Stahlfaserbeton

Faserbetone sind die Betone, die durch Zumischen von Fasern ihre Eigenschaften verändern können. Der Begriff „Faserbetone“ wird für alle Beimischungen von Fasern verwendet. Werden Stahlfasern zugemischt, wird der Beton meist als „Stahlfaserbeton“ bezeichnet.
Die Zugabe von Stahlfasern zum Frischbeton erhöht die Druck-, Biegezug-, Spaltzug- und Schlagfestigkeit sowie das Formänderungsvermögen und die Begrenzung der Rissbreiten des Festbetons.
Das Einbauen konventionelle Bewehrung als Stabstahl oder als Betonstahlmatten ist arbeits- und zeitaufwendig, bezüglich der erforderlichen Betondeckung auch fehleranfällig. Mit Stahlfasern besteht die Möglichkeit, die Zugfestigkeiten des Stahls im Verbundwerkstoff zu nutzen, die Arbeitsprozesse dabei aber stark zu straffen.
Stahlfasern bieten noch weitere Vorteile. Zum einen mindern sie negative Auswirkungen der niedrigen Duktilität, indem sie das Vergrößern von Mikrorissen und das Schwinden des Betons reduzieren. Weiterhin verbessern Stahlfasern das Nachbruchverhalten des Betons, in dem die Stahlfasern Kräfte von einem Rissufer zum anderen übertragen und so die Risse „vernähen“.
Die momentan gebräuchlichste Stahlfaser ist die kalt gezogene Stahldrahtfaser. Ihr Faserdurchmesser reicht von ca. 0,15 mm bis 1,2 mm, wobei die Faserlängen zwischen ca. 12 mm bis 70 mm liegen. Stahldrahtfasern weisen meist Zugfestigkeiten in einem Spektrum von 1.100 N/mm² bis 2.600 N/mm² auf. Stahldrahtfasern werden meist mit verschiedenen Walztechnologien und Walzenformen gefomt, um den Verbund zwischen Faser und Beton zu verbessern. Die Stahldrahtfasern werden u.a. in folgenden Formen und Bearbeitungen hergestellt:

• gerade Stahldrahtfaser mit glatter Oberfläche
• gerade Stahldrahtfaser mit geriffelter Oberfläche
• gewellte Stahldrahtfaser
• Stahldrahtfaser mit Endverankerungen
• Stahldrahtfaser mit Endverankerungen und geometrischen Querschnittsänderungen
• Stahldrahtfasern aus Segmentdrähten
• verzinkte Stahldrahtfaser

Die im Juni 2021 erschienene neue Fassung der DAfStb-Richtlinie "Stahlfaserbeton - Ergänzungen und Änderungen zu DIN EN 1992-1-1 in Verbindung mit DIN EN 1992-1-1/NA, DIN EN 206-1 in Verbindung mit DIN 1045-2 und DIN EN 13670 in Verbindung mit DIN 1045-3" mit Ihren drei Teilen:

• Teil 1: Bemessung und Konstruktion
• Teil 2: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität
• Teil 3: Hinweise für die Ausführung

legt einen allgemeinen Standard für Bemessung, Herstellung, Verarbeitung und Prüfung von Stahlfaserbeton fest und definiert Leistungsklassen. Damit schafft es die Grundlage, Stahlfaserbeton als einen statisch bewehrten Baustoff einzusetzen. Ergänzend hierzu ist das DBV-Merkblatt „Industrieböden aus Stahlfaserbeton“, Fassung Juli 2013, zu empfehlen.

Literatur

• Helm, Monika: Stahlfaserbetone in der Praxis: Herstellung, Verarbeitung, Überwachung. Verlag Bau+Technik, Düsseldorf 2013
• Schorn, Harald: Faserbetone für Tragwerke. Verlag Bau+Technik, Düsseldorf 2010