Thema des Monats

September 2009 – Leichtbeton

Das Bauen mit Mauersteinen und Elementen aus Leichtbeton erfreut sich großer Beliebtheit. Nicht ohne Grund: Baustoffe aus Leichtbeton sind sehr gut wärmedämmend und hervorragend schalldämmend. Sie brennen nicht, sind statisch voll belastbar und überall einsetzbar. Die Verarbeitung ist aufgrund des geringen Gewichts wirtschaftlich und schnell.

Fachtext von:
Thorben Biela
Technischer Vertriebsleiter Berwilit

Leichtbeton
Die Geschichte des Leichtbetons lässt sich 2000 Jahre zurück verfolgen.
Schon die Kuppel des Pantheons aus dem alten Rom wurde in Opus Caementitium ausgeführt. Dabei verwendeten die römischen Baumeister Beton mit Rohdichten von 1350 kg/m³ bis 1750 kg/m³.

Leichtbeton ist definiert als Beton mit einer Trockenrohdichte von < 2000 kg/m³ [DIN EN 1520]. Um Leichtbeton herzustellen werden Leichtzuschläge [nach DIN EN 13055-1] verwendet. Durch die Lufteinschlüsse der porigen Gesteinskörnungen stellt sich ein zweiter Nebeneffekt beim Leichtbeton ein: Lufteinschlüsse im Blähschieferkorn bewirken eine reduzierte Wärmeleitfähigkeit gegenüber dem Normalbeton.

In der folgenden Tabelle sind die gängigsten Leichtzuschläge und ihre wichtigsten Eigenschaften aufgeführt:

Tabelle 1:

Der Leichtbeton wird unterschieden in:

• gefügedichten, konstruktiven Leichtbeton und dem
• haufwerksporigen Leichtbeton

Abb 1: gefügedichter, konstruktiver Leichtbeton

Abb. 2: haufwerksporiger Leichtbeton

Gefügedichter Leichtbeton

Der gefügedichte Leichtbeton wird hauptsächlich als konstruktiver Leichtbeton im Hochbau verwendet. Der Leichtbeton wird vor allem in Rohdichteklassen und Druckfestigkeitsklassen unterschieden.

Tabelle 2: Rohdichteklassen:

Tabelle 3: Die Druckfestigkeiten werden wie folgt unterschieden [DIN EN 1045-1]:

1) f ck,cyl: charakteristische Festigkeit von Zylindern, Durchmesser 150 mm, Länge 300mm, Alter 28 Tage
2) f ck,cube: charakteristische Festigkeit von Würfeln, Kantenlänge 150 mm, Alter 28 Tage
3) Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder Zustimmung im Einzelfall erforderlich.

Der Wärmeleitfähigkeitswert ?R [DIN V 4108-4] des Leichtbetons ist eine weitere wichtige Kenngröße im Hochbau:

Die Wärmeleitfähigkeit gibt an, welche Wärmemenge in 1 Sekunde zwischen zwei planparallelen Flächen von 1 m² im Abstand von 1 m bei einer Temperaturdifferenz von 1 ° K fließt. Dabei ist ?R abhängig von der Rohdichte wie anhand Tabelle 4 dargestellt ist:

Tabelle 4:

Bei der Gestaltung des Leichtbetons sind diese Zielgrößen wichtig, obwohl nicht immer alle gefordert werden. Beispielsweise ist eine verbesserte Wärmedämmung oftmals hilfreich, aber nicht immer der Hauptgrund bei der Verwendung von Leichtbeton.

Praxisbeispiel Kranhaus 3, Köln Rheinauhafen
Ein gutes Beispiel liefert das Kranhaus 3 (s. Abb.) derzeit in Köln. Hier war allein der Gewichtsvorteil von über 800 kg/m³ entscheidend. Zum Zeitpunkt der Erstellung der Fundamente und Tiefgründung in Form von Bohrpfählen legte man ein ideelles Gewicht für alle drei im Rheinauhafen hergestellten Kranhäuser mit 15 Etagen zugrunde. Dadurch, dass jedoch das dritte Kranhaus (PANDION VISTA) ein Wohngebäude werden sollte, entschloss man sich zwei zusätzliche Etagen in das Objekt zu integrieren.

Dies hatte zur Folge, dass das Gesamtgewicht des Objektes mit Normalbeton zu hoch ausgefallen wäre. Entsprechende konstruktive Maßnahmen zur Gewichtsreduzierung mussten hier zum Einsatz kommen. Man entschloss sich für den Einsatz von Leichtbeton.
Alternativ wurde die Erstellung von den Deckenflächen als zweiachsige Hohlkörperflach-decken diskutiert, jedoch aus baupraktischen und statischen Gründen wieder verworfen.

Aus diesem Grund wird ein Leichtbeton eingesetzt der eine Trockenrohdichte von 1600 kg/m³ hat. Insgesamt werden in der Rohbau-Bauzeit von etwa 14 Monaten ca. 15.000 m³ Frischbeton und 800 m³ Festbeton (in Form von Betonfertigteilen) verarbeitet. Davon entfallen ca. 3500 m³ Leichtbeton als Ortbeton an und 550 m³ in Form von leichten Fertigteilbalkonplatten.

Der Leichtbeton wird von der Transportbeton Libur GmbH & Co. KG geliefert. Ein langjähriger Partner der BERWILIT – Blähschiefer GmbH und Transportbetonhersteller mit jahrzehntelanger Erfahrung mit Leichtbeton im Kölner Raum.




Kranhaus 3, Köln Rheinauhafen

Baustellenbilder:


Besonderheiten bei Erstellung von Leichtbeton-Rezepturen

Bei der Erstellung der Rezeptur eines Leichtbetons sollte im Hinblick auf die Wasseraufnahme der Gesteinskörnungen die Angaben des Leichtzuschlagsherstellers beachtet werden. Trockene und leichte Gesteinskörnungen nehmen Wasser auf. Dies sollte bei der w/z-Berechnung berücksichtigt werden. Es wird empfohlen, dass die Wassermenge die innerhalb einer Stunde von den Zuschlägen aufgesaugt wird, dem Beton zusätzlich hinzugegeben werden darf.
Die Rohdichten der feuchten Zuschläge sind zu messen und in der Rezeptur zu hinterlegen.

Das Pumpen von Leichtbeton

Leichtbeton ist grundsätzlich pumpfähig. Hier einige Tipps die sich in der Praxis bewährt haben:

• Gesteinskörnungen sollten vorher wassergesättigt sein
• hoher Feinanteil im Beton (durch Sand, Flugasche oder Zement)
• den Beton möglichst fließfähig einstellen
• evt. sind stabilisierende Maßnahmen erforderlich
• Die Pumpeigenschaft ist auch von der Rohdichte des Betons abhängig. Je schwerer der Beton, desto leichter kann der Beton gepumpt werden.

Haufwerksporiger Leichtbeton

Nach der DIN EN 1520 ist ein Leichtbeton mit haufwerksporigem Gefüge ein Beton der eine Trockenrohdichte von < 2000 kg/m³ besitzt. Zudem hat der Leichtbeton mindestens 3 Vol.-% Porenraum zwischen den Zuschlagskörnern. Der haufwerksporige Leichtbeton wird meistens als Einkornbeton eingesetzt. Durch die Lufteinschlüsse zwischen den Körnern wird hier die Wärmedämmfähigkeit weiter verbessert. Der hauwerksporige Leichtbeton kommt hauptsächlich im Mauerwerksbau sowie in diversen Fertigteilen zum Einsatz.

Durch eine intelligente Loch- bzw. Kammeranordnung ist es möglich Leichtmauersteine mit einer Rohdichte von unter 350 kg/m³ herzustellen. Zusammen mit Leichtmörteln werden heutzutage Wärmeleitfähigkeitswerte von Holz erreicht. Die Festigkeitswerte liegen im Bereich von 2-20 N/mm² und sind vor allem von der verwendeten Gesteinskörnung sowie der Rohdichte insgesamt abhängig.



Text- und Bildrechte: BERWILIT

Quellen:
www.berwilit.de
www.leichtbeton.de
www.leichtzuschlag.de
http://www.vdz-online.de/fileadmin/gruppen/vdz/3LiteraturRecherche/Zementmerkblaetter/B13.pdf


Mehr Informationen zum Thema Leichtbeton erhalten Sie bei:

BERWILIT
Wittgensteiner Blähschiefer GmbH & Co KG
Am Heßlar 17
D-57319 Bad Berleburg

Tel.: 0 27 51/50 12
Fax 0 27 51/5 19 63
Internet: www.berwilit.de

August 2009 - Pflanzenstärke hilft beim Betonbau

Südzucker entwickelt nun auch Produkt für Nassspritzbeton Wird Beton durch Nass- oder Trockenspritzen verarbeitet, prallt immer ein Teil des Materials von den zu bearbeitenden Flächen ab. Ein geeignetes Additiv aus pflanzlicher Stärke könnte diesen unerwünschten Effekt verringern, Material und Entsorgungsaufwand sparen und ökologische Probleme mindern.

Seit Juni 2009 forscht die Südzucker AG an dieser Aufgabenstellung. Sie hofft, 2011 eine Ergänzung zu dem ebenfalls stärkebasierten „Amitrolit 8865? auf den Markt bringen zu können, das sie in einem Vorläuferprojekt entwickelt hatte. Das bei der zur Südzucker-Gruppe gehörenden Firma ARGANA erhältliche Amitrolit wird für den Trockenspritzbeton-Sektor angeboten, das neue Produkt soll hingegen für den Nassspritzbereich geeignet sein.

Das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) fördert dieses Vorhaben ebenso wie das vorangegangene über seinen Projektträger, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR).

In Europa werden pro Jahr mehr als 3 Millionen m³ Spritzbeton verarbeitet. Bei den beiden dominierenden Verfahren, dem Nass- und dem Trockenspritzverfahren, kommen große Mengen an Chemikalienzusätzen zum Einsatz, so dass der durch den Rückprall entstehende Abfall Sondermüll ist. Darüber hinaus bedeutet der Rückprall verlorenes Material und wirtschaftliche Verluste.

Der im Vorläuferprojekt entwickelte Stärkeether mit dem Produktnamen Amitrolit reduziert beim Beton-Trockenspritzen nicht nur den Rückprall um 20 Prozent der verwendeten Betonmasse, sondern auch die Staubentwicklung. Dazu sind nur sehr geringe Einsatzmengen von 0,015 %, bezogen auf die Gesamtmenge des Baustoffs nötig. Dementsprechend groß war die Nachfrage, auch aus dem Nassspritzbeton-Bereich und sogar aus anderen Branchen, zum Beispiel von Dämmstoff-Herstellern.

Südzucker sucht nun zunächst nach der richtigen Stärkerezeptur für ein Nassspritzbeton-Additiv, denn hier ist das Marktpotenzial besonders groß, schließlich werden 90 Prozent des Baustoffs mit diesem Verfahren verarbeitet. Dabei stehen die Forscher vor keinen geringen Herausforderungen, denn das Additiv soll die qualitativen Eigenschaften des Betons nur im Hinblick auf seine Rückprallneigung verändern, diverse andere Parameter dürfen sich nicht verschlechtern und auch mit weiteren Zusätzen muss das Additiv verträglich sein. Zudem unterscheiden sich die Nassspritz-Anforderungen recht stark von denen des Trockenspritzens.

Zwei Jahre läuft das Vorhaben; in dieser Zeit arbeiten die Wissenschaftler der Südzucker Gruppe, des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Polymerforschung, der Universität Leipzig und der MFPA Leipzig GmbH zunächst im Labor und Technikum. Anschließend erproben sie die modifizierte Stärke unter Praxis-Bedingungen zusammen mit der Betontechnik GmbH und einem weiteren industriellen Bauunternehmen.

Quelle: www.chemie.de

Juli 2009 - Glasfaserbeton

Glasfaserbeton besteht aus einem zementgebundenen Feinbeton und einer Verstärkung aus alkaliresistenten Glasfasern. Im äußerst breiten Anwendungsspektrum für textile AR-Glasfaserbewehrungen werden zwei große Hauptrichtungen unterschieden. Zum einen die Herstellung von dünnwandigen Fertigteilen unterschiedlichster Art und Zweckbestimmung, zum anderen die Instandsetzung und Verstärkung von Stahlbetonbauteilen.

Fachtext von:
Dr. Ulrich Pachow

Grundlagen und Anwendungen von Glasfaserbeton und textilbewehrtem Beton

Ein Schritt, Betonbauteile noch dünner, schlanker, leichter, beständiger und ästhetischer konstruieren zu können, besteht in der Entwicklung des Glasfaserbetons.


Technische Textilien: AR-Glasfaserprodukte

Hochfeste, alkaliwiderstandsfähige AR-Glasfasern werden dem Beton, einer zementgebundenen Matrix mit Gesteinskörnung bis 2 mm als Bewehrung beigegeben. Homogen in der Matrix verteilt verhindern die Fasern schädliche Risse, sind bei entsprechender Dosierung statisch wirksam und nehmen schon bei relativ geringen Zugabemengen höchste Zugkräfte auf.

Die Schlankheit der Bauelemente ist möglich, weil Glasfasern nicht wie Stahl korrodieren und eine in Stahlbeton sehr exakt einzuhaltende Überdeckung der Bewehrung nicht erforderlich ist.


Technische Textilien: AR-Glasfaserprodukte

Glasfaserbeton ist ein Verbundwerkstoff aus einer speziell zusammengesetzten Feinbetonmatrix und zementverträglichen AR-Glasfasem. Beton weist bekanntlich eine sehr hohe Druckfestigkeit auf, AR-Glasfasern hingegen verfügen über hohe Zugfestigkeiten, vergleichbar mit Werten im Bereich von Stahl.

Im Verbund dieser beiden Stoffe entsteht ein duktiler Werkstoff, der die jeweiligen positiven Eigenschaften der Einzelkomponenten zu einem gewünschten Ergebnis vereint. Durch Variation und Dosierung des Zementes kann u. a. die Druckfestigkeit und durch die Zugabemenge der Fasern die Biegezug- und Schlagfestigkeit gezielt gesteuert werden.

Seit Mitte der 80er-Jahre sind Produkte auf dem Markt, die nicht nur mit Kurzfasern bewehrt sind - Armierungsmatten und ungeschnittene Rovings aus AR-Glas ergänzen oder übernehmen die gesamte Bewehrung.

Zusätzlich kamen textile Flächenprodukte wie Gittergewebe, Gelege und Gewirke dazu. Seitdem taucht neben Glasfaserbeton (GFB) auch der Begriff “Textilbewehrter Beton” (TBB) oder “Textilbeton” auf. Die Bezeichnung “Glasfaserbeton” (GFB) ist umfassender, da die bisher eingesetzten textilen Flächenprodukte aus AR-Glasfasern hergestellt sind und außerdem technische Textilien in der Regel in Verbindung mit Kurzfasern eingesetzt werden.

ZEMENTGEBUNDENE MATRIX

Mindestens 95 % Gewichtsanteile des Verbundwerkstoffes entfallen auf die zementgebundene Matrix. Sie verleiht dem Produkt eine hohe Druckfestigkeit und gewährleistet außerdem einen hohen Nutzungsgrad der Faserbewehrung, indem sie durch einen kraftschlüssigen Verbund mit den AR-Glasfasern auftretende Zugkräfte an diese weiterleitet und im Verbund abbaut.

Die wesentlichen Komponenten einer Matrix für GFB/TBB sind: Bindemittel, Zuschlag (Größtkorn 2 mm mit stetiger Sieblinie), Zusatzmittel (Luftporenbildner, Verflüssiger), Wasser (w/z-Wert zwischen 0,35 und 0,50). Das Mischungsverhältnis Bindemittel : Zuschlag reicht von 1:0,3 bis 1:2 je nach Produkt und Herstellverfahren.

Ein erhöhter Zuschlaganteil wirkt sich positiv auf die Wasseraufnahme, das Schwindverhalten und letztlich auch auf die Materialkosten aus. Andererseits erschwert ein erhöhter Zuschlaganteil das Einarbeiten der Fasern. Durch Verwendung von Zuschlag mit einem geeigneten Kornaufbau und der Zugabe von Fließmitteln kann die Verarbeitbarkeit optimiert werden. Als besonders wirksam haben sich Verflüssiger der neuen Generation aus Polycarboxilat erwiesen.


Stadtvilla in Kassel mit modularen Elementen aus Glasfaserbeton
Bildquelle: Durapact

Der w/z-Wert liegt je nach Herstellverfahren und Anwendung zwischen 0,35 bis 0,5, sollte aber, um das Schwinden einzugrenzen, möglichst gering gehalten werden — üblich sind w/z- Werte von 0.4.

Glasfaserbeton wird i. d. R. zur Herstellung filigraner Bauteile mit Wandstärken zwischen 5 mm und 30 mm verwendet. Sie weisen eine im Vergleich zum Volumen große Oberfläche auf, über die bereits direkt nach der Herstellung Wasser verdunsten kann, das für den Erhärtungsprozess notwendig ist. Der daraus resultierende Festigkeitsverlust muss durch eine sorgfältige Nachbehandlung vermieden werden.

ANWENDUNGEN

n Deutschland hatten sich die Anwendungen zunächst auf Bauteile ohne Zulassungspflicht beschränkt. Die Genehmigungsverfahren sind mit Kosten und einem gewissen Zeitaufwand verbunden. Daher wichen die Hersteller glasfaserverstärkter Bauelemente in Deutschland zunächst auf Produkte aus, für die keine Genehmigungspflicht durch die Bauaufsicht bestand.

Inzwischen wurden mehrere Zulassungen für Flachplatten verschiedenster Anwendungsbereiche wie beispielsweise Fassaden, Brüstungen und Wärmedämmelemente sowie eine stetig zunehmende Anzahl von Zustimmungen im Einzelfall erteilt.

Die Palette der Anwendungen reicht weit; von Bauelementen für den Hochbau, beispielsweise GFB-Fassaden, Dachplatten, Fensterbänken, integrierten Schalungen und sogar tragenden Brückenteilen über Produkte für den Tief-, Umwelt- und Landschaftsbau bis hin zu Dekorelementen und künstlerisch gestalteten Objekten, die in dieser Aufzählung auch erwähnt sein sollen.

Der Verbundwerkstoff Glasfaserbeton/Textilbewehrter Beton ist ein Baustoff der Zukunft und beinhaltet ein sehr großes Innovationspotenzial.


Stelen aus Glasfaserbeton vor dem Neandertalmuseum.
Bildquelle: Durapact

Mehr Informationen zu Glasfaserbeton und textilbewehrtem Beton finden Sie auf der Website der Durapact Gesellschaft für Faserbetontechnologie mbH

Juni 2009 - Fotobeton

von: Dipl. Ing. Andrea Spruda

Der Fotobeton ist eine besondere Form von Wasch- bzw. Sichtbeton, der vorwiegend für die individuelle Oberflächengestaltung von repräsentativen Gebäudefassaden, von Bodenbelägen oder Designmöbel aus Beton eingesetzt wird.

Beton – bildschön.
Ornamente sind seit jeher Bestandteil der Architektur. Die Idee, Beton mit Bildern zu schmücken, reicht bis in die achtziger Jahre zurück. Seitdem ermöglichen spezielle ausgereifte Verfahren wie z. B. das auf unterschiedlichen Abbindeprozessen basierende Fotolith-Verfahren oder die computergestützte Vectogramm-/Frästechnik, bei der Bilder mittels CNC-Bearbeitung auf die Betonoberflächen übertragen werden, eine gravurähnliche und dauerhafte bildliche Darstellung von Fotos und anderen Motiven auf Betonoberflächen.

Den gewünschten Kontrast und die Farbgebung beim herkömmlichen Fotobeton erhält man durch den Wechsel von fein gewaschenen Bereichen zu glatten Bereichen, wobei es bei diesem Verfahren auf unterschiedlichen Aushärtungszeiten des Betons ankommt.

Beim Fotolith-Verfahren wird das Foto, das auf den Beton übertragen werden soll, mittels eines Scanners abgetastet und in eine gerasterte Schwarz-Weiß-Vorlage umgewandelt. Diese so erzeugte Bildvorlage wird per Siebdruckverfahren auf eine millimeterdicke Kunststofffolie gedruckt. Statt Farbe wird dabei ein Abbindungsverzögerer in unterschiedlich dicken Schichten aufgetragen. Die Fotobetonfolie wird in die Betonschalung eingelegt und mit dem Material übergossen. Der Abbindungsverzögerer bewirkt, dass der Beton an verschiedenen Stellen unterschiedlich schnell aushärtet. Dadurch entstehen raue und glatte Flächen sowie Hell-Dunkel-Verläufe. Die hellen Bereiche des Motivs bleiben glatt, die dunklen werden ausgewaschen. Nach 16 bis 24 Stunden kann das Betonteil entschalt und mit niedrigem Wasserdruck gewaschen werden.

Die Vectogrammtechnik ist ein Verfahren, bei dem Bildinformationen mittels einer Frästechnik auf den Plattenwerkstoffe übertragen werden. Dieses Modell dient dann als Vorlage zum Fertigen einer elastischen Matrize, die eigentliche Gussform des Fotobetonobjekts. Es können mit dieser Technologie unbegrenzt große reliefartige Bilder hergestellt werden. Dabei werden die Bildvorlagen optisch abgetastet und in 256 Graustufen umgewandelt, denen wiederum Nutbreiten zugeordnet werden, die dem schwarz/weiß - Anteil des Bildbereiches entsprechen. Die Steuerung des Fräskopfes über eine Hauptbewegungsachse bewirkt die Rillenoptik des Werkstückes. Nach der Entschalung ist im Beton aus der Nähe eine Struktur aus Graten sichtbar, die sich erst aus einer bestimmten Entfernung durch die Licht-/Schattenwirkung zu einem gesamten Bild zusammenfügt. Durch eine abschließende Imprägnierung werden die Abbildungen vor Schmutz und Ausblühungen geschützt.

Aufgrund der Kosten und der anspruchsvollen technischen Umsetzung ist Fotobeton eher ein Nischenprodukt. Ein kleinteiliger Einsatz macht den Fotobeton .jedoch auch für Möbeldesigner interessant, da jedes beliebige Bildmotiv umgesetzt werden kann und damit ein einmaliges Wohnobjekt geschaffen werden kann.

Haben Sie Fragen zu diesem Thema? Wir stehen Ihnen gerne zur Verfügung, telefonisch oder per Kontaktformular.

Anm.: Dieser Fachtext wurde für die Veröffentlichung über Fotobeton auf Wikipedia freigegeben

Die Bibliothek der Fachhochschule Eberswalde wurde von den Architekten Herzog & de Meuron entworfen und 1998 fertig gestellt. Der Fotokünstler Thomas Ruff gestaltete die Fassade. Bildnachweis: wikipedia.org

Weitere Fotos finden Sie auf der Website der FH Eberswalde

Mai 2009 - Stahlfaserbeton / steel fibre concrete

Stahlfaserbeton kommt in Deutschland ungefähr seit Mitte der 70er-Jahre zum Einsatz. Beim Stahlfaserbeton übernehmen spezielle Stahlfasern die Aufgabe der Bewehrung. Die Zugabe von Stahlfasern beeinflusst vor allem die Biegezug- und Schubfestigkeit, sowie das Riss- und Verformungsverhalten des Betons positiv. Industriefußböden sind derzeit das Hauptanwendungsgebiet von Stahlfaserbeton. Weitere Anwendungen findet der Stahlfaserbeton bei Betonstraßen, im Tunnelbau und auch im Wohnungsbau, wo er zunehmend bei Bodenplatten, Fundamenten und Kellerwänden eingesetzt wird.

„Die Bewehrung kommt mit dem Fahrmischer“
von Dr.-Ing. Monika Helm

Die Grundbestandteile des Betons „Gesteinskörnungen – Zement – Wasser“ werden heutzutage durch Zusatzmittel und Zusatzstoffe ergänzt. Aus dem unbewehrten Beton wird bewehrter Beton, indem Eisen eingelegt wird. Bei einer Reihe von Anwendungen kommen auch Stahlfasern zum Einsatz, dabei kann die „Stahleinlage“ direkt in den Mischer gegeben werden. Stahlfasern gelten gemäß DIN 1045 als Betonzusatzstoffe.

In den letzten Jahren hat die Faser verstärkt Einzug in den Betonbau und damit auch in die Betontechnologie gehalten. Bekannt sind die wesentlichen Einsatzmöglichkeiten, wie z. B. der Industrie-, Tunnel- und der Wohnungsbau. An erster Stelle stehen nach wie vor die Industriefußböden, die über 50% des Einsatzes von Stahlfaserbeton ausmachen.

Die neuen Normenwerke für Beton die DIN 1045ff und die DIN EN 206-1 und die entsprechenden Richtlinien des Betonbaus beziehen sich auf die Entwicklung der letzten Jahrzehnte in der Betontechnik. So war die Zugabe von Zusatzstoffen in den sechziger Jahren noch unvorstellbar, doch durch die intensive Forschungstätigkeit wurde z. B. die Möglichkeit geschaffen, dem Beton Flugasche zuzugeben. Zunächst waren dazu allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen sowohl für die Flugasche als auch für die Betonzusammensetzung erforderlich. Heute gehört das zum Alltag der Betonherstellung. Eine ähnliche Entwicklung vollzog sich auch auf dem Gebiet der Zusatzmittel. Gerade mit der neuen Generation der Zusatzmittel sind neue Betone möglich, die auch die Arbeit auf der Baustelle vereinfachen z.B. durch die Möglichkeit des Einsatzes von F5/F6 – Betonen. Eine ähnliche Entwicklung vollzog sich bei den Stahlfasern: aus den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen ist die Stoffnorm für Fasern, die DIN EN 14889ff entstanden.

Die Betone der Konsistenz F5 und F6 erleben eine breite Anwendung, die u. a. durch die Eigenschaft begründet ist, dass diese Betone leicht verarbeitbar sind und die einzubringende Verdichtungsenergie sehr gering ist. Diese F5/F6 – Betone werden auch als Stahlfaserbetone angeboten. Es zeigt sich, dass diese Betone an der Oberfläche kaum Stahlfasern aufweisen, was ansonsten als Nachteil bei bestimmten Anwendungen gesehen wird.

Die Thematik „Stahlfaserbeton“ wird derzeit ausführlich im DBV – Merkblatt „Stahlfaserbeton“ beschrieben. Der Einsatz ist aktuell beschränkt auf den nicht tragenden Bereich. Der Einsatz von Stahlfaserbeton im statisch relevanten Bereich ist nur gestattet über Einzelzulassung bzw. über eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt). Derzeit gibt es einige Zulassung auf dem Markt, die bestimmte Bauteile wie Bodenplatten und Wände zum Gegenstand haben. Damit ist eine breitere Anwendung gegeben. Die DAfStB - Richtlinie „Stahlfaserbeton“ liegt als Schlussversion vor und wird in den nächsten Monaten auch der Öffentlichkeit zugänglich sein, so dass ein Einsatz im tragenden Bereich auch ohne Zulassung möglich ist. Als neue Festlegung für Stahlfaserbeton werden Faserklassen nach dem DBV – Merkblatt bzw. Leistungsklassen mit Einführung der DAfStB – Richtlinie definiert.

Aktuell unterscheidet man „Beton mit Stahlfasern“ und „Stahlfaserbeton“. Beim Beton mit Stahlfasern wird ein Beton mit einer vorgegebenen Menge von Fasern geliefert, wobei die Eigenschaft der „Stahleinlage“ nicht bekannt ist. Dies ist mit der A2 - Änderung der DIN EN 206-1/DIN 1045-2 möglich. Der Hersteller weist dabei auf dem Lieferschein die Menge und die Art der Faser aus. Beim Stahlfaserbeton hingegen, greifen die Faserbetonklassen bzw. Leistungsklassen. Stahlfaserbetone finden häufig Anwendung bei wasserundurchlässigen Bauwerken nach der WU - Richtlinie des DAfStB. Bauteile wie Auffangwannen, Dichtflächen von Tankstellen oder Gefahrgutlager unterliegen den Anforderungen des § 19 des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) und können unter bestimmten Voraussetzungen auch in Stahlfaserbeton ausgeführt werden.

Neben den zahlreichen Anwendungen des Stahlfaserbetons im Industrie- und Wohnungsbau sind noch eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten gegeben, denn die Vorteile bei der Verarbeitung des Stahlfaserbetons sprechen für sich. Die Stahlbewehrung wird dabei durch Stahlfasern im Beton ersetzt, die Bewehrung kommt mit dem Fahrmischer auf die Baustelle, vorausgesetzt, dass die entsprechenden statischen Nachweise für den Einsatz von Stahlfasern vorliegen. Bei dem Einsatz von Stahlfaserbeton sollte ein Teamwork aller Beteiligten angestrebt werden. Gänzlich wird der Stahlfaserbeton den bewehrten Beton jedoch nicht verdrängen, da viele Anwendungen als Kombination beider Arten ausgeführt werden.

Zur Autorin:
Frau Dr. Helm berät und betreut Planungs- und Ingenieurbüros, Baufirmen und Betonwerke zu Spezialfragen des Baustoffes Beton. Weitere Informationen zu dem beratenden Ingenieurbüro: ibh Ingenieurbüro Helm, Berlin

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