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Stahlfaserbeton

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Stahlfaserbeton / steel fibre concrete

Stahlfaserbeton kommt in Deutschland ungefähr seit Mitte der 70er-Jahre zum Einsatz. Beim Stahlfaserbeton übernehmen spezielle Stahlfasern die Aufgabe der Bewehrung. Die Zugabe von Stahlfasern beeinflusst vor allem die Biegezug- und Schubfestigkeit, sowie das Riss- und Verformungsverhalten des Betons positiv. Industriefußböden sind derzeit das Hauptanwendungsgebiet von Stahlfaserbeton. Weitere Anwendungen findet der Stahlfaserbeton bei Betonstraßen, im Tunnelbau und auch im Wohnungsbau, wo er zunehmend bei Bodenplatten, Fundamenten und Kellerwänden eingesetzt wird.

„Die Bewehrung kommt mit dem Fahrmischer“
von Dr.-Ing. Monika Helm

Die Grundbestandteile des Betons „Gesteinskörnungen – Zement – Wasser“ werden heutzutage durch Zusatzmittel und Zusatzstoffe ergänzt. Aus dem unbewehrten Beton wird bewehrter Beton, indem Eisen eingelegt wird. Bei einer Reihe von Anwendungen kommen auch Stahlfasern zum Einsatz, dabei kann die „Stahleinlage“ direkt in den Mischer gegeben werden. Stahlfasern gelten gemäß DIN 1045 als Betonzusatzstoffe.

In den letzten Jahren hat die Faser verstärkt Einzug in den Betonbau und damit auch in die Betontechnologie gehalten. Bekannt sind die wesentlichen Einsatzmöglichkeiten, wie z. B. der Industrie-, Tunnel- und der Wohnungsbau. An erster Stelle stehen nach wie vor die Industriefußböden, die über 50% des Einsatzes von Stahlfaserbeton ausmachen.

Die neuen Normenwerke für Beton die DIN 1045ff und die DIN EN 206-1 und die entsprechenden Richtlinien des Betonbaus beziehen sich auf die Entwicklung der letzten Jahrzehnte in der Betontechnik. So war die Zugabe von Zusatzstoffen in den sechziger Jahren noch unvorstellbar, doch durch die intensive Forschungstätigkeit wurde z. B. die Möglichkeit geschaffen, dem Beton Flugasche zuzugeben. Zunächst waren dazu allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen sowohl für die Flugasche als auch für die Betonzusammensetzung erforderlich. Heute gehört das zum Alltag der Betonherstellung. Eine ähnliche Entwicklung vollzog sich auch auf dem Gebiet der Zusatzmittel. Gerade mit der neuen Generation der Zusatzmittel sind neue Betone möglich, die auch die Arbeit auf der Baustelle vereinfachen z.B. durch die Möglichkeit des Einsatzes von F5/F6 – Betonen. Eine ähnliche Entwicklung vollzog sich bei den Stahlfasern: aus den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen ist die Stoffnorm für Fasern, die DIN EN 14889ff entstanden.

Die Betone der Konsistenz F5 und F6 erleben eine breite Anwendung, die u. a. durch die Eigenschaft begründet ist, dass diese Betone leicht verarbeitbar sind und die einzubringende Verdichtungsenergie sehr gering ist. Diese F5/F6 – Betone werden auch als Stahlfaserbetone angeboten. Es zeigt sich, dass diese Betone an der Oberfläche kaum Stahlfasern aufweisen, was ansonsten als Nachteil bei bestimmten Anwendungen gesehen wird.

Die Thematik „Stahlfaserbeton“ wird derzeit ausführlich im DBV – Merkblatt „Stahlfaserbeton“ beschrieben. Der Einsatz ist aktuell beschränkt auf den nicht tragenden Bereich. Der Einsatz von Stahlfaserbeton im statisch relevanten Bereich ist nur gestattet über Einzelzulassung bzw. über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt). Derzeit gibt es einige Zulassung auf dem Markt, die bestimmte Bauteile wie Bodenplatten und Wände zum Gegenstand haben. Damit ist eine breitere Anwendung gegeben. Die DAfStB – Richtlinie „Stahlfaserbeton“ liegt als Schlussversion vor und wird in den nächsten Monaten auch der Öffentlichkeit zugänglich sein, so dass ein Einsatz im tragenden Bereich auch ohne Zulassung möglich ist. Als neue Festlegung für Stahlfaserbeton werden Faserklassen nach dem DBV – Merkblatt bzw. Leistungsklassen mit Einführung der DAfStB – Richtlinie definiert.

Aktuell unterscheidet man „Beton mit Stahlfasern“ und „Stahlfaserbeton“. Beim Beton mit Stahlfasern wird ein Beton mit einer vorgegebenen Menge von Fasern geliefert, wobei die Eigenschaft der „Stahleinlage“ nicht bekannt ist. Dies ist mit der A2 – Änderung der DIN EN 206-1/DIN 1045-2 möglich. Der Hersteller weist dabei auf dem Lieferschein die Menge und die Art der Faser aus. Beim Stahlfaserbeton hingegen, greifen die Faserbetonklassen bzw. Leistungsklassen. Stahlfaserbetone finden häufig Anwendung bei wasserundurchlässigen Bauwerken nach der WU – Richtlinie des DAfStB. Bauteile wie Auffangwannen, Dichtflächen von Tankstellen oder Gefahrgutlager unterliegen den Anforderungen des § 19 des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) und können unter bestimmten Voraussetzungen auch in Stahlfaserbeton ausgeführt werden.

Neben den zahlreichen Anwendungen des Stahlfaserbetons im Industrie- und Wohnungsbau sind noch eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten gegeben, denn die Vorteile bei der Verarbeitung des Stahlfaserbetons sprechen für sich. Die Stahlbewehrung wird dabei durch Stahlfasern im Beton ersetzt, die Bewehrung kommt mit dem Fahrmischer auf die Baustelle, vorausgesetzt, dass die entsprechenden statischen Nachweise für den Einsatz von Stahlfasern vorliegen. Bei dem Einsatz von Stahlfaserbeton sollte ein Teamwork aller Beteiligten angestrebt werden. Gänzlich wird der Stahlfaserbeton den bewehrten Beton jedoch nicht verdrängen, da viele Anwendungen als Kombination beider Arten ausgeführt werden.

Zur Autorin:
Frau Dr. Helm berät und betreut Planungs- und Ingenieurbüros, Baufirmen und Betonwerke zu Spezialfragen des Baustoffes Beton. Weitere Informationen zu dem beratenden Ingenieurbüro: ibh Ingenieurbüro Helm, Berlin

Thema des Monats, Mai 2009 auf:

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Written by bauinformant

20. Mai 2009 um 14:25

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