Veränderung der Eigenschaften durch Fasern
Herkömmlicher Beton kann auf vielfältige Weise in seinen Eigenschaften verbessert werden, wenn Fasern zugegeben werden. Entscheidend für die Eigenschaften des Faserbetons sind dabei:
- die Art der Fasern
- die Form der einzelnen Faser
- die Dosierung der Fasermenge im Beton
Veränderung von Zug- und Druckfestigkeit
Durch die Beimengung von Fasern in ausreichender Menge kann die Zugfestigkeit des Betons positiv beeinflusst werden. Die höhere Zugfestigkeit führt in der Regel dann auch wiederum zu einer höheren Druckfestigkeit. Das ist durch physikalische Gesetze bestimmt.
Auch die sogenannte Nachrisszugfestigkeit ist bei Faserbeton vergleichsweise hoch. Abhänigig ist der Grad der Verbesserung aber immer vom verwendeten Fasermaterial und der Dosierung.
Höherer Widerstand gegen Biegebeanspruchungen
Faserbeton ist widerstandsfähiger gegen Biegebeanspruchungen als gewöhnlicher Beton. Die Sprödigkeit von Beton nimmt durch die Beimengung von Fasern in einem bestimmten Grad ab, der Beton wird dadurch verformbarer. So kann er auch Biegebelastungen oder kombinierten Druck- und Biegelasten besser widerstehen.
Bei einer Stahlbetonwand wird ein ähnlicher Effekt durch spezielle Bewehrungen erzeugt.
Rissfestigkeit von Faserbeton
Beton schwindet beim Abbinden, das heißt sein Volumen verringert sich und die Betonkonstruktion schrumpft in geringem Maße. Dadurch können Risse im Beton entstehen, vor allem dann, wenn der Beton mit bereits ausgehärteten Bauteilen verbunden wird.
Faserbeton ist rissfester als herkömmlicher Beton, die Ausbildung von Schrumpfungsrissen kann durch die Beimengung von Fasern vermieden werden.
Verwendete Fasern
Im Normalfall werden dem Beton nur folgende Fasern zugegeben:
- Stahlfasern
- Kunststofffasern (PP) und
- Glasfasern
Sie beeinflussen die Eigenschaften des Faserbetons jeweils in unterschiedlicher Weise. Daraus ergeben sich auch Einschränkungen bei der Verwendung. Kunststofffasern dürfen nicht für Säulen, Tragwerke oder Decken eingesetzt werden. Glasfasern dürfen dagegen nicht für Tragwerke, Decken oder Spritzbeton verwendet werden, eine Verwendung für Säulen und Stützen ist zumindest möglich.
Stahlfasern, die in der Regel mit einer Dosierung von 30 kg/m³ zugesetzt werden, erlauben dagegen auch die Verwendung beim Errichten von Säulen, Tragwerken und Decken und können auch bei Spritzbeton eingesetzt werden. Kunststoff- und Glasfasern kommen dagegen meist nur in Dosierungen von rund 1 – 5 kg/m³ vor.
Stahlfaserbeton
Stahlfaserbeton wird erst seit den neunziger Jahren im Bauwesen angewendet. Erst seit 2008 gibt es einen rechnerischen Ansatz zur Berechnung der Belastbarkeit von Stahlfaserbeton, der ermöglicht, Bauteile aus Stahlfaserbeton entsprechend zu bemessen.
Bislang ist aber für eine Verwendung im Hoch- und Tiefbau in Deutschland noch eine eigene Zulassung durch die Oberste Bauaufsichtsbehörde des Bundeslandes im jeweiligen Einzelfall nötig. Entsprechende Normen, die eine reguläre Verwendung möglich machen würden, gibt es noch nicht.
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