Materialstärke

Die Materialstärke – häufig auch als Wanddicke, Plattenstärke oder Bauteildicke bezeichnet – ist eine grundlegende Größe in Abbruch, Entkernung, Schneid- und Spaltprozessen. Sie beeinflusst den Kraftbedarf, die Wahl des Werkzeugs, die Anzahl der Arbeitsschritte sowie Emissionen wie Lärm und Erschütterungen. In Bereichen wie Betonabbruch und Spezialrückbau, Felsabbruch und Tunnelbau, Natursteingewinnung sowie bei Sondereinsätzen steuert die Materialstärke unmittelbar, ob etwa Betonzangen oder Stein- und Betonspaltgeräte zweckmäßig sind, wie Hydraulikaggregate dimensioniert werden und welche Arbeitsabfolge sinnvoll ist.

Definition: Was versteht man unter Materialstärke

Unter Materialstärke versteht man die senkrechte Entfernung zwischen zwei gegenüberliegenden Oberflächen eines Bauteils oder Werkstücks. Bei Betonbauteilen ist dies die Wand- oder Plattenstärke, bei Stahlbauteilen die Blechdicke, bei Natursteinblöcken die Block- oder Schichtenstärke. Die Materialstärke beeinflusst Tragverhalten, Rissbildung und Bruchmechanik und bestimmt den erforderlichen Eingriff: Dünne Strukturen lassen sich häufig mit schneidenden oder zangenartigen Werkzeugen trennen, massive Querschnitte erfordern spaltende Verfahren oder mehrstufige Segmentierungen. Für die Werkzeugauswahl der Darda GmbH – etwa Betonzangen, Stahlscheren, Multi Cutters, Kombischeren, Steinspaltzylinder, Tankschneider sowie die passenden Hydraulikaggregate – ist die verlässlich ermittelte Materialstärke ein zentrales Kriterium.

Einfluss der Materialstärke auf Verfahren und Werkzeugwahl

Die Materialstärke bestimmt, ob schneidende, quetschende oder spaltende Verfahren wirtschaftlich und technisch sinnvoll sind. Dünnwandige Bauteile begünstigen scherende Werkzeuge, während große Querschnitte aufgrund des Exponenten-Einflusses auf den Kraftbedarf (Zunahme der erforderlichen Energiedichte) spaltende Strategien bevorzugen. In der Praxis führt dies zu folgenden Tendenzen:

• Beton und Stahlbeton bis mittlere Stärken: Trennung mit Betonzangen oder Kombischeren, ggf. in mehreren Bissen, mit Augenmerk auf Bewehrungsanteil und Kantenführung.
• Massive Betonquerschnitte und Naturstein: Spalten mit Stein- und Betonspaltgeräten beziehungsweise Steinspaltzylindern, oft kombiniert mit Vorbohrungen und segmentweisem Vorgehen.
• Stahlbauteile und Tanks: Einsatz von Stahlscheren oder Tankschneidern, abhängig von Blechdicke, Werkstoffzähigkeit und erforderlicher Schnittqualität.
• Sondermaterialien oder Verbundkonstruktionen: Multi Cutters und Kombischeren, wenn wechselnde Dicken und Materialien in einem Arbeitsgang zu bewältigen sind.

Materialstärke in Beton und Stahlbeton

Bei Beton- und Stahlbetonbauteilen interagiert die Dicke mit Betongüte, Bewehrungsgrad und Bauteilgeometrie. Dünnere Bauteile (z. B. Fassadenplatten, Balkonbrüstungen) lassen sich oftmals direkt mit Betonzangen abbeißen oder schneiden. Mit zunehmender Stärke steigen die erforderlichen Zangenkräfte; zusätzlich nehmen Bewehrungsdurchmesser und -lage Einfluss auf die Trennlinie. Ab einer gewissen Dicke und Masse ist das spaltende Vorgehen – beispielsweise mit Stein- und Betonspaltgeräten – vorteilhaft, da es Risse gezielt einleitet und den Bauteil kontrolliert in kleinere Segmente überführt.

Relevante Parameter im Betonabbruch

• Bauteildicke und Querschnittsform: beeinflussen Greifposition, Zangenspaltweite, Hubwege und Spaltkeilgeometrie.
• Bewehrungsanteil: wirkt wie zähes Einlagenmaterial und verändert die Lastspitzen; je dicker der Querschnitt, desto relevanter die Stahlführung.
• Unterstützung durch Hydraulikaggregate: höhere Materialstärken erfordern ausreichend Druck und Volumenstrom, um Zykluszeiten und Kraftreserven zu sichern.

Materialstärke bei Naturstein und Fels

Im Felsabbruch und Tunnelbau entscheidet die Mächtigkeit von Schichten, die Klüftung sowie die lokale Spaltzugfestigkeit über die Vorgehensweise. Größere Stärken werden bevorzugt mit Spaltzylindern bearbeitet; Bohrlochabstände und -durchmesser orientieren sich an der Dicke und dem Gesteinstyp. Bei Natursteingewinnung wird die Blockstärke so gewählt, dass sie mit Stein- und Betonspaltgeräten effizient in transportfähige Teilstücke zerlegt werden kann, ohne unnötige Überbohrungen und ohne unkontrollierte Bruchläufe.

Bohr- und Spaltkonzept

• Bohrlochtiefe etwa entsprechend der geplanten Spalttiefe; größere Materialstärken erfordern höhere Energiedichte pro Bohrloch.
• Abstände zwischen Bohrlöchern werden mit zunehmender Stärke moderat erhöht, jedoch stets an Gesteinsanisotropien angepasst.
• Vor- und Nachspalten in Abschnitten, um Spannungen kontrolliert abzubauen.

Messung und Dokumentation der Materialstärke

Die zuverlässige Ermittlung der Materialstärke ist Voraussetzung für Planung, Werkzeugwahl und Sicherheit. Je nach Material stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung:

• Direkte Messung: sichtbare Kanten mit Schieblehre oder Messkeilen erfassen; bei Beton Kernbohrung und Ausmessen des Bohrkerns.
• Indirekte Verfahren: Ultraschall-Wanddickenmessung, Fernerkundung mit Endoskopie in Hohlräumen, magnetische Verfahren bei Stählen.
• Dokumente und Pläne: Bestandsunterlagen heranziehen und mit Stichproben im Bestand validieren; Abweichungen protokollieren.

Die Dokumentation umfasst neben der reinen Dicke auch Materialklasse, Bewehrungslage, Einbausituation und Zugänglichkeiten. Dies erleichtert die korrekte Dimensionierung von Betonzangen, Spaltzylindern und Hydraulikaggregaten.

Kraftbedarf und Prozessparameter

Mit steigender Materialstärke wachsen Schnitt- und Spaltkräfte nicht linear, da zusätzliche Faktoren wie Reibung, Kerbwirkung, Bewehrungsanteil und Rissumlenkung wirksam werden. Praktisch bedeutet dies:

• Schneidprozesse: erforderliche Zangenkraft steigt mit Dicke und Zähigkeit; größere Maulöffnungen und robuste Schneidengeometrie werden relevant.
• Spaltprozesse: mit der Dicke steigt der benötigte Spaltdruck pro Bohrloch; die Anordnung mehrerer Spaltpunkte reduziert Einzelspitzen.
• Hydraulikversorgung: höhere Drücke und ausreichender Volumenstrom des Hydraulikaggregats sichern konstante Arbeitsgeschwindigkeit bei hoher Last.

Konsequenz: Dickere Bauteile werden oft in Sequenzen bearbeitet – Vortrennen, Aufweiten, Nachspalten – um Kraftspitzen zu glätten und Bauteilreaktionen kontrollierbar zu halten.

Arbeitsvorbereitung in Abhängigkeit von der Materialstärke

Eine tragfähige Methode ist die Segmentierung des Bauteils entsprechend der ermittelten Materialstärken. In der Entkernung und beim Schneiden bietet es sich an, dünnere Zonen mit zangenartigen Werkzeugen vorzulösen und massive Abschnitte anschließend zu spalten.

Empfohlene Reihenfolge

1. Erfassen der Dickenbereiche und Markieren der Trennlinien.
2. Vortrennen dünnerer Abschnitte mit Betonzangen oder Kombischeren.
3. Vorbohren in Bereichen größerer Dicke; Einsatz der Stein- und Betonspaltgeräte.
4. Nacharbeit an Kanten und Reststegen mit Multi Cutters oder geeigneten Zangen.

Sicherheit, Emissionen und Kontrolle

Je dicker das Bauteil, desto höher sind die gespeicherten Spannungen und potenziellen Bruchenergien. Maßnahmen zur Risikominderung umfassen Absperrbereiche, kontrolliertes Sequenzieren, Staubbindung und Überwachung der Bauteilbewegung. Bei Stahl- und Tankarbeiten beeinflusst die Materialstärke die Funkenbildung und Wärmeeinbringung; Tankschneider werden entsprechend der Wanddicke und des Mediums ausgewählt. Hinweise zu Schutzmaßnahmen sind grundsätzlich projektspezifisch zu bewerten und sollten sich an den anerkannten Regeln der Technik orientieren.

Typische Fehler im Umgang mit Materialstärke

• Verwechslung von Nenn- und Bestandsdicke: Überdeckungen, Beschichtungen und Ausfachungen werden nicht berücksichtigt.
• Unterschätzung der Bewehrung: dickere Querschnitte enthalten häufig größere oder doppelte Lagen, die die Zangenleistung beeinflussen.
• Zu große Spaltabstände: bei massiven Bauteilen führt dies zu unkontrollierten Rissbildern; engere Staffelung ist notwendig.
• Hydraulikaggregate unterdimensioniert: bei hohen Dicken brechen Zykluszeiten ein und die Prozessqualität leidet.

Richtwerte für die Werkzeugwahl nach Materialstärke

Die nachstehenden Angaben sind unverbindliche, praxisnahe Orientierung und ersetzen keine objektspezifische Bemessung:

• Beton bis ca. 150 mm: Trennen und Abbeißen mit Betonzangen; punktuelles Nachschneiden an Bewehrung.
• Beton ca. 150–400 mm: Kombination aus Vortrennen (Zange) und segmentweisem Spalten mit Stein- und Betonspaltgeräten.
• Beton über ca. 400 mm und massiver Naturstein: Bohr- und Spaltverfahren mit Steinspaltzylindern; enge Spaltstaffelung.
• Stahlbleche bis mittlere Dicken: Stahlscheren oder Kombischeren; bei großen Blechdicken abgestimmte Schneiden und höhere Hydraulikleistung.
• Tanks und Behälter: Auswahl des Tankschneiders anhand Wanddicke, Material und Sicherheitsanforderungen des Mediums.

Sondereinsatz und wechselnde Dicken

Bei Sondereinsätzen – etwa komplexen Verbundquerschnitten, nachträglich verstärkten Bauteilen oder lokalen Dickenanschwellen – empfiehlt sich ein adaptives Verfahren mit Multi Cutters und Kombischeren für die dünneren Lagen sowie spaltenden Geräten für die tragenden Kernzonen. Durch Umschalten zwischen schneidenden und spaltenden Prinzipien bleibt der Eingriff kontrolliert und an die reale Materialstärke angepasst.

Hydraulikaggregate passend zur Materialstärke

Die Dimensionierung des Hydraulikaggregats folgt dem Bedarf von Werkzeugkraft und Taktfrequenz. Größere Materialstärken erfordern in der Regel höhere Systemdrücke und ausreichenden Volumenstrom, damit Betonzangen ihr volles Potenzial entfalten und Spaltzylinder die notwendige Spreizkraft aufbauen können. Ein ausbalanciertes Verhältnis aus Druck, Durchfluss und Schlauchlängen reduziert Energieverluste und stabilisiert die Arbeitsgeschwindigkeit.

Dokumentation und Nachbereitung

Die abschließende Dokumentation der tatsächlich angetroffenen Materialstärken – inklusive Abweichungen zu Planangaben – liefert eine belastbare Grundlage für Folgeschritte im Rückbau, die Auswahl nachfolgender Werkzeuge der Darda GmbH und die Optimierung künftiger Projekte. Das systematische Festhalten von Dicken, Bewehrungsbildern und eingesetzten Parametern (Zangenkräfte, Spaltdrücke, Bohrabstände) erhöht die Reproduzierbarkeit und Planbarkeit ähnlicher Maßnahmen.