Faserbeton

Faserbeton ist Beton, dem zur Verbesserung seiner Eigenschaften spezielle Fasern zugegeben werden. Dies führt u. a. zur Verbesserung der Zugfestigkeit (Nachrisszugfestigkeit) und der Duktilität, und damit des Bruch- und Rissverhaltens.

Eigenschaften

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

Je nach Grundwerkstoff und Form der Faser und deren Dosierung können die Eigenschaften in gewissen Grenzen auch bewusst gesteuert werden.

Fasern

Es werden meist Fasern von drei unterschiedlichen Grundmaterialien verwendet. Diese haben sehr abweichende Eigenschaften bezüglich der Dichte, Verformung und Festigkeit. Diese Eigenschaften werden in der nachfolgenden Zusammenstellung mit einem üblichen Beton verglichen um die großen Unterschiede auch zu erkennen.

Bei der Verwendung von Kunststoffasern spricht dann von textilbewehrtem Beton ^[1] oder auch Textilbeton.^[2]

Nachfolgende Zusammenstellung zeigt diese Grundwerkstoffe , die Größen der üblichen Fasern und deren E-Module. Zusätzlich ist noch eine Variation der geometrischen Form üblich.

Dosierung

Die Menge an Fasern je m³ Beton nennt man Dosierung. Diese ist entscheidend für die Eigenschaften des Faserbetons. Bei den unterschiedlichen Fasermaterialien sind die in nebenstehender Abbildung angegebenen Dosierungen üblich.

Die Bemessung der Dosierung von Stahlfaserbeton wird nun 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

Die Verwendung von Faserbeton in tragenden Bauteilen ist in den verschiedenen Ländern unterschiedlich geregelt. Das jeweilige Baurecht ist zu beachten. In Deutschland und Österreich beispielsweise gibt es die Richtlinie Faserbeton. In Deutschland gibt es neben den Zulassungen verschiedener Stahlfaserhersteller für Bauteile wie Fundamentplatten im Wohnungsbau oder Kellerwände noch das DBV-Merkblatt Stahlfaserbeton vom Oktober 2001. 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. Neuerdings ist jedoch eine Bewegung in die Anwendung gekommen, da mit dem Buch von Wietek eine Bemessung von tragenden Bauteilen ermöglicht wird. Diesbezügliche Anwendungen sind mit Stahlfaserbeton recht erfolgreich durchgeführt worden. In nachfolgender Tabelle werden die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten für die einzelnen Fasergrundstoffe aus heutiger Sicht aufgezeigt.

Literatur

• Bernhard Wietek: Stahlfaserbeton : Grundlagen und Praxisanwendung. Vieweg + Teubner, Wiesbaden 2008, ISBN 978-3-8348-0592-8.
• Matthias Dupke: Textilbewehrter Beton als Korrosionsschutz. Diplomica Verlag, Hamburg 2010, ISBN 978-3-8366-9405-6.

Regelwerke

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

• Stahlfaserbeton
• Faserzement

Einzelnachweise

1. ↑ Sonderforschungsbereich 532 „Textilbewehrter Beton - Grundlagen für die Entwicklung einer neuartigen Technologie“ der RWTH-Aachen
2. ↑ Sonderforschungsbereich 528 „Textile Bewehrungen zur bautechnischen Verstärkung und Instandsetzung“ der TU Dresden sowie Deutsches Zentrum Textilbeton