Faserbeton

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Faserbeton ist Beton, dem zur Verbesserung seiner Eigenschaften spezielle Fasern zugegeben werden. Dies führt u. a. zur Verbesserung der Zugfestigkeit (Nachrisszugfestigkeit) sowie der Duktilität und damit des Bruch- und Rissverhaltens. Die häufigsten Anwendungen sind Stahlfaserbeton und Glasfaserbeton (Beton mit eingebetteten Glasfasern).[1] Im Unterschied zum weit verbreiteten Stahlbeton oder auch dem neu entwickelten Textilbeton ist der Zuschnitt von Matten zur Bewehrung des Betons nicht erforderlich.

Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die im Beton eingebetteten Fasern geben dem Baustoff Faserbeton Eigenschaften, die sich vom Beton unterscheiden:

  • beim Abbinden des Faserbetons können Schrumpfrisse unterbunden werden
  • die Zugfestigkeit kann erhöht werden
  • mit der Erhöhung der Zugfestigkeit steigert sich auch die Druckfestigkeit
  • beim Bruch entsteht eine Nachrissfestigkeit
  • das Bauteil kann auf Biegung beansprucht werden

Abhängig von Grundwerkstoff, Form der Faser und deren Dosierung können die Baustoff- bzw. Bauteileigenschaften in gewissen Grenzen auch bewusst gesteuert werden.

Fasern[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Verwendet werden derzeit meist Fasern aus Stahl, Kunststoff oder Glas. Die entsprechenden Faserbeton-Arten haben sehr unterschiedliche Eigenschaften bezüglich der Dichte, Verformung und Festigkeit. Diese Eigenschaften werden in der nachfolgenden Zusammenstellung mit jenen eines unbewehrten Betons verglichen, um die großen Unterschiede zu verdeutlichen.

Grundmaterialien für Faserbeton

Zweite Zusammenstellung umfasst die Größen der üblichen Fasern und deren E-Module. Zusätzlich ist noch eine Variation der geometrischen Form üblich.

derzeit übliche Faserwerkstoffe

Dosierung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Menge an Fasern je Kubikmeter Beton nennt man Dosierung. Diese ist entscheidend für die Eigenschaften des Faserbetons. Bei den unterschiedlichen Fasermaterialien sind die in nebenstehender Abbildung angegebenen Dosierungen üblich.

übliche Dosierungen bei Faserbeton

Die Bemessung der Dosierung von Stahlfaserbeton wird beispielsweise im Buch "Stahlfaserbeton" von Bernhard Wietek im Verlag Vieweg-Teubner 2008 aufgezeigt, wobei hier sämtliche Beanspruchungen berechnet werden. Somit kann der Stahlfaserbeton auch bei konstruktiven Bauteilen wie Wänden, Säulen, Trägern und Decken angewendet werden. Besonders die Schubfestigkeit dieses Baustoffes ist überzeugend, da hier der Lastfall Durchstanzen kaum entscheidend ist.

Verwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Verwendung von Faserbeton in tragenden Bauteilen ist in den verschiedenen Ländern unterschiedlich geregelt; zu beachten ist jeweilige Baurecht. In Deutschland und Österreich beispielsweise gibt es die Richtlinie Faserbeton. Außerdem sind in Deutschland neben den Zulassungen verschiedener Stahlfaserhersteller für Bauteile wie Fundamentplatten im Wohnungsbau oder Kellerwände auch das das DBV-Merkblatt Stahlfaserbeton vom Oktober 2001 zu beachten. Dort ist die Verwendung des Baustoffs übergangsweise geregelt. Für Industrieböden aus Stahlfaserbeton liegen im Allgemeinen keine baurechtlichen Einschränkungen vor, so dass der Baustoff dort am häufigsten verwendet wird. Der Trend geht derzeit zu fugenarmen Systemen mit Feldgrößen bis zu 40 x 40 Metern. In der Schweiz wird Stahlfaserspritzbeton zur Vorsicherung im Tunnelbau oder zur Baugruben- und Hangabsicherung häufig eingesetzt. Festzustellen ist eine zunehmende Verwendung, da auf Basis der Berechnungen von Wietek eine Bemessung von tragenden Bauteilen ermöglicht wird. Insbesondere Bauteile aus Stahlfaserbeton konnten somit in den vergangenen Jahren mit überwiegend positiven Ergebnissen erstellt werden. In nachfolgender Tabelle werden die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten für die unterschiedlichen Fasergrundstoffe aus heutiger Sicht aufgezeigt.

mögliche Anwendungen der unterschiedlichen Fasern

Regelwerke[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Derzeit sind noch keine Normen für den Faserbeton vorhanden. Faserbeton wird unter anderem in folgenden Richtlinien geregelt:

  • Deutscher Ausschuss für Stahlbeton: Richtlinie "Stahlfaserbeton", 2010.
  • Merkblatt Stahlfaserbeton des DBV (Deutscher Betonverein)
  • Richtlinie Faserbeton des ÖVBB (Österreichische Vereinigung für Beton und Bautechnik).
  • Merkblatt Glasfasermodifizierter Beton (FMB) - Herstellung, Verarbeitung, Frischbetonprüfung (Fachvereinigung Faserbeton e.V.)

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Glasfaserbeton