VSG – Dauerhaftigkeit der Verbundwirkung

Durch chemische und physikalische Änderungen unterliegen alle Materialen einer irreversiblen Alterung. Dieser zeitabhängige Einfluss auf das Material kann sich entweder auf die Oberfläche beschränken und/oder das gesamte Bauteil betreffen. Bei organischen Stoffen wie z.B. Kunststoffen verschlechtern Alterungseinflüsse die Produkteigenschaften wie Farbe, Transparenz, Steifigkeit, Zugfestigkeit und Bruchdehnung. Ohne Schutzmaßnahmen können diese Prozesse bereits nach wenigen Monaten oder Jahren einsetzen und das Bauteil unbrauchbar machen.

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Zum Schutz gegen Alterung durch thermische oder solare Oxidation werden den meisten industriellen Kunststoffen in geringen Mengen Stabilisatoren hinzugefügt (ca. 0,02 bis 1,5%). Die beiden wichtigsten Gruppen dieser Additive sind Antioxidantien zur Bindung und Deaktivierung der bei der Oxidation entstehenden Radikalen sowie UV-Stabilisatoren zur Absorption der Strahlung, Bindung von Radikalen sowie Deaktivierung energetisch angeregter Molekülgruppen.

Insbesondere die Einflüsse der für Verbundsicherheitsglas eingesetzten PVB-Folien sind im Bezug auf die Dauerhaftigkeit der Verbundwirkung relevant. Zu den hauptsächlich schädigenden Einflüssen zählen UV-Strahlung und Feuchtigkeit.

Einfluss von UV-Strahlung
Monolithisches Floatglas besitzt eine Lichtdurchlässigkeit (Spektralbereich) von 80-90%. Für den kurzwelligen Lichtbereich der UV-Strahlung (280 nm bis 380 nm) liegen die Transmissionswerte bei bis zu 50%. Polymere Zwischenschichten in VSG besitzen die Eigenschaft, den UV-Anteil beinahe vollständig zu absorbieren. Dadurch unterliegt das Material einer starken UV-Strahlung. Damit eine hierdurch begünstigte Versprödung der Folie verhindert wird, werden UV-Absorber eingesetzt. Versuche an künstlich gealterten Proben durch eine 2.000-stündige intensive UV-Belastung haben gezeigt, dass die gealterten PVB-Folien im Vergleich zu ungealterten Proben eine etwas höhere Steifigkeit besitzen. Das Materialverhalten der gealterten und ungealterten Proben bleibt aber vergleichbar. Hingegen zeigen SGP-Folien nach Alterung ein grundsätzlich unterschiedliches Materialverhalten. Hier konnte beobachtet werden, dass gealterte SGP-Proben eine deutlich höhere Anfangsfestigkeit besitzen, gleichzeitig aber auch eine geringere Bruchdehnung aufweisen.

Einfluss von Feuchtigkeit
Feuchtigkeit kann aufgrund der hygroskopischen (wasseranziehenden) Eigenschaften der im Bauwesen eingesetzten Folien für Zwischenschichten einen entscheidenden Einfluss auf das Tragverhalten von VSG haben. Über die offene Kante einer Verbundsicherheitsglasscheibe (z.B. durch freie Bewitterung der Kante) oder durch falsche Umgebungsbedingungen während des Laminierprozesses kann Feuchtigkeit in den Folienzwischenraum gelangen. Weicht der Feuchtgehalt vom optimalen Feuchtegehalt der Folie ab, kann dies eine sehr starke negative Veränderung des Materialverhaltens und der Belastbarkeit der Folie bewirken. Zu beachten ist, dass Feuchtigkeit zwar in den Randbereich des VSG um einige Zentimeter eindiffundieren kann und der Feuchtgehalt sich den Umgebungsbedingungen anpasst, allerdings während des Herstellprozesses im Innenbereich der Scheibe eingeschlossene Feuchte relativ konstant bleibt. Dies bedeutet i.d.R., dass ein Adhäsionsverlust zwischen den Oberflächen stattfindet. Durch Feuchte bedingte Schadensbilder sind häufig durch Blasenbildung, Farbveränderungen (Eintrübung) und großflächige Delamination (Ablösungen) gekennzeichnet.

Neben den o.g. atmosphärischen Bedingungen können auch produktions- und einbaubedingte Ursachen zu einer negativen Dauerhaftigkeit und somit reduzierten Verbundwirkung beitragen. Die Gründe hierfür sind vielfältig und offenbaren sich unter Umständen erst zeitlich versetzt.

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