Entwicklung einer neuen Methode zur Bestimmung der Rutschhemmung keramischer Bodenbeläge

Abstract

Zwischen 5% und 14% aller Arbeitsunfälle in Deutschland sind auf Ausgleiten (umgangssprachlich „Ausrutschen“) zurückzuführen (DGUV, 2017). Um dem entgegenzuwirken ist es wichtig, je nach Einsatzbereich eines Bodenbelages, Anforderungen an die rutschhemmenden Eigenschaften zu stellen. Besondere Bedeutung kommt hierbei der Klassifizierung der Bodenbeläge nach deren Rutschhemmung zu. Im Jahr 2016 wurde ein Preis der Wirtschaftskammer Österreich (Wirtschaftskammerpreis) an Herrn Univ.-Ass. Dipl.-Ing. Dr.techn. Michael Höflinger vergeben, um neue Methoden zur Bestimmung der Rutschhemmung von Bodenbelägen zu finden bzw. zu untersuchen. Federführend bei der Vergabe waren seitens der WKO Herr Mag. (FH) Harald Emberger und Herr Ing. Peter Kluhs. Des Weiteren waren Frau Dipl.-Ing. (FH) Anita Wolf und Herr Komm.-Rat Horst Baumgartlinger vom Österreichischen Fliesenverband maßgebend beteiligt. Aus dem daraus folgenden Forschungsprojekt entstand die vorliegende Diplomarbeit. Diese beschreibt die Entwicklung einer neuen, kostengünstigen, mobilen und rasch durchführbaren Methode zur Bestimmung der Rutschhemmung von keramischen Bodenbelägen. Die grundlegende Idee war, ein Medium zu beschleunigen, anschließend dessen Gleitdistanz bzw. Ausbreitung auf dem Bodenbelag zu vermessen und daraus eine Aussage über rutschhemmende Eigenschaften des betrachteten Bodenbelages abzuleiten. Im Zuge dieser Arbeit wurde ausgehend von der anfänglichen Idee ein Versuchsaufbau entwickelt. Das Herzstück dieses Aufbaus ist ein PVC-Rohr mit einem Innendurchmesser von 22 mm als Rutsche zur Beschleunigung des Mediums, welches im Winkel von 45 zur Horizontalen befestigt ist. Als Rutschmedium wird handelsüblicher Filtersand mit der Korngröße 0, 4 bis 0, 8 mm verwendet. Der Sand wird in der Rutsche beschleunigt und breitet sich anschließend auf dem zu testenden Bodenbelag aus. Vermessen wird die vom Sand bedeckte Fläche, der Öffnungswinkel (als Maß der Verteilung des Sandes in Querrichtung) des Sandmusters und dessen Schwerpunktabstand vom Rohrende. Mit diesem Versuchs-Setup wurde eine Versuchsserie mit 18 unterschiedlichen Fliesensorten der R-Klassen R9 bis R13 (mit bekannten -Werten, welche durch Messung mit dem Gleitreibungsmessgerät GMG 200 ermittelt wurden) durchgeführt. Im Zuge der Auswertung wurden die Versuchsergebnisse mit den vom Hersteller gegebenen -Werten, R-Klassen und auch ABC-Klassen verglichen. Das Ergebnis ist im Wesentlichen eine gute Korrelation des Schwerpunktabstandes des Sandmusters vom Rohrende mit den R-Klassen und ABC-Klassen. Die Gleitdistanz des Sandes nimmt mit zunehmender Rutschhemmung des Bodenbelages tendenziell ab.

Between 5% and 14% of all work accidents in Germany are slip and fall accidents (DGUV, 2017). In order to counteract this, floor coverings require certain anti-slip properties, and need to be classified according to their slip resistance In 2016, a research grant from the Austrian Federal Economic Chamber was awarded to Univ.-Ass. Dipl.-Ing. Dr.techn. Michael Höflinger with the purpose of finding and investigating new methods for determining the slip resistance of floor coverings. Responsible for the awarding were Mag. (FH) Harald Emberger, Ing. Peter Kluhs, Dipl.-Ing. (FH) Anita Wolf and Komm.-Rat Horst Baumgartlinger. From the ensuing research projekt, this diploma thesis was created. It describes the development of a new, cost-effective, mobile and fast method for determining the slip resistance of ceramic floor coverings. The basic concept was to accelerate a medium and to measure its sliding distance and spread on the floor covering. From this, one can issue a statement about the anti-slip properties of the considered floor covering. Based on the initial idea, an experimental setup was developed. The centerpiece of this construction is a PVC-pipe with a inner diameter of 22 mm which functions as a chute to accelerate the medium. The chute is mounted at an angle of 45 to the horizontal. Commercial filter sand with a grain size of 0.4 to 0.8 mm is used as sliding medium. The sand is accelerated through the chute and then spreads out on the tested floor covering. The area covered by the sand, the opening angle (as a measure of the distribution of the sand in the transverse direction) of the sand pattern and its centroid distance from the pipe end are measured. This test setup was used for a series of 18 different tile types with R-classifications from R9 to R13 (with known coefficient of sliding friction, determined by GMG 200). In the course of the analysis, the test results were compared with the known coefficients of sliding friction, R- and ABC-classes. The results show a good correlation of the centroid distance of the sand pattern from the pipe end with the R-classes and ABC-classes. The sliding distance of the sand tends to decrease with increasing slip resistance of the floor covering.