| Stahlfaserbeton ist ein Beton nach DIN 1045, dem zum Erreichen bestimmter Eigenschaften Stahlfasern (als Zusatzstoff) zugegeben werden. Regelwerk In DIN EN 206-1/DIN 1045-2 ist die Verwendung von Stahlfasern nach DIN EN 14889-1 geregelt. Bei Ausnutzung der Tragwirkung der Stahlfasern in tragenden und aussteifenden Betonbauteilen sind zusätzlich die Regelungen der 2010 erschienenen DAfStb-Richtlinie "Stahlfaserbeton" zu beachten. Die Richtlinie ergänzt die Eigenschaften und Anwendungen von Stahlfaserbeton, die nicht in DIN 1045, Teile 1 bis 3 bzw. in den DAfStb-Richtlinien "Betonbau beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen" und "Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton" behandelt sind, in denen der Einsatz von Stahlfaserbeton bereits vorgesehen ist. Anwendungsbereich der DAfStb-Richlinie "Stahlfaserbeton"
Leistungsklassen Der für die Bemessung maßgebende Parameter des Stahlfaserbetons ist die zentrische Nachrissbiegezugfestigkeit. L1 gibt Auskunft über den Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit und L2 über den Grenzzustand der Tragfähigkeit. Die Nachrissbiegezugfestigkeiten werden aus der Last-Durchbiegungskurve bei den Durchbiegungsstellen 0,5 mm und 3,5 mm gewonnen. Die Leistungsklasse wird vom Planer festgelegt. Verformungswerte und Leistungsklassen von Stahlfaserbeton
In der folgenden Tabelle sind die zentrischen Nachrissbiegezugfestigkeiten für die verschiedenen Leistungsklassen angegeben. Leistungsklassen L1 und L2 für Stahlfaserbeton mit den Grundwerten der zentrischen Nachrisszugfestigkeiten nach DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton
Grundwerte der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
Kennzeichnung von Stahlfaserbeton Beispiel für die Bezeichnung von Stahlfaserbeton: C30/37 L1,2/0,9 XC1
Stahlfaserarten Für Beton nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2 dürfen folgende Stahlfasern nach DIN EN 14889-1 verwendet werden (siehe auch Fasern):
Eingesetzt werden Stahlfasertypen mit verschiedenen Formen und aus unterschiedlichen Stahlsorten, z. B.:
Generell besitzen Stahldrahtfasern eine hohe, Blechfasern eine niedrige Festigkeit. Die Duktilität ist bei beiden ausgesprochen hoch. Spanfasern besitzen ein eher sprödes Bruchverhalten. Die Leistungsfähigkeit der Fasern im Beton ist abhängig vom:
Je höher l/d, desto höher die Wirksamkeit. Die eingesetzten Stahlfasern sollten nicht kürzer sein als das 1,5fache des Größtkorns. Standardfaserlängen sind 25 mm bis 60 mm. Zusammensetzung Der Gehalt an Stahlfasern liegt in Abhängigkeit von der Anwendung bei ca. 20 bis 40 kg/m³. Bei hochbelasteten Bauteilen sind auch höhere Gehalte möglich. Die Zugabe von Stahlfasern zum Beton führt in der Regel zu einer steiferen Konsistenz gegenüber der Ausgangsmischung. Diese wird durch Zugabe von verflüssigenden Zusatzmitteln ausgeglichen. Das Ausbreitmaß der Ausgangsmischung ohne Fasern sollte ca. 420 ± 20 mm betragen. Für die Aussteuerung der Frisch- und Festbetoneigenschaften dürfen die Gehalte an Zement und Zusatzstoff (außer Fasern) um jeweils ± 15 kg/m3 variiert werden. Für einen ausreichenden Zusammenhalt und eine gute Verarbeitbarkeit sind zu berücksichtigen:
Für die Stoffraumrechnung des Betons wird die Dichte der Stahlfasern mit 7,85 kg/dm3 angesetzt. Herstellung, Erstprüfung und Überwachungsklassen Stahlfasern müssen im Herstellwerk zugegeben werden. Die Dosiermengen und –reihenfolge der Ausgangsstoffe sind in einer Mischanweisung für die jeweilige Anlage vorzuschreiben. Die Einbaukonsistenz wird mit Fließmittel auf der Baustelle eingestellt. Stahlfaserbeton kann als Pumpbeton hergestellt werden. Für die Festlegung der Leistungsklasse ist die Erstprüfung an mindestens sechs Prüfkörpern mit dem weggesteuerten 4-Punkt-Biegeversuch für die Verformungen 1 und 2 durchzuführen. Die Erstprüfung ist jährlich als Bestätigungsprüfung sowie bei wesentlichen Änderungen der Ausgangsstoffe oder den Anforderungen zu wiederholen. Überwachung von Stahlfaserbeton:
Die Bestimmung des Stahlfasergehaltes bei der Abnahmeprüfung kann durch Auswaschen des Frischbetons oder induktiv erfolgen. Eigenschaften Die Zugabe von Stahlfasern zu Beton führt zu folgenden Materialeigenschaften:
Stahlfaserbeton ist in den Expositionsklassen XC1 und XC2 in die Mindestdruckfestigkeitsklasse C20/25 einzustufen. Für alle anderen Expositionsklassen gelten die Anforderungen nach DIN 1045-1, Tabelle 3. Stahlfaserbeton darf nicht der Expositionsklasse X0 zugeordnet werden, weil er Metall enthält. Anwendungen Stahlfasern können in Abhängigkeit von den statischen Anforderungen an das Bauteil ohne zusätzliche Bewehrung, in Kombination mit einer schlaffen Stabstahlbewehrung und/oder im Spannbeton eingesetzt werden. In folgenden Bereichen wird Stahlfaserbeton derzeit eingesetzt:
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