähigkeit darf durch Kurzzeit-Temperaturen innerhalb des Gebrauchstemperaturbereichs oder durch Langzeit-Temperaturen bis zur maximalen Langzeit-Temperatur nicht negativ beeinflusst werden.

Die Leistungsfähigkeit bei der maximalen Langzeit-Temperatur und maximalen Kurzzeit-Temperatur wird durch die unter 5.1.3.1 (a) und 5.1.2.5 beschriebenen Versuche überprüft.

Montagetemperaturbereich und Aushärtezeit

Die Funktionsfähigkeit muss auch für den Bereich der Montagetemperaturen bestätigt werden, der vom Hersteller in Form von niedrigsten und höchsten Montage-Umgebungstemperaturen festzulegen ist, normalerweise im Bereich von 0 °C bis +40 °C, niedrigsten und höchsten Montagetemperaturen für die Dübelbestandteile und zugehörigen Aushärtezeiten.

Die Leistungsfähigkeit bei den niedrigsten Montagetemperaturen und normalen Umgebungstemperaturen wird anhand von Versuchen nach 5.1.3.1 (b) und 5.1.3.1 (c) überprüft. Der Hersteller muss entsprechende Angaben über die obere Montagetemperaturgrenze und die dazugehörigen Aushärtezeiten sowie über dazwischen liegende Temperaturen liefern.

4.1.2.1 Einwandfreie Montage

Zusätzlich zu den Anforderungen von Teil 1, 4.1.2.1:

Abhängig von den vom Hersteller festgelegten Anwendungen muss es möglich sein, die Dübel im trockenen und feuchten Beton (Nutzungskategorie 1 entsprechend 2.4) oder im trockenen und feuchten Beton sowie in einem mit Wasser gefüllten Bohrloch (kein Meerwasser) (Nutzungskategorie 2 entsprechend 2.4) und auch in den festgelegten Montagerichtungen mit den vom Hersteller angegebenen Bohrtechniken zu montieren.

4.3 Hygiene, Gesundheit und Umweltschutz

4.3.1 Abgabe gefährlicher Stoffe

Das Produkt/der Bausatz muss derart beschaffen sein, dass es nach der Montage entsprechend den einschlägigen Vorschriften der Mitgliedstaaten die wesentliche Anforderung Nr. 3 der BPR erfüllt, die durch nationale Vorschriften der Mitgliedstaaten ausgedrückt wird.

Insbesondere dürfen keine schädlichen Emissionen giftiger Gase, gefährlicher Teilchen oder Strahlung in die Innenraumluft oder Verunreinigungen der Umwelt verursacht werden (Luft, Boden oder Wasser).

5 Nachweisverfahren

5.0 Allgemeines

Nachfolgend wird zwischen zwei Versuchsverfahren unterschieden: den Versuchen mit weiter Abstützung, siehe Bild 5.1 (unconfined tests) und Versuchen mit enger Abstützung, siehe Bild 5.2 (confined tests). Versuche mit weiter Abstützung erlauben die uneingeschränkte Ausbildung eines Betonausbruchkegels. Sie werden nach Anhang A, 4 durchgeführt. Beim Versuch mit enger Abstützung wird das Versagen durch Betonausbruch behindert durch Übertragung der Reaktionskraft in den Beton nahe beim Dübel.

Bild 5.1 Beispiel eines Versuchsaufbaus für Zugversuche mit weiter Abstützung (unconfined tests)

Bild 5.2 Beispiel eines Versuchsaufbaus für Zugversuche mit enger Abstützung (confined tests)

5.1 Verfahren zu 4.1 (mechanische Festigkeit und Standsicherheit)

5.1.1 Allgemeines

Der Hersteller des Verbunddübels muss die zu verwendenden eingebetteten Teile genau angeben. Um bei den Versuchen ein Versagen des Verbundes oder ein Betonversagen zu erreichen, kann es erforderlich sein, eingebettete Teile von höherer Festigkeit zu verwenden als die vom Hersteller angegebenen. Werden eingebettete Teile von höherer Festigkeit verwendet, so darf die Funktionsfähigkeit des Dübels in keiner Weise beeinflusst werden. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn die Geometrie des eingebetteten Teils mit der höheren Festigkeit mit dem spezifizierten eingebetteten Teil identisch ist.

Zur Beurteilung eines Verbunddübelsystems muss das gesamte Versuchsprogramm an mindestens der folgenden Zahl von verschiedenen Betonchargen durchgeführt werden.

Beurteilung für C 20/25: mindestens an 3 verschiedenen Chargen, wenn der Beton von verschiedenen Betonzulieferern kommt mindestens an 4 verschiedenen Chargen, wenn der Beton von demselben Betonzulieferer stammt

Beurteilung für C 50/60: mindestens an 2 verschiedenen Chargen, wenn der Beton von demselben oder von verschiedenen Betonzulieferern stammt.

Wenn die Betonchargen von demselben Betonzulieferer kommen, ist sicherzustellen, dass jede Charge aus einer anderen Lieferung entweder des Zements oder der Zuschläge hergestellt ist.

Referenz-Zugversuche (R) müssen durchgeführt werden, weil sie zur Bewertung der Ergebnisse der Eignungsversuche und zur Berücksichtigung des Einflusses bestimmter Parameter auf die Zugtragfähigkeit von Verbunddübeln benötigt werden. Sie müssen in jeder Charge durchgeführt werden. Alle Referenzversuche sind wie folgt durchzuführen:

• im trockenen Beton,
• bei normaler Umgebungstemperatur (T 21 °C ±3 °C)
• Montage des Dübels nach den bekannt gemachten Anweisungen des Herstellers,
• als Versuch mit enger Abstützung; die Versuche sind bei etwa derselben Aushärtzeit durchzuführen wie die entsprechenden Eignungsversuche oder Versuche zur Ermittlung der zulässigen Anwendungsbedingungen.

Im Allgemeinen müssen die Referenzversuche in derselben Betoncharge durchgeführt werden wie die Versuche, mit denen sie verglichen werden sollen (Ausnahme siehe Anmerkung (6) in Tabelle 5.1 und Anmerkung (4) in Tabelle 5.2). Die Referenzversuche sind im ungerissenen Beton (gerissenen Beton, Δw = 0,3 mm) durchzuführen, wenn ihre Ergebnisse mit Ergebnissen von Versuchen im ungerissenen Beton (gerissenen Beton) verglichen werden sollen.

Es sind mindestens 5 Referenzversuche in jeder Versuchsreihe durchzuführen. Ist der Variationskoeffizient der Bruchlasten > 15 %, so ist die Zahl der Referenzversuche zu erhöhen. Beantragt der Hersteller die Verwendung von eingebetteten Teilen, die geometrisch identisch, jedoch aus unterschiedlichem Material hergestellt sind, dann sind alle Versuche mit einem Material durchzuführen. Mit dem anderen Material sind nur die Drehmomentversuchs nach Teil 1, Tabelle 5.1 oder 5.2, Zeile 7 und, wenn der eingebettete Teil entlang seiner Länge einen reduzierten Querschnitt aufweist, Querlastversuche nach Teil 1, Tabelle 5.4, Zeilen 5 und 6 oder Zeilen 7 und 8 zur Bewertung der charakteristischen Quertragfähigkeit durchzuführen.

Wird die Zulassung für mehr als eine Bohrtechnik beantragt, so sind alle Versuche mit allen Bohrtechniken durchzuführen.

5.1.2 Eignungsversuche

Die Versuchsarten, Versuchsbedingungen, die Anzahl der erforderlichen Versuche und die auf die Ergebnisse anzuwendenden

Kriterien sind in Tabelle 5.1 (Dübel zur Verwendung im gerissenen und ungerissenen Beton) und Tabelle 5.2 (Dübel zur Verwendung nur im ungerissenen Beton) aufgeführt. Genaue Angaben über besondere Versuche sind nach den Tabellen aufgeführt.

Bei allen Eignungsversuchen muss das Bohrloch mit einem Bohrer gebohrt werden. Im Allgemeinen ist kein Drehmoment auf den Dübel aufzubringen; nur bei den Drehmomentversuchen wird das Drehmoment bis zum Versagen auf die Dübel aufgebracht.

Die Eignungsversuche müssen mit der vom Hersteller gewählten Verankerungstiefe durchgeführt werden. Stellt der Hersteller einen Antrag für Verbunddübel mit verschiedenen Verankerungstiefen im Bereich zwischen 8 d< h_ef< 12 d, so sind die Versuche zur Montagesicherheit nach Zeile 1, Tabelle 5.1 oder 5.2 mit der vom Hersteller beantragten größten Verankerungstiefe, die anderen Eignungsversuche mit der mittleren Verankerungstiefe zwischen der beantragten größten und kleinsten Verankerungstiefe durchzuführen.

Tabelle 5.1 Eignungsversuche für Verbunddübel zur Verwendung im gerissenen und ungerissenen Beton

Tabelle 5.2 Eignungsversuche für Verbunddübel zur Verwendung nur im ungerissenen Beton

weiter .