Zusammensetzung von Stahlfaserbeton
Stahlfaserbeton ist Beton, der mit Stahlfasern angereichert ist. Die Menge an Stahlfasern, die je Kubikmeter Beton eingebracht wird, bezeichnen Fachleute als Dosierung. Bei den verwendeten Stahlfasern gibt es unterschiedliche Fasern, die verwendet werden:
- Stahldrahtfasern gewellt, profiliert oder glatt, jeweils mit Endhaken (Anker)
- profilierte oder geprägte Spanfasern
- profilierte oder geprägte Blechfasern
- gefräste Stahlfasern, sichelförmiger Querschnitt
Dosierung
Bei diesen Stahlfasern liegt die übliche Dosierung bei Ortbeton bei 20 bis maximal 60 kg/m³, bei Spritzbeton reicht die Dosierung von 30 bis 80 kg/m³. Jedoch ist gerade bei Spritzbeton ein hoher Maschinenverschleiß zu erwarten, außerdem besteht die Gefahr der Igelbildung durch die Stahlfasern. Grundsätzlich ist die Korrosion von Beton mit Stahlfasern gegenüber anderen Eigenschaften untergeordnet, aber keinesfalls zu vernachlässigen.
Risse in Beton mit Stahlfasern
Insbesondere die Rissbildung schon während des Verarbeitens (Mikrospannungsrisse) bis hin zur Nachrissausbildung werden maßgeblich durch die Stahlfasern beeinflusst. Die bei der Aushärtung von Beton üblichen Mikrorisse (zwischen Zuschlag und Zementleim bzw. Zementstein) werden besser stabilisiert. Ebenso ist die Ausbildung von Schwindrissen deutlich geringer.
Doch mit zunehmender Stahlfaserdosierung verändern sich die Druckbelastungseigenschaften. Diese sind hoch, es ist jedoch auch eine deutliche Steigerung der Biegsamkeit bzw. der plastischen Verformbarkeit (Duktilität) eines Betonteils zu beobachten. Damit einher geht jedoch auch eine deutliche Zunahme der Nachrissbildung.
Positive Eigenschaften von Stahlfaserbeton
Insgesamt sind durch den Einsatz von Stahlfasern die folgenden Eigenschaften verändert:
- höhrer Druckfestigkeit
- höhere Abriebfestigkeit
- höhere plastische Verformung (Duktilität)
- eine höhere Zugfestigkeit
- durch das duktile Verhalten verändern sich auch die bei der Nachrissbildung ansonsten eher schlechten Betoneigenschaften positiv
- verbesserte Wärmeleiteigenschaften
Verwendung von diesem Beton
Grundsätzlich gilt, dass Stahlfaserbeton insbesondere bei spannungstragenden Bauteilen überall dort nicht verwendet werden sollte, wo Risse störend sind. Andererseits wird der Beton aber deutlich elastischer, ohne an Druckfestigkeit einzubüßen, gewinnt aber gleichzeitig an Zugspannungsfestigkeit hinzu.
Beim Hausbau (Hochbau) zu beachten
Noch sind Stahlfaserbetone in Deutschland nicht von den Normen erfasst. Insbesondere beim Hausbau findet daher die DIN 1045 uneingeschränkt Anwendung. Beim Einsatz als Fundament oder Bodenplatte im Hausbau ist Stahlfaserbeton umstritten. Dazu kommt durch fehlende DIN-Normen eine schlechte Rechtssicherheit. Sollten Stahlfasern eingesetzt werden, um Streifenfundamente oder tragende Bodenplatten herzustellen, sollte dieser Beton keinesfalls unbewehrt belieben.
Kombination Stahlfasern und Stahlbewehrung
Eine Kombination aus Stahlfasern und Baustahlmatten bzw. Moniereisen ist dringen angeraten. Zudem muss eine entsprechende Baugenehmigung für Beton mit Stahlfasern vorliegen. Dabei wird in der Regel aber durch die Einzelprüfung eine Ausnahmegenehmigung erteilt. Dem gegenüber stehen wenige Firmen, die Verfahren mit Stahlbeton anwenden, die allgemein baugenehmigungsfähig sind.
Hier kommen die positiven Eigenschaften von Stahlfaserbeton zum Einsatz
Einigkeit bezüglich der Verwendung von Stahlfaserbeton besteht unterdessen bei den nachfolgenden Bauteilen:
- Estrich- oder Betonböden
- Industrieböden
- speziell für beheizte Böden (verbesserte Wärmeleitfähigkeit gegenüber herkömmlichem Beton)
- Betonstraßen
- spezielle Fertigbetonteile
- Garagenwände und Fundament
- Spritzbeton
Insbesondere als Spritzbeton sind die positiven Eigenschaften hervorzuheben. Hauswände, aber auch Felswände lassen sich so ohne einen allzu großen Aufwand mit hervorragenden Werten sichern.
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