Eine sichere Befestigung im Beton hängt von mehreren zusammenwirkenden Faktoren ab: der Betonqualität, der Einbautiefe, den Rand- und Achsabständen, der Bohrlochqualität sowie der Art der einwirkenden Lasten. Wer diese Faktoren kennt und bei der Planung berücksichtigt, vermeidet Schäden auf der Baustelle und kostspielige Nacharbeit. Die folgenden Abschnitte beantworten die wichtigsten Anwenderfragen rund um die Befestigungstechnik im Beton.

Welche Betoneigenschaften bestimmen die Tragfähigkeit einer Befestigung?

Die Tragfähigkeit einer Befestigung im Beton wird maßgeblich durch die Druckfestigkeit des Betons bestimmt. Je höher die Betonfestigkeitsklasse, desto größer ist der Widerstand, den der Untergrund einer einwirkenden Zug- oder Querlast entgegensetzen kann. Entscheidend ist außerdem, ob der Beton gerissen oder ungerissen vorliegt, da gerissener Beton die Tragfähigkeit deutlich reduziert.

Beton wird nach europäischer Norm in Festigkeitsklassen eingeteilt, zum Beispiel C20/25 oder C50/60. Die erste Zahl bezeichnet die charakteristische Zylinderdruckfestigkeit, die zweite die Würfeldruckfestigkeit in N/mm². Für die Bemessung von Befestigungen ist die Kenntnis der vorliegenden Festigkeitsklasse unerlässlich, da Zulassungen für Befestigungsmittel stets auf bestimmte Betongüten bezogen sind.

Ein weiterer relevanter Faktor ist der Zustand des Betons. In der Praxis unterscheidet man zwischen gerissenem Beton (Zustand II), der im Bereich von Zugzonen in Stahlbetonbauteilen auftreten kann, und ungerissenem Beton (Zustand I). Befestigungsmittel, die ausschließlich für ungerissenen Beton zugelassen sind, dürfen in Rissbereichen nicht eingesetzt werden, da sonst die Tragfähigkeit erheblich überschätzt wird. Für sicherheitsrelevante Anwendungen sollte daher immer geprüft werden, ob eine Zulassung für gerissenen Beton vorliegt.

Wie beeinflusst die Einbautiefe die Haltekraft im Beton?

Die Einbautiefe einer Betonschraube oder eines Befestigungsmittels hat direkten Einfluss auf die erreichbare Haltekraft. Eine größere Verankerungstiefe vergrößert die Kontaktfläche zwischen Befestigungsmittel und Beton und erhöht damit den Widerstand gegen Herausziehen. Zu geringe Einbautiefen führen zu einem vorzeitigen Betonausbruch und damit zum Versagen der Befestigung.

Für jedes Befestigungssystem gibt der Hersteller eine Mindestverankerungstiefe an, die auf Basis von Zulassungsversuchen ermittelt wurde. Diese Angabe ist verbindlich und darf nicht unterschritten werden. Gleichzeitig bieten viele Systeme verschiedene Verankerungstiefen an, um unterschiedliche Lastanforderungen abzudecken. Die Wahl der richtigen Einbautiefe richtet sich also nach der geforderten Tragfähigkeit und den Platzverhältnissen am Bauteil.

Besonders in dünnwandigen Bauteilen oder bei geringen Bauteildicken ist die Einbautiefe ein kritischer Parameter. Hier muss sichergestellt werden, dass die Mindestbauteildicke gemäß Zulassung eingehalten wird, damit kein Durchstanzen oder Spalten des Betons auftreten kann.

Welchen Einfluss haben Rand- und Achsabstände auf die Befestigungssicherheit?

Rand- und Achsabstände bestimmen, ob sich die Betonausbruchkegel benachbarter Befestigungspunkte oder der Bauteilrand negativ auf die Tragfähigkeit auswirken. Werden Mindestabstände unterschritten, kommt es zu einer Überlagerung der Ausbruchkegel oder zu Kantenbruch, was die tatsächliche Tragfähigkeit gegenüber dem Bemessungswert erheblich reduziert.

Der Randabstand beschreibt den Abstand zwischen dem Befestigungsmittel und der nächsten freien Betonkante. Der Achsabstand bezeichnet den Abstand zwischen zwei benachbarten Befestigungspunkten. Beide Werte sind in den jeweiligen Zulassungen als Mindest- und Empfehlungswerte angegeben. Bei Unterschreitung der Mindestabstände sind Abminderungsfaktoren in der Bemessung zu berücksichtigen oder die Befestigung ist umzuplanen.

In der Praxis sind geringe Rand- und Achsabstände häufig ein Vorteil, wenn der Platz auf der Baustelle begrenzt ist. Befestigungssysteme, die konstruktiv für kleine Abstände ausgelegt sind, bieten hier mehr Flexibilität bei der Anordnung der Befestigungspunkte, ohne Abstriche bei der Sicherheit machen zu müssen.

Warum ist die Bohrlochqualität entscheidend für eine sichere Verankerung?

Die Qualität des Bohrlochs ist eine der am häufigsten unterschätzten Einflussgrößen bei der Befestigung im Beton. Ein unsauber gebohrtes oder unzureichend gereinigtes Bohrloch verhindert, dass das Befestigungsmittel die vorgesehene Tragfähigkeit erreicht. Bohrmehl und Staub im Bohrloch reduzieren den Formschluss und damit die Haltekraft erheblich.

Für eine korrekte Montage sind folgende Schritte einzuhalten:

1. Bohrloch mit dem vorgeschriebenen Bohrdurchmesser erstellen
2. Bohrloch gründlich reinigen, zum Beispiel durch Ausblasen und Ausbürsten
3. Befestigungsmittel eindrehen, bis der Schraubenkopf vollständig auf dem Anbauteil aufliegt

Der Bohrdurchmesser muss exakt auf das Befestigungsmittel abgestimmt sein. Ist das Bohrloch zu groß, fehlt der notwendige Formschluss. Ist es zu klein, lässt sich die Schraube nicht korrekt eindrehen, und es besteht die Gefahr, dass das Gewinde im Beton beschädigt wird. Besonders bei selbstschneidenden Betonschrauben, die sich ihr Gewinde direkt in den Untergrund einschneiden, ist der korrekte Bohrdurchmesser eine Grundvoraussetzung für die volle Tragfähigkeit.

Welche Lastarten müssen bei der Auswahl eines Befestigungssystems berücksichtigt werden?

Bei der Auswahl eines Befestigungssystems für Beton müssen die Art, Richtung und Größe der einwirkenden Lasten bekannt sein. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Zuglasten, die das Befestigungsmittel aus dem Untergrund herausziehen, und Querlasten, die senkrecht zur Befestigungsachse wirken. In der Praxis treten häufig kombinierte Belastungen auf.

Zuglasten

Zuglasten wirken in Richtung der Befestigungsachse und beanspruchen das Befestigungsmittel auf Herausziehen. Typische Anwendungen mit hohen Zuglasten sind Deckenabhänger, Lüftungskanäle oder Rohrleitungen. Die zulässige Zuglast ist in der Zulassung des Befestigungsmittels für die jeweilige Betongüte und Einbautiefe angegeben.

Querlasten

Querlasten wirken senkrecht zur Befestigungsachse, zum Beispiel bei Geländern oder Wandkonsolen. Sie beanspruchen das Befestigungsmittel auf Biegung und Abscheren. Auch hier sind die zulässigen Werte aus der Zulassung zu entnehmen und mit den tatsächlichen Einwirkungen zu vergleichen.

Kombinierte Belastungen aus Zug und Quer erfordern eine Interaktionsberechnung, bei der die anteiligen Ausnutzungen beider Lastrichtungen gemeinsam bewertet werden. Wer diese Unterscheidung bei der Produktauswahl vernachlässigt, riskiert eine Unterdimensionierung der Befestigung, die im schlimmsten Fall zum Versagen führt.

Welche Normen und Zulassungen gelten für Befestigungen im Beton?

Für Befestigungen im Beton gelten in Europa klar definierte Zulassungs- und Nachweisanforderungen. Maßgeblich sind Europäische Technische Bewertungen (ETA), die auf Basis harmonisierter technischer Spezifikationen erteilt werden. Eine ETA bescheinigt, dass ein Befestigungsmittel für bestimmte Untergründe, Betongüten und Lastszenarien geprüft und zugelassen ist.

Für sicherheitsrelevante Befestigungen im Beton sind folgende Zulassungsarten relevant:

• Europäische Technische Bewertung (ETA): Produktspezifische Zulassung für definierte Anwendungsbereiche, zum Beispiel Einzel- oder Mehrfachbefestigung, gerissener oder ungerissener Beton, Mauerwerk
• Allgemeine Bauartgenehmigung (aBG): Nationales Zulassungsinstrument in Deutschland für Befestigungsmittel, die nicht vollständig durch harmonisierte europäische Normen abgedeckt sind
• Leistungserklärung: Dokument, das der Hersteller auf Basis einer ETA ausstellt und die wesentlichen Merkmale des Produkts deklariert

Für Ausschreibungen und die Dokumentation auf der Baustelle ist es wichtig, dass das eingesetzte Befestigungsmittel über eine gültige ETA für den jeweiligen Anwendungsfall verfügt. Nur so kann der Nachweis erbracht werden, dass die Befestigung den geltenden technischen Anforderungen entspricht. Produkte ohne entsprechende Zulassung dürfen für sicherheitsrelevante Anwendungen nicht verwendet werden.

Wie TOGE bei der sicheren Befestigung im Beton unterstützt

Wir bei TOGE entwickeln und fertigen Befestigungssysteme, die genau auf die technischen Anforderungen im Betonbau ausgelegt sind. Unsere TOGE Betonschrauben sind selbstschneidende Einschraubdübel aus Metall, die sich ihr Gewinde direkt in den Untergrund einschneiden, ohne dass ein separater Kunststoffdübel benötigt wird. Das Ergebnis ist eine formschlüssige, hochbelastbare Verbindung, die alle in diesem Artikel beschriebenen Anforderungen an eine sichere Befestigung erfüllt.

Was unsere Systeme für Verarbeiter und Planer konkret leisten:

• Breite Zulassungsbasis: Unsere TSM High Performance Betonschraube verfügt über Europäische Technische Bewertungen für Einzel- und Mehrfachbefestigung (ETA-15/0514, ETA-16/0123), für Mauerwerk (ETA-23/0099) sowie Allgemeine Bauartgenehmigungen, die den Einsatz in sicherheitsrelevanten Anwendungen absichern
• Zugelassen für gerissenen und ungerissenen Beton: Betonfestigkeitsklassen von C20/25 bis C50/60 sind abgedeckt, sodass Sie das richtige Produkt für Ihren Untergrund sicher auswählen können
• Geringe Rand- und Achsabstände: Das System ist konstruktiv für enge Platzverhältnisse ausgelegt und bietet damit mehr Flexibilität bei der Anordnung der Befestigungspunkte
• Justierbar und demontierbar: Die Schraube kann während der Montage justiert und nach der Montage jederzeit wieder demontiert werden, was Nacharbeit auf der Baustelle vereinfacht
• Umwelt-Produktdeklaration (EPD): Vorhanden nach ISO 14025 und EN 15804+A2 für eine transparente Dokumentation der Umwelteigenschaften

Wenn Sie unsicher sind, welches Befestigungssystem für Ihren konkreten Anwendungsfall geeignet ist, stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung. Nehmen Sie einfach Kontakt auf, und wir helfen Ihnen bei der technischen Auswahl.