Steelcrete®

Steelcrete®
Der Stahlfaserbeton aus dem Heidelberger Beton Verbund
Informationen für den Architekten, Planer und Bauunternehmer
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Verfasser
Dipl.-Ing. Raymund Böing studierte an der Universität Essen GH Bauingenieurwesen mit
dem Schwerpunkt konstruktiver Ingenieurbau und ist Ressortleiter Betontechnologie
Transportbeton in der Abteilung Entwicklung und Anwendung Deutschland der
HeidelbergCement AG mit Sitz in Leimen
Dipl.-Betriebswirt Martin Dieter studierte an der Berufsakademie Stuttgart Betriebswirtschaftslehre und ist derzeit innerhalb des Heidelberger Beton Produktmanagements
u.a. für Steelcrete verantwortlich
Dr. rer. nat. Uwe Gerhard studierte und promovierte an der Friedrich-Wilhelms-Universität
zu Bonn und ist bei KANN Beton GmbH & Co. KG für den Bereich Spezialbaustoffe
zuständig
Dipl.-Ing. Thorsten Lotz studierte Maschinenbau an der FH in Schmalkalden und ist
Vertriebsleiter bei der Fa. Baumbach Metall GmbH
Dipl.-Ing. Markus Schulz studierte Bauingenieurwesen an der Universität Dortmund und
ist technischer Leiter bei der Fa. KrampeHarex GmbH & Co. KG in Hamm
Dipl.-Ing. Martin Spindler studierte Wirtschaftsingenieurwesen an der TU in Dresden und
ist Vertriebsleiter bei Arcelor Commercial Wire Drawing Deutschland GmbH in Köln
Dipl.-Ing. Gerhard Vitt studierte Bauingenieurwesen an der TU Darmstadt und der KTH
Stockholm. Seit 2001 ist er bei der Bekaert GmbH als Technischer Leiter Bauprodukte für
Osteuropa zuständig
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Vorwort
Die Idee, Baustoffe, die hohe Druckspannungen, aber lediglich geringe Zugspannungen aufnehmen können, mit Faserzusätzen zu verstärken, ist bereits
sehr alt. Schon die Römer gaben ihrem betonähnlichen Baustoff „Opus Caementicium“ Fasern in Form von Stroh und Haaren zu, um Risse zu vermeiden.
Das erste Patent zu faserverstärktem Beton lag im Jahr 1874 in den USA vor.
Durch die Zugabe unregelmäßiger Stahlabfälle wurde versucht den Beton zu
verstärken. Obwohl in den folgenden Jahrzehnten in den USA, in Frankreich
und Deutschland weitere Patente erschienen, gab es bedingt durch hohe
Materialkosten, schlechte Prüfbedingungen und die zur gleichen Zeit einsetzende stürmische Entwicklung des Stahlbetons keine breite technische
Anwendung des Verbundwerkstoffes Stahlfaserbeton.
Erst in den siebziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts hat infolge der fortschreitenden Formulierung theoretischer Grundsätze der Faserbeton als
Baustoff an Bedeutung gewonnen. In den darauf folgenden ca. 20 Jahren hat
er sich auch in Deutschland durchgesetzt. Erste Merkblätter des Deutschen
Beton- und Bautechnik-Verein (DBV) zu diesem Thema erschienen 1991 [1]
und 1992 [2].
Die ersten bauaufsichtlichen Zulassungen für Stahlfasern erteilte das Deutsche
Institut für Bautechnik (DIBT) 1997. Hiernach haben die Stahlfasern den Status
eines Betonzusatzstoffes und dürfen einem Beton nach DIN 1045 zugegeben
werden, wobei die Tragwirkung in der Bemessung nicht berücksichtigt werden
darf. Hierfür ist eine sogenannte Bauteilzulassung oder eine Zustimmung im
Einzelfall notwendig. Erste bauaufsichtliche Zulassungen für tragende Bauteile
aus Stahlfaserbeton erschienen 1998.
Im Oktober 2001 erschien das neue DBV-Merkblatt Stahlfaserbeton [3]. Es beschreibt den Stand der Technik in der Bemessung, Herstellung und Verarbeitung von Stahlfaserbeton. Auf Grundlage dieses Merkblattes erarbeitet eine
Arbeitsgruppe des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton die Richtlinie Stahlfaserbeton [4]. 2007 wird mit dem Erscheinen des „Gelbdrucks“ der Richtlinie
„Stahlfaserbeton“ gerechnet und damit eine zweimonatige Einspruchszeit eingeleitet. Nach der Veröffentlichung der fertiggestellten Richtlinie und deren bauaufsichtlicher Einführung verlieren Bauteilzulassungen für die in der Richtlinie
beschriebenen Anwendungsbereiche ihre Notwendigkeit.
Ziel der folgenden Ausführungen ist, Mitarbeitern von Architektur- bzw.
Ingenieurbüros und Bauunternehmungen Stahlfaserbeton näher zu bringen.
Die Leistungsfähigkeit und die Einsatzbereiche dieses modernen Baustoffes
werden aufgezeigt, Hinweise zur Bemessung, Herstellung und Verarbeitung
des Stahlfaserbetons gegeben. Diese Broschüre gibt nur Hilfestellung und kann
nicht als Ersatz für geltende Vorschriften wie z.B. Normen und Richtlinien dienen.
Wir wünschen viel Erfolg bei der Arbeit mit Stahlfaserbeton.
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Inhaltsverzeichnis
1. Stahlfaserbeton – Definitionen und Wirkungsweise
1.1 Definitionen ............................................................................................................................................................................................................................6
1.2 Wirkungsweise ......................................................................................................................................................................................................................6
1.3 Vorteile .......................................................................................................................................................................................................................................7
2. Stahlfasertypen
2.1 Allgemeines .............................................................................................................................................................................................................................8
2.2 Drahtfasern..............................................................................................................................................................................................................................8
2.3 Blechfasern ..............................................................................................................................................................................................................................9
2.4 Gefräste Stahlfasern ...........................................................................................................................................................................................................9
2.5 Segmentdrahtfasern...........................................................................................................................................................................................................9
3. Materialeigenschaften
3.1 Faserbetonklassen ............................................................................................................................................................................................................10
3.2 Leistungsklassen ................................................................................................................................................................................................................12
4. Einsatzbereiche
4.1 Allgemeines ..........................................................................................................................................................................................................................13
4.2 Industrieböden ..................................................................................................................................................................................................................14
4.2.1 Industrieböden mit Scheinfugen .......................................................................................................................................................14
4.2.2 Fugenlose Industrieböden (ohne Scheinfugen) ......................................................................................................................15
4.2.3 Industrieböden im Außenbereich und andere Freiflächen..............................................................................................15
4.2.4 Pfahlgestützte Industrieböden ............................................................................................................................................................15
4.3 Wohnungsbau ....................................................................................................................................................................................................................16
4.3.1 Bodenplatten ..................................................................................................................................................................................................16
4.3.2 Streifenfundamente ...................................................................................................................................................................................16
4.3.3 Kellerwände ....................................................................................................................................................................................................16
4.3.4 Weiße Wanne/Dichtes Bauwerk .......................................................................................................................................................17
4.4 Tunnelbau .............................................................................................................................................................................................................................18
4.4.1 Spritzbeton ......................................................................................................................................................................................................18
4.4.2 Stahlfaserpumpbeton ................................................................................................................................................................................19
4.5 Flächen nach WHG § 19 .............................................................................................................................................................................................19
4.6 Sonderanwendungen ....................................................................................................................................................................................................20
5. Hinweise zur Bemessung
5.1. Bemessung von Industriefußböden nach Bemessungsmodell ..........................................................................................................21
5.1.1 Betongüte ..........................................................................................................................................................................................................21
5.1.2 Einwirkungen auf Industrieböden ....................................................................................................................................................21
5.2 Bemessung von Bauteilen im Wohnungsbau ................................................................................................................................................22
5.2.1 Bodenplatte/Fundamentplatte ............................................................................................................................................................23
5.2.2 Wände ................................................................................................................................................................................................................23
5.2.3 Dichte Bauwerke .........................................................................................................................................................................................23
5.3 Konstruktive Schwindbewehrung .........................................................................................................................................................................26
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6. Betontechnologie, -anforderungen, -herstellung und -bestellung
6.1 Hinweise zur Erstellung der Rezeptur
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
6.1.1 Zement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
6.1.2 Gesteinskörnungen (Zuschläge)
6.1.3 Zugabewasser
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6.1.4 Zusatzstoffe
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6.1.5 Zusatzmittel
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6.1.6 Stahlfasern
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6.2 Anforderungen aus DIN EN 206-1/DIN 1045-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
6.3 Anforderungen aus Merkblatt/Richtlinie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
6.3.1 DBV-Merkblatt Stahlfaserbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
6.3.2 DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton
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6.4 Stahlfaserbeton vom Transportbetonhersteller
6.4.1 Herstellung
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6.4.2 Zugabe der Stahlfasern
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6.5 Stahlfaserbeton nach Eigenschaften
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6.6 Betonverzeichnis/Betonbestellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
7. Hinweise zur Bauausführung
7.1 Allgemeines
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7.2 Anforderungen an den Untergrund
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7.3 Aufbau (Industrieböden/Gewerbeböden) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
7.4 Schalung
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7.5 Boden- und Wandschutzfolien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
7.6 Randdämmstreifen
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7.7 Einbau von Stahlfaserbeton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
7.8 Oberflächenbearbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
7.9 Nachbehandlung
7.10 Fugen
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7.10.1 Fugenarten
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
7.10.2 Fugenprofile
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7.10.3 Fugenplanung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
8. Schadensvermeidung
8.1 Risse
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8.2 Oberflächen
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9. Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
10. Literaturverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
11. Anlagen
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
6
1. Stahlfaserbeton –
Definitionen und Wirkungsweise
1.1 Definitionen
1.2 Wirkungsweise
Stahlfaserbeton ist ein Normalbeton nach DIN EN
206-1:2001-07 [5] in Verbindung mit DIN 1045-2:200107 [6], dem zum Erreichen einer äquivalenten Zugfestigkeit Stahlfasern beigemischt werden. Er ist ein Verbundwerkstoff mit in allen Richtungen gleichen Eigenschaften,
ein sogenannter isotroper Werkstoff.
Durch die Austrocknung des Betons schwindet dieser und
es kommt zu ersten Mikrorissen, die auf die Dauerhaftigkeit in der Regel keinen Einfluss haben. Beim Anwachsen
der Risse stoßen diese bereits nach kurzer Zeit auf eine
Stahlfaser, die das Risswachstum stoppt bzw. hemmt. So
entstehen anstatt weniger „größerer“ Risse zahlreiche
kleine fein verteilte Risse.
Kraft [kN]
Beton hat trotz hoher Druckfestigkeit eine niedrige Zugfestigkeit. Deshalb müssen Zugspannungen durch eine
Betonstahlbewehrung aufgenommen werden. Der spröde
Beton wird durch die Zugabe von Fasern zu einem zähen
(duktilen) Verbundbaustoff verbessert (s. Bild 1). Die
Fasern sind im Zementstein eingebettet und verbessern
vor allem das Riss- und Bruchverhalten des Betons. Die
Stahlfasern übernehmen je nach Belastung des Betons
teilweise oder ganz die Funktion einer Bewehrung.
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5
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1
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Durchbiegung in Balkenmitte [mm]
Bild 1: Lastverformungslinien (Arbeitslinien) geprüfter
Stahlfaserbetonbalken
Im gerissenen Zustand werden die Rissufer miteinander
„vernäht“ und somit wird die Kraftübertragung an diesen
Stellen gewährleistet. Der mögliche Umfang der einzuleitenden Kräfte nimmt in der Regel mit größer werdender
Verformung ab. Der Stahlfaserbeton weist somit eine entsprechende Nachrissfestigkeit (äquivalente Zugfestigkeit)
auf. Die Höhe der äquivalenten Zugfestigkeit ist abhängig
von der Leistungsfähigkeit der Stahlfaser (Arbeitsvermögen), deren Dosierung und Verteilung sowie der Güte
und Zusammensetzung des Betons. Sie wird durch eine
Faserbetonklasse im Verformungsbereich Ι (Gebrauchstauglichkeit) oder im Verformungsbereich ΙΙ (Tragfähigkeit) [3] bzw. durch eine Leistungsklasse [4] beschrieben
(s. auch Kapitel 3.1 bzw. 3.2).
7
Bild 2: Aufgebrochener Stahlfaserbeton
Anerkannte Faserhersteller besitzen eine Zulassung für
Stahlfasern als Betonzusatzstoff (s. Anlage 1 Übersicht
Faserzulassungen). Zur Erlangung dieser Zulassung muss
der Faserhersteller unter anderem zu folgenden Punkten
eine Aussage treffen:
1.3 Vorteile von Stahlfaserbeton
Im Vergleich zu konventionellem Stahlbeton ergeben sich
durch Stahlfaserbeton folgende Vorteile:
n Wirksamkeitsnachweis am Referenzbeton
n Organisatorischer Mehraufwand für das Einbringen und
die Kontrolle der Bewehrung entfällt
n Nachweis, dass Festigkeit und Beständigkeit des Betons
durch die Faserzugabe nicht negativ beeinflusst werden
n Deutliche Vereinfachung des Bauablaufes
n Empfehlung einer minimalen (Wirksamkeit) und maximalen Dosierung (Verarbeitbarkeit)
n Angaben über die Verarbeitung
n Untersuchung des Langzeitverhaltens der Faser
n Bewehrungsfehler können weitestgehend ausgeschlossen werden
n Keine Behinderung bei der Verdichtung durch
Stabstahl- und Mattenbewehrung
n In der Regel kostengünstiger – im Industriebau sind
Einsparungen bis zu 15 % erreichbar
n Verbessertes Rissverhalten und höhere Schlagfestigkeit
n Deutlich weniger Abplatzungen an Ecken und Kanten
des Bauteils, da Stahlfasern bis in die Randzonen des
Bauteils wirken
n Die nach der Karbonatisierung auftretende Korrosion an
den Stahlfasern erzeugt im Gegensatz zur herkömmlichen Bewehrung nur geringe Expansionskräfte, daher
ergeben sich hierdurch in der Regel keine Abplatzungen.
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2. Stahlfasertypen
Bild 3: Stahldrahtfasertypen
2.1 Allgemeines
2.2 Drahtfasern
Stahlfasertypen werden unterschieden nach der Herstellungsart, dem verwendeten Material, der Fasergeometrie
und der Zugfestigkeit des verwendeten Materials.
Stahldrahtfasern werden aus kaltgezogenen Drähten verschiedener Werkstoffgüten hergestellt. Neben blanken
Stahldrähten werden verzinkte oder auch Edelstahldrähte
verwendet. Für verzinkte Stahlfasern ist bei Verwendung
von chromatarmen bzw. chromatreduzierten Zementen
die Eignung nachzuweisen.
Aufgrund ihrer wegen des Nachrissverhaltens guten technischen Eigenschaften haben sich Stahldrahtfasern als
überwiegend genutzter Stahlfasertyp durchgesetzt. Daneben gibt es Stahlfasern aus Blech, gefräste Stahlfasern und
Segmentdrahtfasern. Die Auswahl der Stahlfaser richtet
sich nach dem Anwendungsgebiet sowie der erforderlichen
Betonqualität.
Die Zugfestigkeit liegt in der Regel zwischen 1.000 N/mm2
und 2.400 N/mm2. Die Faserlängen variieren je nach Anwendungsfall zwischen 30 mm und 60 mm, die Durchmesser betragen 0,50 bis 1,30 mm.
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Bei Bauteilen aus Stahlfaserbeton oder stahlfaserverstärktem Stahlbeton mit baurechtlichen Anforderungen, bei
denen die Nachrisszugfestigkeit in Ansatz gebracht wird,
werden ausschließlich Stahldrahtfasern eingesetzt.
Die Leistungsfähigkeit der Stahldrahtfasern ist im
Wesentlichen abhängig von Faserdurchmesser, -länge,
-verankerungsart und von der Drahtzugfestigkeit.
Der gebräuchlichste Stahldrahtfasertyp ist eine gerade Stahldrahtfaser mit abgekröpften Enden (s. Bild 3). Daneben
werden gewellte, gerade und an den Enden gestauchte
Stahldrahtfasern in der Baupraxis eingesetzt (s. Bild 3).
Je nach Faserform haben diese Fasern unterschiedliche
Leistungsfähigkeit in Abhängigkeit der Rissbreite.
Bei Stahldrahtfasern mit gleicher Form steigt mit zunehmender Länge und abnehmendem Durchmesser deren
Leistungsfähigkeit, die Verarbeitbarkeit hingegen wird
anspruchsvoller (s. hierzu auch Kapitel 6.4.2).
Die Leistungsfähigkeit der Fasern steht im Zusammenhang
mit der Betonqualität. Dabei hat sich in der Praxis herausgestellt, dass für Betondruckfestigkeitsklassen bis ca.
C 30/37 Drahtzugfestigkeiten von 1.000 bis 1.200 N/mm2
ausreichend sind, da sich die Fasern aus dem Beton herausziehen und in der Regel nicht reißen. Mit steigender
Betondruckfestigkeit gewinnt die Drahtzugfestigkeit der
Stahldrahtfaser immer mehr an Bedeutung, da die Rückverankerung der Faser im Beton immer stabiler wird.
2.3 Blechfasern
Blechfasern werden in unterschiedlichen Geometrien aus
kalt gewalztem Stahlblech hergestellt. Beton mit Blechfasern hat gegenüber dem mit Stahldrahtfasern eine deutlich geringere Nachrissfestigkeit.
2.4 Gefräste Stahlfasern
Bei der Herstellung von gefrästen Stahlfasern werden die
Fasern durch rotierende Fräser aus den Stahlbrammen
herausgearbeitet. Beton mit gefrästen Stahlfasern hat
gegenüber dem mit Stahldrahtfasern eine deutlich geringere Nachrissfestigkeit.
2.5 Segmentdrahtfasern
Für untergeordnete Anwendungen können auch Segmentdrahtfasern eingesetzt werden. Diese werden aus
Reststoffen der Stahlwolleproduktion (blanker Draht)
hergestellt. Beton mit Segmentdrahtfasern hat gegenüber
dem mit Stahldrahtfasern eine deutlich geringere
Nachrissfestigkeit.
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3. Materialeigenschaften
D
Zf
Zs
Ff
Fs
Bild 4: Traganteil Stahlfaserbeton
Bild 5: Stahlfaserbeton Balkenprüfung
Bei den in der Praxis üblichen Stahlfasergehalten werden
in erster Linie die äquivalente Biegezugfestigkeit, die
Schlagfestigkeit und das Verhalten bei dynamischen
Belastungen positiv beeinflusst. Die bis zu 20-mal höhere
Schlagfestigkeit und das verbesserte Verhalten bei dynamischen Belastungen kann die Lebensdauer bei stark
beanspruchten Bauteilen wie z.B. Müllbunkern wesentlich
verlängern. Die aus der äquivalenten Biegezugfestigkeit
abgeleitete äquivalente Zugfestigkeit im gerissenen
Betonquerschnitt ist für die Bemessung, sowohl im
Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit als auch im
Grenzzustand der Tragfähigkeit, ansetzbar. Stahlfasern sind
dabei in der Lage, Zugkräfte im gerissenen Beton von
Rissufer zu Rissufer zu übertragen, sodass ein sprödes
Versagen des Bauteils vermieden werden kann.
Das veränderte Tragverhalten von Stahlfaserbetonen wird
bei verformungsgesteuerten Versuchen an Biegebalken
deutlich. Während ein Beton ohne Stahlfasern nach dem
Erstriss spröde versagt, zeichnet sich der Stahlfaserbeton
je nach Faserart und Dosierung durch ein ausgeprägtes
Tragverhalten nach der Rissbildung aus. Die aus den
Biegebalkenversuchen abgeleitete äquivalente Zugfestigkeit stellt die wesentliche zusätzliche Eigenschaft des
Stahlfaserbetons dar. Um diese Eigenschaft für den Bemessenden nutzbar zu machen, ist eine Einteilung des
Stahlfaserbetons in Faserbetonklassen, die die Nachrisszugfestigkeit angeben, sinnvoll.
3.1 Faserbetonklassen
Daher kann das Duktilitätskriterium in DIN 1045-1 [7]
auch mit reinem Stahlfaserbeton erfüllt werden. Wurde
der spröde Baustoff Beton bisher im Wesentlichen durch
seine Druckfestigkeit charakterisiert, wird nun das
bekannte Parabel-Rechteckdiagramm für die Verteilung
von Druckspannungen im Beton um einen Zugkraftanteil
ergänzt (s. Bild 4).
Ansicht
Querschnitt
200
200
F/2
200
2 x F/2
mittels Kleber
an Probe
befestigt
F/2
75
150
75
50
600
700
50
beidseitig
Wegaufnehmer
150
Bild 6: Messvorrichtung zur Ermittlung der Nachrissbiegezugfestigkeit
Im DBV-Merkblatt „Stahlfaserbeton“ [3] wurde das veränderte Tragverhalten von Stahlfaserbeton berücksichtigt.
Das Merkblatt beschreibt Versuche an Biegebalken
(s. Bilder 5 und 6). Aus deren Lastverformungskurve werden zwei Festigkeitswerte bestimmt, die die äquivalente
Zugfestigkeit im gerissenen Zustand in zwei verschiedenen
Verformungsbereichen beschreiben.
Der Verformungsbereich Ι stellt den Grenzzustand der
Gebrauchstauglichkeit dar, also das Verhalten bei kleinen
Rissbreiten (s. Bild 7 links). Der Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit stellt den Zustand des Gebrauchs und
der Nutzung dar. Um die Gebrauchstauglichkeit sicher zu
stellen, dürfen Bauteile zum Beispiel nur begrenzte Rissbreiten oder Durchbiegungen aufweisen. Bauteile die im
Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit versagen, sind
zwar noch tragfähig und bedeuten somit keine Gefahr für
11
Leib und Leben, allerdings sind sie nicht mehr zu nutzen,
da sie zum Beispiel große Risse aufweisen und damit
nicht mehr dicht sind.
Der Verformungsbereich ΙΙ beschreibt das Verhalten im
Grenzzustand der Tragfähigkeit bei großen Rissbreiten
(s. Bild 7 rechts). Der Grenzzustand der Tragfähigkeit ist
ein fiktiver Bemessungszustand mit großen Verformungen
und stellt das Bauteil unmittelbar vor dem Versagen dar.
Wird der Grenzzustand des Bauteils überschritten, stellt
dies eine Gefahr für Leib und Leben dar.
Als Probekörper werden nach [3] Balken der Abmessungen 150 x 150 x 700 mm verwendet. Bei der Herstellung der Probekörper ist auf eine gleichmäßige
Verteilung der Fasern zu achten. Die Prüfung muss auf
einer weggeregelten Prüfmaschine mindestens der Güteklasse 2 nach DIN 51220 [8] durchgeführt werden. Der
Auflagerabstand beträgt 600 mm. Es ist für eine zwängungsfreie Auflagerung zu sorgen.
Aus dem Belastungs-Durchbiegungs-Diagramm ist das
maßgebende Arbeitsvermögen DfBZ,i in Nmm zu ermitteln.
Es ergibt sich als Fläche unter der Last-DurchbiegungsKurve bis zum maßgebenden Durchbiegungswert δi und
setzt sich zusammen aus den Flächenanteilen des unverstärkten Betons und dem des Fasereinflusses (s. Bild 7).
Die durch die Fasern im Riss aufnehmbare Beanspruchung ermittelt sich aus dem maßgebenden Arbeitsvermögen nach den folgenden Gleichungen für den einzelnen Probekörper.
feq,Ι = 1200 ·
feq,ΙΙ = 1200 ·
feq,i
Dƒƒl,i
Fläche D ffl,Ι
b · d2
feq,ctm,Ι = 0,45 · feqm,Ι
feq,ctm,ΙΙ = 0,37 · feqm,ΙΙ
feqm,i
mittlere äquivalente Biegezugfestigkeit der
Grundgesamtheit für den Verformungsbereich Ι
bzw. ΙΙ (i = Ι oder ΙΙ)
äquivalente Zugfestigkeit zur Einordnung in die
Faserklassen für den Verformungsbereich Ι bzw. ΙΙ
(i = Ι oder ΙΙ)
Fu
in Nmm
Beton
ohne Fasern
Dƒƒl,ΙΙ
Aus den Einzelwerten der Serie ist der statistisch abgesicherte Mittelwert feqm,Ι zu bestimmen. Aus der so ermittelten äquivalenten Biegezugfestigkeit für den Verformungsbereich Ι und ΙΙ kann die äquivalente Zugfestigkeit mittels
konstanter Faktoren ermittelt werden.
Vereinfachung
Last F in N
Last F in N
Vereinfachung
b · d2
Einzelwert der äquivalenten Biegezugfestigkeit
der Prüfkörper der Serie für den
Verformungsbereich Ι bzw. ΙΙ (i = Ι oder ΙΙ)
Arbeitsvermögen des Stahlfaserbetons für den
Verformungsbereich Ι bzw. ΙΙ (Fläche unter der
Last-Verformungskurve gemäß Bild 7 i = Ι oder ΙΙ)
feq,ctm,i
Fu
Dƒƒl,Ι
D cfl
Fläche D ffl,ΙΙ
in Nmm
F > Fu / 3
Beton
ohne Fasern
D cfl
0
0
δ0
δΙ
0,3
Durchbiegung δ in mm
δΙΙ
0,35
0,65
feq,Ι (Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit)
Bild 7: Ermittlung der äquivalenten Biegezugfestigkeiten [3]
δ0
0,3
Durchbiegung δ in mm
2,85
3,15
feq,ΙΙ (Grenzzustand der Tragfähigkeit)
δΙΙ
12
Faserbetonklasse
Ergebnisse der Versuchsauswertung
in [N/mm2] für die
Verformungsbereiche I oder II
0a)
0,4
b)
charakteristischer Wert der
äquivalenten Zugfestigkeit
Verformungsbereiche I : feq,ctk,I [N/mm2]
Verformungsbereiche II: feq,ctk,II [N/mm2]
< 0,4
0
0,4 ≤ feq,ctm,i < 0,6
0,4
KV
Beiwert zur Berücksichtigung des
Variationskoeffizienten
Für flächenhafte Bauteile mit
b > 5 h gilt KV = 1,0
Für stabförmige Bauteile mit
b ≤ 5 h gilt KV = 1 -1,645 x sm,i /feqm,i
0,6
0,6 ≤ feq,ctm,i < 0,8
Kv
· 0,6
0,8
0,8 ≤ feq,ctm,i < 1,0
Kv
· 0,8
1,0
1,0 ≤ feq,ctm,i < 1,2
Kv
· 1,0
1,2
1,2 ≤ feq,ctm,i < 1,4
Kv
· 1,2
1,4
1,4 ≤ feq,ctm,i < 1,6
Kv
· 1,4
1,6
1,6 ≤ feq,ctm,i < 1,8
Kv
· 1,3
1,8
1,8 ≤ feq,ctm,i < 2,0
Kv
· 1,8
2,0
2,0 ≤ feq,ctm,i
Kv
· 2,0
sm,i
Standardabweichung der
Grundgesamtheit der Serie
feq,ctk,i
charakteristischer Wert der
äquivalenten Zugfestigkeit
im Grenzzustand der Tragfähigkeit nur zulässig für Bauteile mit niedrigem Gefährdungspotenzial
b)
nur für flächenhafte Bauteile
a)
Tabelle 1: Faserbetonklassen für Stahlfaserbeton mit zugehörigen Festigkeitskennwerten [3]
3.2 Leistungsklassen
Im Entwurf der DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton [4] wird
ebenfalls eine Einteilung in Klassen, hier allerdings unter
der Bezeichnung Leistungsklassen, vorgenommen. Im
Entwurf der Richtlinie wird der gleiche Probekörper und
die gleiche Versuchsanordnung wie im DBV-Merkblatt
Stahlfaserbeton [3] angegeben. Die Auswertung erfolgt
jedoch nicht über eine Integralbetrachtung unter der
Kurve, sondern es werden zur Bestimmung der Leistungsklassen Lasten an festgelegten Durchbiegungen aus der
Lastverformungskurve entnommen. Für die Gebrauchstauglichkeit erfolgt dies bei einer Durchbiegung von
0,5 mm und für die Tragfähigkeit bei 3,5 mm (s. auch
Bild 8).
Weiter wird im Gegensatz zum DBV-Merkblatt Stahlfaserbeton [3] die Klasseneinteilung anhand der Nachrissbiegezugfestigkeiten vorgenommen, sodass die Umrechnung
in Zugfestigkeiten erst später im Rahmen der Bemessung
vorgenommen wird.
Die mittlere Nachrissbiegezugfestigkeit einer Versuchsserie von mindestens 6 Balken wird wie folgt ermittelt:
L1 für Nachweise der Gebrauchstauglichkeit:
f
f cflm,L1
=
1
n
n
∑
i=l
F0,5,i · l
bi · hi2
L2 für Nachweise der Tragfähigkeit:
Belastung F in N
F
0,5
f
F
0,5
f
cflm,L2
=
1
n
n
∑
i=l
F3,5,i · l
bi · hi2
Der charakteristische Wert der Nachrissbiegezugfestigkeit
wird dann mithilfe des konstanten Umrechnungsfaktors
0,7 bestimmt:
3,5
3,5
Durchbiegung δ in mm
Bild 8: Auswertung einer Lastverformungslinie gemäß [4]
f
f
f cflk,Li
= 0,7 · f cflm,Li
13
4. Einsatzbereiche
4.1 Allgemeines
Stahlfaserbeton hat sich in der Praxis für viele Anwendungen durchgesetzt. Als Basis hierfür dient das DBVMerkblatt [3] (s. Bild 9). Nur für bauaufsichtlich relevante
Bauteile ist eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung
bzw. Zustimmung im Einzelfall erforderlich.
Niedriges
Gefährdungspotenzial
(ohne baurechtliche
Anforderungen an
die Fasern und ohne
wasserrechtliche
Anforderungen)
Nach der bauaufsichtlichen Einführung der Richtlinie
Stahlfaserbeton des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton
als Ergänzung zur DIN 1045 wird Stahlfaserbeton als
Bauprodukt geregelt sein.
Nur mit
wasserrechtlichen
Anforderungen
Nur mit baurechtlichen
Anforderungen
1)
Mit wasserrechtlichen
und baurechtlichen
Anforderungen
1)
Bewehrte Bauteile
nach DIN 1045
DAfStb-Richtlinie für
Betonbau beim
Umgang mit wassergefährdenden Stoffen
Keine tragenden
Bauteile
nach DIN 1045
Unbewehrte Bauteile
nach DIN 1045
(nur konstruktive
Bewehrung)
Bewehrte Bauteile
nach DIN 1045
DAfStb-Richtlinie für
Betonbau beim
Umgang mit wassergefährdenden Stoffen
Nutzung der
Biegezugfestigkeit
(ungerissen)
oder der äquivalenten
Biegezugfestigkeit
(gerissen) (Gebrauchstauglichkeit)
Stahlfasern angesetzt
für den Nachweis der
Gebrauchstauglichkeit
Nachweis der
Grenzzustände der
Tragfähigkeit und
Gebrauchstauglichkeit
Mindestbewehrung
oder Dichtschicht mit
Beschränkung der
Rissbreiten
Nachweis im Grenzzustand von Trag-/
Gebrauchstauglichkeit
sowie der Dichtheit
und Mindestbewehrung
Industriefußböden
Verkehrsflächen
Kellerfußböden
Stützmauern bis 1 m
Geländesprung
Schächte bis 0,9 m
Tiefe
Tresorbeton
Fundamente
Wände
Spritzbeton
Dünnwandige Fertigteile
Sohlplatten
(Fundamentfunktion)
Deckenplatten
Tragende Wände
Tunnelschalen
Baugruben- und
Hangsicherungen
Röhren
Ableitflächen
Auffangwannen
Ableitkanäle
Tankstellenflächen
z.B. aus FDE-Beton,
SIFCon, SIMCon
Tragende Elemente
in Bauwerken mit
Dichtfunktion (z.B.
Sohlplatten, Wände)
1) Über Zustimmung im Einzelfall und bauaufsichtlicher Zulassung auch möglich
Bild 9: Anwendungsmöglichkeiten von Stahlfaserbeton nach DBV-Merkblatt [3]
14
Bild 10: Herstellung Industrieboden
Bild 11: Industrieboden
4.2 Industrieböden
Eine wesentliche Voraussetzung für die Funktion der Industriefußböden ist eine ausreichende Tragfähigkeit des
Untergrundes. Mögliche Setzungsunterschiede sind in
diesem auszuschließen. Die notwendigen Informationen
hierfür liefert ein Bodengutachten. In Abhängigkeit von
den einwirkenden Lasten sichert ein ausreichender
Bettungsmodul die Funktionsfähigkeit der elastisch gebetteten Bodenplatte. Grundsätzlich sind die Werte durch
einen Lastplattendruckversuch nach DIN 18134 [9] zu
überprüfen.
Können die geforderten Werte für den Untergrund nicht
erreicht werden, ist ein Austausch des entsprechenden
Bodenmaterials vorzunehmen oder das System zu verändern (z.B. pfahlgestützte Bodenplatte).
Maximale Einzellast [kN]
≤ 32,5
≤ 60,0
≤ 100,0
≤ 150,0
Untergrund EV2 [MN/m2]
≥ 30,0
≥ 45,0
≥ 60,0
≥ 80,0
Tabelle 2: Richtwerte für den Untergrund bei elastisch
gebetteten Bodenplatten [10]
Maximale Einzellast [kN]
≤ 32,5
≤ 60,0
≤ 100,0
≤ 150,0
Tragschicht EV2 [MN/m2]
≥ 80,0
≥ 100,0
≥ 120,0
≥ 150,0
Tabelle 3: Richtwerte für die Tragschicht bei elastisch
gebetteten Bodenplatten [10]
Bild 12 und Bild 14:
Fugenloser Industrieboden
Die Tragschichten unter der Bodenplatte dienen der Lastverteilung. Die Ausführung und die Festigkeiten werden
durch die Belastung der Bodenplatte bestimmt. Entspricht
der vorbereitete Untergrund den Anforderungen an die
Tragschicht (s. Tabelle 2), kann auf diese verzichtet werden. Richtwerte für eine Tragschicht werden in Tabelle 3
genannt.
Dämmungen aus extrudiertem Hartschaum oder Schaumglas sind als Tragschicht möglich. Die notwendigen Informationen sind den Unterlagen der Hersteller zu entnehmen.
4.2.1 Industrieböden mit Scheinfugen
In der Regel werden Betonböden im Industriebau als entkoppelte, im bauaufsichtlichen Sinne nicht tragende bzw.
nicht aussteifende Bodenplatten hergestellt. Solche elastisch gebetteten Industriefußböden gelten als bauaufsichtlich nicht relevante Bauteile. Die Belastungen aus Block-,
Verkehrs-, Punkt- und Linienlasten werden mit nur geringen Verformungen in den Untergrund abgeleitet.
Zum Abbau der Zwangsspannungen wird die Bodenplatte
durch Scheinfugen (Sollbruchstellen) unterteilt. Die Ausführung in Stahlfaserbeton gilt als Stand der Technik. Die
Umweltbeanspruchungen des Bauteils können durch die
Nennung der notwendigen Expositionsklassen nach DIN
1045-2 [6] beschrieben werden. Bei bauaufsichtlich nicht
relevanten Bauteilen kann auf Anforderungen aus der
Expositionsklasse XM verzichtet werden.
Aus der entsprechenden Landesbauordnung ergeben sich
die möglichen Maximalhöhen für Regale, ohne dass eine
bauaufsichtliche Prüfung notwendig ist. Gerade bei Bauteilen in Schrottumladeplätzen und Müllbunkern (s. auch
15
Bild 14: Freifläche aus Stahlfaserbeton
Kapitel 4.7) kann das zähe Materialverhalten des Stahlfaserbetons für eine Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit genutzt werden. Ebenso bezieht die Richtlinie für
den Umgang mit wassergefährdenden Stoffen [12] den
Einsatz von Stahlfaserbeton mit ein.
4.2.2 Fugenlose Industrieböden (ohne Scheinfugen)
Scheinfugen in einer Bodenplatte sind Schwachstellen.
Kantenausbrüche sind in der Regel nicht zu vermeiden.
Daher stellen Scheinfugen in den meisten Fällen Wartungsfugen dar. Zur Verbesserung der Gebrauchseigenschaften des Industriebodens, vor allem bei hohen Verkehrs- und Punktlasten sowie erhöhten Anforderungen an
die Ebenheit, kann dieser fugenlos (ohne Scheinfugen)
ausgeführt werden. Entweder wird er direkt auf die Tragschicht („Verkrallung“) oder auf einer entsprechend wirksamen Gleitschicht (z.B. 2 Lagen PE-Folie zu je 0,2 mm)
verlegt.
Bei fugenlosen Industrieböden, die in erster Linie auf der
Wirkungsweise des Stahlfaserbetons basieren, sind in der
Regel höhere Stahlfasergehalte notwendig.
Zur Beeinflussung des Frühschwindens ist die Zugabe von
Glas- oder Kunststofffasern möglich. Die Tagesfelder mit
einem Länge-Breiteverhältnis von 1 bis 1,3 werden durch
Fugenprofile miteinander verbunden (Querkraftübertragung) (s. auch Kapitel 7.10.2). So ist es möglich kritische
Scheinfugen zu vermeiden und das Bauteil bei gleicher
oder verbesserter Gebrauchseigenschaft mit reduzierter
Bauteildicke auszubilden.
Industrieböden ohne Scheinfugen dürfen nur im Innenbereich, wo der Boden keinen extremen Witterungsbedingungen unterliegt, eingesetzt werden.
Bild 15: Pfahlgestützter Industrieboden
4.2.3 Industrieböden im Außenbereich und andere
Freiflächen
Grundsätzlich gelten hier die gleichen Grundlagen wie für
Industrieböden in anderen Einsatzbereichen. Freiflächen
und Fahrbahnen unterliegen direkt den täglichen und
jahreszeitlich bedingten Temperatur- und Wetterschwankungen (Wölbspannungen aus Wechsel Tag/Nacht, Hitze/
Frost). Auch wenn hier die Stahlfasern günstig wirken,
sind Fugenfelder möglichst nicht größer als 6 m x 6 m zu
wählen. Durch die dreidimensionale Wirkung der Stahlfaserbewehrung kann bei gleicher Anzahl von Frost-/Tauwechseln mit Tausalzbeaufschlagung eine signifikant
höhere Stabilität der Oberfläche beobachtet werden.
4.2.4 Pfahlgestützte Industrieböden
Bei schlechten Untergrundverhältnissen ist es häufig wirtschaftlich sinnvoller, den Industrieboden pfahlgestützt
herzustellen, als teuere Sanierungs- und Verbesserungsmaßnahmen am Untergrund vorzunehmen. Zur Ausführung kommen Systeme mit reiner Stahlfaserbewehrung
und Kombinationen mit herkömmlicher Stabstahl- und
Mattenbewehrung. Sowohl bei Rüttelstopf- als auch bei
Betonpfählen ist eine Anwendung möglich. Von einem
maximalen Pfahlraster von 4,5 m x 4,5 m ist auszugehen.
Dabei wird die Bodenplatte als von Pfahl zu Pfahl freispannend bemessen, sodass auch bei späteren Setzungen
des Untergrundes die Tragfähigkeit gewährleistet ist.
Dabei muss geprüft werden, ob eine Zustimmung im
Einzelfall notwendig wird. Das System kann für alle Lastfälle, also auch bei Hochregallagern eingesetzt werden. In
weiten Teilen Europas gehören pfahlgestützte Industrieböden zur allgemeinen Baupraxis.
16
Bild 16: Stahlfaserbetonbodenplatte im Wohnungsbau
4.3 Wohnungsbau
4.3.1 Bodenplatten
Bei einer Ausführung von Sohlplatten mit gesonderten
Streifen- und Einzelfundamenten ist ein Einsatz von Stahlfaserbeton in der Regel ohne besondere Anforderungen
möglich. Werden Lasten aus dem Gebäude über die
Bodenplatte abgetragen, handelt es sich also um eine
tragende Fundamentbodenplatte, ist eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall erforderlich.
In den bestehenden Zulassungen (s. Tabelle 5) wird der
Nachweis im Grenzzustand der Tragfähigkeit mithilfe der
Faserklassen gemäß DBV-Merkblatt „Stahlfaserbeton“ [3]
geführt. In der Regel sind, um die Gebrauchstauglichkeit
und Tragfähigkeit sicherzustellen, Einschränkungen für die
Plattendicke, die Plattenabmessungen und die zulässige
Bodenpressung in den Zulassungen enthalten.
Bei gleichmäßig tragfähigem Untergrund und einer zulässigen Bodenpressung von mehr als 150 kN/m2 ist unter
Einhaltung der jeweiligen Randbedingungen die Ausführung von Fundamentbodenplatten für Einfamilienhäuser
in Stahlfaserbeton im Regelfall möglich.
Bei Bodenplatten mit Anforderungen gemäß der Richtlinie
des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“ [13] ist eine Kombibewehrung sinnvoll (s. auch Abschnitt 4.3.4). Reine Faserbetonlösungen sind als „Weiße Wanne“ nicht zulässig.
4.3.2 Streifenfundamente
In der Regel sind Streifenfundamente unbewehrt bemessen und werden lediglich konstruktiv bewehrt. Diese
konstruktive Bewehrung kann durch Stahlfasern ersetzt
werden. Voraussetzung ist eine ausreichende und gleichmäßige Tragfähigkeit des Baugrundes.
4.3.3 Kellerwände
Die Aufgabe des stahlfaserbewehrten Bauteiles liegt vor
allem in der Aufnahme des Erddrucks und von aufliegenden Lasten. Die Verbesserung des Rissverhaltens wirkt
sich günstig auf die Wasserundurchlässigkeit des Betons
aus. Rostpunkte sind bei Verwendung eines Betons mit
ausreichendem Mörtel- und Mehlkorngehalt an den geschalten Oberflächen meist nicht zu erwarten. Diese können gegebenenfalls durch den Einsatz verzinkter Fasern
vermieden werden (Hinweis: Kap. 2.2, 1. Absatz beachten).
17
Bild 17: Einbau des Stahlfaserbetons in eine
Kellerwandschalung
Bild 18: Geschalte Kellerwand für Stahlfaserbeton
Für die Ausführung von Betonwänden in Stahlfaserbeton liegen Zulassungen verschiedener Hersteller vor (s. Tabelle 5).
In der Regel wird bei Wänden mit Erddruck eine ausreichende Auflast benötigt.
Hier können die herkömmlichen Bewehrungsgehalte,
selbst beim ungünstigen Fall des zentrischen Zwangs,
wesentlich reduziert werden (s. Bild 19). Kann bei
Bauteilen auf eine aufwendige Stabstahlbewehrung verzichtet werden und stattdessen eine Lagermatte verwendet werden, ist dies in der Regel eine wirtschaftlichere
Variante.
Bei Kellerwänden mit Anforderungen gemäß der WURichtlinie [13] ist eine Kombibewehrung sinnvoll (s. auch
nachfolgendes Kapitel).
4.3.4 Weiße Wanne/Dichtes Bauwerk
Bei Betonbauteilen kommt es in der Regel aufgrund von
Zwangsbeanspruchungen, wie dem Abfließen der Hydratationswärme und dem Schwindprozess, bereits im frühen
Stadium zur Rissbildung. Um für die Konstruktion schädliche Rissbreiten zu verhindern, wird entweder versucht
durch konstruktive Maßnahmen, wie zum Beispiel die
Anordnung von Fugen, die Rissbildung zu verhindern
oder eine zur Rissbreitenbegrenzung bemessene Bewehrung wird eingebaut. Die hierbei notwendigen sehr hohen
Bewehrungsquerschnitte können durch den Einsatz von
Stahlfaserbeton erheblich reduziert werden (s. auch
Kapitel 5.2.3).
Reduzierung der Mindestbewehrung
durch den Einsatz von Stahlfaserbeton in %
(zentrischer Zwang, Betongüte C 30/37, d ≤ 300 mm)
100 %
90 %
80 %
70 %
60 %
50 %
40 %
30 %
20 %
10 %
0%
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
äquivalente Zugfestigkeit [N/mm ]
2
Bild 19: Reduzierung der Mindestbewehrung durch den Einsatz von
Stahlfaserbeton (Gilt nur für den Verformungsbereich Ι)
18
Bild 20: Stahlfaserspritzbetonauftrag im Tunnel
4.4 Tunnelbau
4.4.1 Spritzbeton
Seit vielen Jahren wird Stahlfaserbeton erfolgreich und in
großen Volumina im Tunnelbau eingesetzt. In zahlreichen
Ländern gilt dieser Werkstoff als erste Wahl im Tunnelbau. Aufgrund vielfältiger Ursachen ist die Entwicklung in
Deutschland leider noch weit von der Situation in Ländern wie z.B. der Schweiz, Spanien und Norwegen entfernt. Nichtsdestotrotz wurden auch in Deutschland eine
Reihe von Tunnelbauwerken mit Stahlfaserbeton ausgeführt. Stellvertretend dafür seien der Tunnel Berg Bock in
Thüringen und der Tunnel Königshainer Berge in Sachsen
(Spritzbeton), die U-Bahn in Essen oder der Hofoldinger
Stollen bei München (Tübbinge) genannt.
Bei der Spritzbetonbauweise kommt es darauf an, die
Verformungen des Gebirges zum richtigen Zeitpunkt zu
stabilisieren sowie Luftzutritt und Änderungen im Wasserfluss frühestmöglich zu unterbinden. Die Sicherheit der
im ungesicherten Tunnelbereich arbeitenden Mannschaften
hat höchste Priorität.
Der grundlegende Unterschied beim Tunnelbau im Vergleich zum üblichen Hochbau liegt in der Art der Beanspruchung. Während beim Hochbau vorwiegend relativ
genau bestimmbare Belastungen dominieren, ist dies
beim Tunnelbau nicht ganz so einfach. Hier überwiegen
Beanspruchungen aus Deformationen (Spritzbetonbauweise) und den Einbauzuständen (Tübbinge).
Sicherheit, Geschwindigkeit und Dauerhaftigkeit sind mit
die wichtigsten Kriterien, die ein Baustoff erfüllen muss.
Stahlfaserbeton hat sich dabei sehr erfolgreich bewährt –
allein oder in Kombination mit einer Bewehrung.
Daher muss das verwendete Material möglichst verformungsfähig („duktil“) und schnell einzubauen sein. Die
Kombination aus Stahlfaserbeton und Felsankern hat sich
dabei bewährt. Der Einbau der Anker und auch des
Spritzbetons kann vom gesicherten Bereich aus mit Robotern bzw. speziellen Maschinen erfolgen, ohne dass
sich ein Arbeiter in der unmittelbaren Gefahrenzone aufhalten muss. Das gefährliche, zeitaufwendige und daher
auch kostspielige Anbringen von Baustahlmatten entfällt.
Bauzeitverkürzungen von 30 % sind gegenüber der mattenbewehrten Bauweise durchaus üblich.
Zudem sind deutliche Einsparungen in der Betonmenge
möglich, da der Stahlfaserspritzbeton, anders als die
Matte, der Kontur des Querschnittes folgen kann. Hohlräume hinter den Matten müssen naturgemäß nicht aufgefüllt werden. Auch der sogenannte „Spritzschatten“ hinter der Bewehrung, der den Verbund reduziert, ist nicht
vorhanden. Gleichzeitig wird der Rückprall durch den
Wegfall der beim Spritzen störenden Bewehrungsstäbe
reduziert. Die Bemessung erfolgt, anders als im Hochbau,
nicht über Lasten und daraus ermittelte Schnittgrößen.
Vielmehr hilft die Spritzbetonschicht dem Gebirge, sich
selbst zu tragen.
19
International bewährt hat sich das Kriterium der Energieaufnahmefähigkeit in Joule. Abhängig vom anstehenden
Gebirge und der Tunnelgeometrie lassen sich erforderliche Werte für den zu verwendenden Stahlfaserspritzbeton
ermitteln. Diese sind hauptsächlich aus der Erfahrung
abgeleitet und haben sich über Jahre hinweg bewährt
[14]. Die international etablierten Plattenprüfungen, die
zur Ermittlung des Energieaufnahmevermögens notwendig sind, wurden von EFNARC in einer Richtlinie [15] veröffentlicht. Die Versuchsergebnisse können nicht für eine
Querschnittsbemessung herangezogen werden, da über
das Testverfahren eine Systemeigenschaft ermittelt wird.
Allerdings entspricht das Prüfverfahren dem statischen
System einer rückverankerten Spritzbetonschale, sodass
die Verhältnisse im Tunnel dadurch sehr gut abgebildet
werden.
4.5 Flächen nach WHG § 19
Bauteile wie Auffangwannen, Dichtflächen von Tankstellen,
Ab- und Umfüllstationen oder Gefahrgutlager unterliegen
den Anforderungen des § 19 des Wasserhaushaltsgesetzes
(WHG). Einer solchen Betonfläche kommt eine Barrierefunktion zu, die das Grundwasser und die Umwelt vor
Verunreinigungen durch austretende Lager- oder Umschlaggüter schützen soll. Die Bemessung dieser Bauteile
wird in der DAfStb-Richtlinie „Betonbau beim Umgang
mit wassergefährdenden Stoffen“ geregelt [12].
Die Verwendung von Stahlfaserbeton wurde schon in der
vorhergehenden Fassung der DAfStb-Richtlinie [12] geregelt. Der positive Effekt von Stahlfasern hinsichtlich Rissbildung, Erhöhung des Eindringwiderstandes und der
Dichtigkeit im gerissenen und ungerissenen Beton wird
daher schon seit längerer Zeit auch praktisch genutzt [16].
4.4.2 Stahlfaserpumpbeton
Stahlfaserpumpbeton wird im Tunnelbau beispielsweise
für die Betonage der Innenschale verwendet. Der Bauablauf wird durch den Entfall der Bewehrungsarbeiten
wesentlich beschleunigt und vereinfacht. Insbesondere in
der Kalotte ist es dann einfacher, ein homogenes und vor
allem dichtes Betongefüge herzustellen. In Österreich
nimmt die Richtlinie „Tunnelinnenschalen“ [14] explizit
Bezug auf die Verwendung von Stahlfaserbeton.
Die Bemessung ist, anders als beim Spritzbeton, querschnittsbasiert und kann beispielsweise unter Zuhilfenahme des DBV-Merkblatts „Stahlfaserbeton“ [3] geführt
werden.
Ziel ist es, je nach Anforderung ein rissfreies Bauteil, ein
trennrissfreies Bauteil oder ein Bauteil mit Trennrissen mit
sehr kleinen Rissbreiten zu erhalten. Verschiedene Regelbauweisen stehen zur Verfügung, die unterschiedliche
Abdichtungsmaßnahmen verwenden. Der Betonfläche
kann dabei eine ausschließlich tragende oder auch eine
tragende und abdichtende Funktion zukommen.
Beim letzteren Fall gilt das Prinzip „so viele Fugen wie
nötig, jedoch so wenige Fugen wie möglich“. Jede Fuge
stellt eine prinzipielle Schwachstelle mit Wartungsaufwand dar. Andererseits lassen sich damit Zwangskräfte im
Beton, die zur Rissbildung führen können, wirkungsvoll
reduzieren.
20
Bild 21: Fahrzeugwaschplätze ausgeführt
in Steelcrete
Bild 22: Biodieselanlage – Auffangwanne mit
Fundamenten für ein Tanklager ausgeführt
in Steelcrete
Häufig werden entsprechend [12] Fugenabstände von 4 m
ausgeführt, was jedoch eine erhebliche Zahl an Fugen zur
Folge hat. Eine Reihe von Tankstellen wurde beispielsweise nach diesem Prinzip mit Stahlfaserbeton ausgeführt.
Die Fasermenge bzw. die Leistungsfähigkeit des Faserbetons wurde dabei anhand der Regelungen in [12] ermittelt.
Abhängig von der Art der auf die Dichtfläche einwirkenden Stoffe kann auch eine rissbreitenbegrenzende Bewehrung bei entsprechend größerem Fugenabstand nachgewiesen werden. In den meisten Fällen ist der Nachweis
für einen Trennriss mit wk = 0,1 mm notwendig und/oder
eine zusätzliche Beschichtung. Bewährt hat sich dabei
eine Kombination aus Stahlfasern und herkömmlicher
Bewehrung (s. Kapitel 5.2.3). Ein rechnerischer Nachweis
der Rissbreite mit Stahlfaserbeton allein ist nur in Ausnahmefällen möglich (permanente Druckzone in jedem
Querschnitt, z.B. infolge Vorspannung oder Auflast). Für
die hier betrachteten Anwendungen mit großen Fugenabständen wird daher immer eine Kombinationsbewehrung erforderlich sein. Einsparungen von bis zu 50 % der
herkömmlichen Bewehrung sind dabei möglich mit entsprechend positiven Effekten hinsichtlich Einbaubarkeit
von Bewehrung und Beton sowie Verdichtung und damit
insgesamt der Bauteildichtigkeit.
Bild 23: Biomüllkompostanlage Bodenplatte und
Wände ausgeführt in Steelcrete
4.6 Sonderanwendungen
Aufgrund der duktilen Eigenschaften des Stahlfaserbetons
eignet er sich besonders zur Verbesserung der Gebrauchstauglichkeit bei Bauteilen mit schlagender und schleifender Belastung, wie zum Beispiel bei Schrottumladeplätzen,
Müllbunkern und Biokompostanlagen. Die Gesetzeslage
sieht vor, dass unbehandelte Abfälle nicht deponiert werden dürfen. Die Vorbehandlung dieser Stoffe geschieht
auf Dichtflächen im Bereich von Müllaufbereitungsanlagen.
Auch hier ist Stahlfaserbeton als Baustoff prädestiniert.
Die Standsicherheit wird durch herkömmliche Bewehrung
nachgewiesen oder eine Zustimmung im Einzelfall wird
notwendig. Durch die dreidimensionale Bewehrungsführung kann den unbestimmten Lastverläufen besser entsprochen werden. Die Bewehrungssicherheit ist bis unmittelbar an die Bauteiloberfläche gewährleistet. Die
Oberflächenstabilität ist damit verbessert. In der Regel
bestehen bei den genannten Bauteilen Anforderungen
aus dem Wasserhaushaltsgesetz. Durch die bessere Risskontrolle des stahlfaserbewehrten Betons (Kombibewehrung) wird die Dauerhaftigkeit verbessert. Die DAfStbRichtlinie für den Umgang mit wassergefährdenden Stoffen
[12] verweist ausdrücklich auf die empfehlenswerte Verwendung von Stahlfasern.
21
5. Hinweise zur Bemessung
5.1 Bemessung von Industriefußböden
nach Bemessungsmodell
Wie bereits in Kapitel 4.2 beschrieben, sind Industrieböden ohne tragende bzw. aussteifende Funktion zu den
Bauteilen mit niedrigem Gefährdungspotenzial zu zählen
und damit ohne bauaufsichtliche Relevanz. Übernehmen
Industrieböden tragende bzw. aussteifende Funktion, so
ist eine Ausführung mit Stahlfaserbeton oder stahlfaserverstärktem Stahlbeton nur auf Basis einer Zustimmung im
Einzelfall oder einer allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung des Bauteils möglich. Tabelle 4 zeigt mögliche
Bemessungsansätze für Industrieböden.
5.1.1 Betongüte
Je höher die Betondruckfestigkeit, umso größer ist der
Widerstand gegen das Ausziehen der Fasern. Die Betondruckfestigkeitsklasse sollte daher nicht höher als C30/37
gewählt werden (Schwindverhalten, Eigenspannungen,
Hydratation). In der Regel kommt ein C20/25, C25/30
oder C30/37 zum Einsatz. Bei Betonen dieser Betondruckfestigkeitsklassen sollte die Zugfestigkeit der Stahldrahtfaser zwischen 1.000 und 1.200 N/mm2 liegen. Bei
höheren Betonfestigkeiten sollte die Zugfestigkeit der
Stahlfasern kongruent zur Betonfestigkeit sein.
5.1.2 Einwirkungen auf Industrieböden
Ansatz
1
2
3
Einwirkende Größen
elastisch
elastisch
plastisch
Aufnehmbare Größen
elastisch
plastisch
plastisch
Tabelle 4 : Bemessungsansätze für Industrieböden
Ausgehend vom festgelegten Berechnungsmodell wird
mit den Lastfällen Flächenlast, Punktlast, LKW- und/oder
Staplerlast sowie Schwinden und Temperatur die Bemessung durchgeführt.
Zur Bemessung eines Industriebodens, sind nachfolgende
Eingangsgrößen u.a. wichtig:
n Anforderungen nach DIN 1045-1, falls erforderlich
Bei größeren Platten (fugenarme Platten) ist in der Regel
der Zustand der Gebrauchstauglichkeit das maßgebende
Bemessungskriterium. Neben den maximal auftretenden
Biegezugspannungen aus Vertikalbelastungen sind in die
Bemessung die Spannungen aus der Schwind- und Temperaturbeanspruchung zu berücksichtigen.
Der für die Bemessung erforderliche Bettungsmodul wird
aus Lastplattendruckversuchen über die Bodenkennwerte
EV1 und EV2 ermittelt (s. auch Kapitel 4.2). Ist eine Dämmung unter der Bodenplatte vorgesehen, so muss diese
ebenfalls bei der Ermittlung des Bettungsmoduls beachtet
werden.
Um eine optimale Tragfähigkeit des Untergrundes zu
gewährleisten, ist es notwendig, ein Bodengutachten vor
der Planung des Industriebodens erstellen zu lassen.
n Zulässige Bodenpressung oder vorhandener
Bettungsmodul
n Plattenabmessung (Dicke, Länge, Breite)
n Rechnerisch nachzuweisende Rissbreite, falls
erforderlich
n Angaben zur Belastung
Anhand eines Formulars (s. Anlage 2 „Zur Bemessung
von Industriefußböden“) wird unser Kundenbetreuer
Ihre Anfrage aufnehmen und zielgerichtet bearbeiten.
Rufen Sie uns an. Die passenden Kontaktdaten für Ihre
Region finden Sie unter www.heidelberger-beton.de/
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22
AWand
IWand
AWand
Stahlfaserbeton-Bodenplatte
Tragschicht
Streifenfundament
Untergrund
Stahlfaserbeton-Decke
Kellerwand
Kellerwand
Stahlfaserbeton-Fundamentplatte
Tragschicht
konstruktive Bewehrung
Bemessung Grundlage DBV-Merkblatt und Zulassung
Bild 24: Prinzipdarstellung von Konstruktionsmöglichkeiten im Wohnungsbau
5.2 Bemessung von Bauteilen im
Wohnungsbau
Um tragende Fundamentplatten zu bemessen, sind nachfolgende Eingangsgrößen u.a. wichtig:
Die Bemessung von Streifenfundamenten mit mittiger
Lasteinleitung ist in der DIN EN 1992-1-1 [17] geregelt.
Streifenfundamente im Wohnungsbau sind in der Regel
Bauteile mit konstruktiver Bewehrung. Bei der Bemessung
von Fundamentplatten können variable Plattendicken
(Vouten) und auch kombinationsbewehrte Lösungen vorgesehen werden.
n Anforderungen nach DIN 1045-1
Bei einer frostfreien Gründung empfiehlt sich besonders
eine Ausführung als tragende Fundamentplatte aus Stahlfaserbeton oder stahlfaserverstärktem Stahlbeton. Bei
nicht frostfreier Gründung ist es notwendig, eine tragende Fundamentplatte mit Frostschürzen auszuführen.
n Evtl. Höhe des Bemessungswasserstandes
Auch Wände können in Stahlfaserbeton oder stahlfaserverstärktem Stahlbeton ausgeführt werden. Bei einer
Wand, die durch den Lastfall Erddruck und/oder drückendes Wasser beaufschlagt ist, handelt es sich wie bei einer
tragenden Fundamentplatte um ein Bauteil mit baurechtlichen Anforderungen. Für die Ausführung dieses Bauteils
in Stahlfaserbeton oder stahlfaserverstärktem Stahlbeton
ist eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder eine
Zustimmung im Einzelfall notwendig.
Auch bei Forderungen nach Rissbreitenbegrenzungen in
den genannten Bauteilen haben kombinationsbewehrte
Bauteile Sinn, da im Zusammenhang mit Stahlfaserbeton
eine Reduzierung der Bewehrung vorgenommen werden
kann.
n Maximale Belastung aus Außen- und Innenwand
inklusive der Wandstärken
n Zulässige Bodenpressung oder vorhandener
Bettungsmodul
n Plattenabmessung (Dicke, Länge, Breite)
n Plattenüberstand an den Außenwänden
n Evtl. rechnerisch nachzuweisende Rissbreite
Für die Bemessung von Wänden sind nachfolgende
Eingangsgrößen u.a. erforderlich:
n Anforderungen nach DIN 1045-1
n Auflast auf Wand
n Dicke der Bodenplatte und der Geschossdecke
n Wandhöhe
n Evtl. Höhe der Erdanschüttung
n Evtl. Höhe des Bemessungswasserstandes
n Evtl. rechnerisch nachzuweisende Rissbreite
Anhand eines Formulars (s. Anlage 3 „Zur Bemessung
von Fundamentplatten“ bzw. Anlage 4 „Zur Bemessung
von Kellerwänden“) wird unser Kundenbetreuer Ihre
Anfrage aufnehmen und zielgerichtet bearbeiten.
Rufen Sie uns an. Die passenden Kontaktdaten für Ihre
Region finden Sie unter www.heidelberger-beton.de/
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23
dA
dM
Wandüberstand a
NM
NA
dPlatte
dPlatte
x
x
x
Bodenpressung
δBd
Bodenpressung
MRd2
M‘
δBd
MRd2
Momente
MRd1
M1
Bild 25: Darstellung Bemessungsansatz Außenwand
auf einer Fundamentplatte
Momente
Bild 26: Darstellung Bemessungsansatz Innenwand auf einer
Fundamentplatte
5.2.1 Bodenplatte/Fundamentplatte
Wie bereits im Abschnitt 5.2 beschrieben, gibt es verschiedene Ausführungsvarianten von Gründungen im
Wohnungsbau.
Erfolgt die Gründung auf Streifenfundamenten, so hat
die Bodenplatte keine tragende Funktion im Bauwerk
(s. Bild 24). Es ist nur eine konstruktive Bewehrung
erforderlich. Eine Umbemessung kann durch den Faserhersteller erfolgen. Hierbei ist die in der allgemeinen
bauaufsichtlichen Zulassung der Faserhersteller geregelte
Mindestdosierung für den jeweiligen Stahlfasertyp zu
berücksichtigen.
Bei einer Gründung durch eine tragende Fundamentplatte
sind Nachweise entsprechend den Zulassungen der jeweiligen Faserhersteller zu führen (s. Bild 24). Die Grundlage
zur Bestimmung der Schnittgrößen bildet die Plastizitätstheorie. Die Schnittgrößen werden bestimmt aus den
ständigen und veränderlichen lotrechten Einwirkungen
auf die Bodenplatte.
Es wird davon ausgegangen, dass sich im Abstand x von
der Außenwand (AW) bzw. Innenwand (IW) plastische
Gelenke bilden.
Der Anteil der Platte zwischen den plastischen Gelenken
(AW–IW, IW–IW oder AW–AW) bleibt ohne Berücksichtigung. Der Nachweis auf Biegung erfolgt unter Ermittlung des aufnehmbaren Momentes MRd und des Abstandes x des plastischen Gelenkes in der Zugzone, jeweils für
Außen- und Innenwand getrennt. Auf der Bauteilseite ist
nun der Nachweis zu erbringen, dass die Bodenplatte in
der Lage ist das ermittelte Moment MRd aufzunehmen
(s. auch Bilder 25 und 26).
Die Bemessung erfolgt nach den jeweiligen Zulassungen.
Mittels der dort zur Verfügung gestellten Nomogramme
ist eine schnelle und einfache Bemessung möglich. An
einspringenden Ecken oder Aussparungen ist eine zusätzliche konstruktive Bewehrung erforderlich (s. hierzu Bilder
30 und 31).
5.2.2 Wände
Auch bei der Bemessung von Wänden mit dem Lastfall
Erddruck ist ein Standsicherheitsnachweis erforderlich.
Die Nachweise erfolgen auch hier anhand der in den
jeweiligen Zulassungen zur Verfügung gestellten Nomogramme.
5.2.3 Dichte Bauwerke
Dichte Bauwerke sind in der DAfStb-Richtlinie „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“ [12] (hier z.B. die
sogenannte „Weiße Wanne“) und in der DAfStb-Richtlinie
„Betonbau beim Umgang mit wassergefährdenden
Stoffen“ [10] geregelt.
Diese können ohne gesonderte konstruktive Maßnahmen
bei einer rechnerisch nachzuweisenden Rissbreite nicht
allein aus reinem Stahlfaserbeton hergestellt werden.
Dazu ist in jedem Fall eine Kombinationsbewehrung
(Stahlfasern und Bewehrungsstahl) erforderlich. Stabstahlbzw. Mattenstahlbewehrung kann bei dieser Bauweise
reduziert werden, was zu einer wirtschaftlicheren Lösung
führt. Auch die Dauerhaftigkeit des Bauwerkes wird durch
den Stahlfaserbeton positiv beeinflusst.
24
Bild 27: Einbau des Fugenbandes
Gemäß dem DBV-Merkblatt Stahlfaserbeton [3] sowie
dem Entwurf der künftigen DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton [4] ist ein rechnerischer Rissbreitennachweis nach
folgenden Bemessungsansätzen möglich. Hierbei sind
auch die Angaben in den Bauteilzulassungen der Faserlieferanten zu beachten.
I. Biegung:
ε fc,max
h–x
h–x
x
h
h–x
w
ε fct
II. Zentrischer Zwang:
Die für die Rissbreitenbegrenzung notwendige Bewehrung
ist wesentlich von der Zugfestigkeit des Betons abhängig.
Die bei Rissbildung im wirksamen Betonquerschnitt frei
werdende Zugkraft muss von der Bewehrung aufgenommen werden. Um die Rissbreiten klein zu halten, ist die
Bewehrung zusätzlich möglichst fein zu verteilen und die
zulässigen Dehnungen im Stahl dürfen nur zu einem Teil
ausgenutzt werden.
Im DBV-Merkblatt „Stahlfaserbeton“ [3] wird dem Einfluss
der Fasern durch eine Abminderung der wirksamen Zugfestigkeit des Betons zum betrachteten Zeitpunkt Rechnung
getragen. Von der effektiven Betonzugfestigkeit wird die
äquivalente Zugfestigkeit des Stahlfaserbetons abgezogen.
Dieser Anteil entspricht der äquivalenten Zugfestigkeit im
Verformungsbereich Ι (s. Bild 29).
w = εfct · ( h - x )
Kraft [kN]
Bild 28: Darstellung Biegeriss im Bauteilquerschnitt
40
35
30
25
20
w
εfct
h
x
Rissbreite des Stahlfaserbetons oder des
stahlfaserverstärkten Stahlbetons
Dehnung des Stahlfaserbetons oder des
stahlfaserverstärkten Stahlbetons
statische Nutzhöhe des Bauteils
Druckzonenhöhe aus der Biegebemessung
15
äquivalente Kraft Feq,i = 26,28 kN
äquivalente Biegezugfestigeit feq,i = 4,5 N/mm2
10
5
0
1
2
3
4
Durchbiegung in Balkenmitte [mm]
Bild 29: Lastverformungskurve Stahlfaserbeton (Fasergehalt 35 kg/m3)
25
Deutlich wird der Einfluss der Stahlfasern bereits bei der
Ermittlung der Mindestbewehrung zur Begrenzung der
Rissbreite gemäß [3].
AS =
Für die Grenzdurchmesser d*s· nach DIN 1045-1 Tabelle
20 [7] und die Höchstwerte der Stababstände smax nach
DIN 1045-1 Tabelle 21 [7] dürfen nach folgenden zwei
Gleichungen ([3], Abschnitt 8.3.2) modifizierte Werte
angesetzt werden.
(kc · k · fct,eff - feq,ctk, ) Act
Ι
σS
dfs = d*s · 1 +
AS
kc
k
fct,eff
feq,ctk,Ι
Act
σS
Querschnittsfläche der Betonstahlbewehrung
Beiwert zur Berücksichtigung der
Spannungsverteilung innerhalb der Zugzone
(zwischen 0,4 und 1,0 bei zentrischem Zug) [7]
Beiwert zur Berücksichtigung von nichtlinear
verteilten Betonzugspannungen
k = 0,8 für h ≤ 300 mm
k = 0,5 für h ≥ 800 mm
Zwischenwerte dürfen interpoliert werden [7]
wirksame Zugfestigkeit des Betons zum betrachteten Zeitpunkt
äquivalente Zugfestigkeit des Stahlfaserbetons
Betonzugzone im Querschnitt
zulässige Spannung in der Betonstahlbewehrung
Grundlage für die Bemessung der Rissbreite im Lastfall
zentrischer Zwang ist die DIN 1045-1 Abschn. 11.2.3 [7].
Für die Betonfestigkeit und die Faserwirkung ist jeweils
das gleiche Alter anzusetzen. Nach dem DBV-Merkblatt
Stahlfaserbeton [3] erfolgt der rechnerische Rissbreitennachweis in Anlehnung an die DIN 1045-1 [7] Abschn.
11.2.2 und 11.2.4. Es darf die zum betrachteten Zeitpunkt
angesetzte Zugfestigkeit des Betons um die charakteristische äquivalente Zugfestigkeit im Verformungsbereich Ι
(s. Kapitel 3.1) zum betrachteten Zeitpunkt reduziert
werden.
sfmax = smax ·
feq,ctk,Ι
fctk
fctk
fctk - feq,ctk,
Ι
smax
d*s
dfs
sfmax
feq,ctk,Ι
fctk
Höchstwerte der Stababstände nach DIN 1045-1
Grenzdurchmesser nach DIN 1045-1 [7]
zu berücksichtigender Grenzdurchmesser
zu berücksichtigender Höchstwert der
Stababstände
die äquivalente Zugfestigkeit des Stahlfaserbetons
im Verformungsbereich Ι
Fraktilwert der Betonzugfestigkeit
26
5.3 Konstruktive Schwindbewehrung
Grundsätzlich sollten alle hinsichtlich der Eigenspannungen
kritischen Punkte durch konstruktive Zulagebewehrung
aufgenommen werden. Dies betrifft insbesondere einspringende Ecken, Stützen oder eckige Plattenaussparungen; dort sind Parallel- oder Schrägzulagen gegen die dort
auftretenden Kerbspannungen einzulegen. Konstruktive
Schwindbewehrungen verhindern keine Risse, sie reduzieren die Rissbreiten auf ein baupraktisch unbedenkliches
Maß. Nachfolgend werden einige Ausführungsvorschläge
für die Anordnung von Bewehrung zur Aufnahme der
Kerbspannung aufgezeigt:
3 x d = 10 mm (o+u)
BSt 500/550S
l = 1200 mm
Bild 30 a: Detailvorschlag zur Anordnung konstruktiver
Schwindbewehrung an einspringenden Ecken in Bodenplatten.
4 x d = 10 mm (o+u)
BSt 500/550S
l = 1200 mm
Bild 30 b: Detailvorschlag zur Anordnung konstruktiver
Schwindbewehrung an einspringenden Ecken in Bodenplatten.
8 x d = 10 mm (o+u)
BSt 500/550S
Bild 30 c: Detailvorschlag zur Anordnung konstruktiver
Schwindbewehrung an Pfeilern und Stützen in Bodenplatten.
A
Schnitt A – A
4 x d = 10 mm, als U gebogen
4 x d = 10 mm, l = B + 1,50 m, als Verbindung U-Stab
BSt 500/550S
Bild 31: Konstruktives Detail einer Bewehrung zur
Aufnahme von Kerbspannungen an einem Wanddurchbruch (z.B. Kellerfenster)
B
A
Achtung: Schwindbewehrung ersetzt nicht die statisch erforderliche
Bewehrung für den Nachweis der Tragfähigkeit!
27
6. Betontechnologie, -anforderungen, -herstellung
und -bestellung
6.1 Hinweise zur Erstellung der Rezeptur
6.1.2 Gesteinskörnungen (Zuschläge)
Stahlfaserbeton ist ein Normalbeton nach DIN EN
206-1:2001-07 [5] in Verbindung mit DIN
1045-2:2001-07 [6], dem zum Erreichen einer äquivalenten Zugfestigkeit Stahlfasern beigemischt werden. Der
Beton muss u.a. im Mörtelgehalt, dem Größtkorn der Gesteinskörnung und der Konsistenz auf diesen Einsatzfall
angepasst werden.
Als geeignet gelten Gesteinskörnungen und rezyklierte
Gesteinskörnungen gemäß DIN EN 206-1/DIN 1045-2
Abschnitte 5.1.3 und 5.2.3 [5], [6].
In der Regel kommen Stahlfaserbetone in den Druckfestigkeitsklassen C25/30 bis C30/37 zum Einsatz. Sind
höhere Druckfestigkeitsklassen gefordert, dann ist besonderes Augenmerk der Stahlfaserauswahl und -menge zu
schenken. Stahlfasern sind in der Stoffraumrechnung als
Zusatzstoff anzusetzen. Dabei kann von einer Dichte von
7,85 kg/dm3 ausgegangen werden.
An die Ausgangsstoffe für den Stahlfaserbeton werden
nach [5] und [6] nachfolgende Forderungen gestellt.
Bei Stahlfaserbeton führen alle Gesteinskörner, die größer
als der mittlere Faserabstand sind, zu Faserkonzentrationen. Hierdurch ergibt sich eine ungleichmäßige Faserverteilung, eine sogenannte Igelbildung ist möglich. Dies
verschlechtert die Frisch- und Festbetoneigenschaften
und die Wirksamkeit der Stahlfasern wird reduziert.
Der (theoretische) mittlere Faserabstand lässt sich nach
Romualdi und Mendel [18] nach folgender Formel ermitteln:
dm =
≥ Dmax
Vf
dm
d
Vf
Dmax
Bild 32: Zusammenhang zwischen Größtkorn und Faserverteilung [18]
122 · d
mittlerer Faserabstand in mm
mittlerer Faserdurchmesser in mm (z.B. 1 mm)
Nominalwert des Fasergehaltes (kg/m3) (z.B. 26 kg/m3)
Größtkorn der Gesteinskörnung in mm
Generell ist darauf zu achten, dass ausreichende Mengen
an Feinstsand und Mehlkorn vorhanden sind, damit die
Fasern ausreichend in der Betonmatrix eingebunden werden können und beim Abziehen der Fläche bzw. Verdichten des Bauteils ausreichend Mörtel insbesondere an der
Oberfläche vorhanden ist, um einen Oberflächenschluss
zu ermöglichen.
6.1.1 Zement
Ausfallkörnungen sind grundsätzlich zu vermeiden.
Als geeignet gilt Zement laut DIN EN 206-1/DIN 1045-2
Abschnitte 5.1.2 und 5.2.2 [5], [6].
Ein entscheidendes Kriterium für die Auswahl des Größtkorns ist die Art des Einbringens des Betons, die gewählte
Faserart und -dosierung.
Um eine wirksame Ummantelung der Stahlfasern und
damit einen ausreichenden Verbund zwischen Betonmatrix und Stahlfaser zu erreichen, benötigt ein Stahlfaserbeton einen ausreichend hohen Mörtelgehalt. Aus diesem
Grund weisen Stahlfaserbetone gegenüber den sonst eingesetzten Betonen einen höheren Mörtelgehalt auf, woraus
auch höhere Zementgehalte resultieren können.
6.1.3 Zugabewasser
Als geeignet gilt Zugabewasser nach DIN EN 1008.
Hierbei sind die Abschnitte 5.1.4 und 5.2.4 der
DIN EN 206-1/DIN 1045-2 zu beachten [5], [6].
28
6.1.4 Zusatzstoffe
Als geeignet gelten Zusatzstoffe nach DIN EN 206-1/
DIN 1045-2 Abschnitt 5.1.6 [5], [6] und solche mit bauaufsichtlicher Zulassung. Für die Verwendung ist Abschnitt 5.2.5 der DIN EN 206-1/DIN 1045-2 [5], [6] bzw.
die bauaufsichtliche Zulassung zu beachten.
werden. Bei statisch wirksamen Fasern bei Bauteilen aus
Stahlfaserbeton ist der in der Faserzulassung des DIBT
empfohlene Mindest- und Maximalfasergehalt bei der
Projektierung des Stahlfaserbetons zu berücksichtigen.
Andernfalls sind gemäß Faserzulassung ergänzende Erstprüfungen am Beton notwendig (s. hierzu Anlage 1 in
Kapitel 10).
6.2 Anforderungen aus
DIN EN 206-1/DIN 1045-2
6.1.5 Zusatzmittel
Als geeignet gelten gemäß DIN EN 206-1/DIN 1045-2
[5], [6] Zusatzmittel nach DIN EN 934-2 und solche mit
bauaufsichtlicher Zulassung. Bei der Anwendung ist
Abschnitt 5.2.6 der DIN EN 206-1/DIN 1045-2 [5], [6]
bzw. die bauaufsichtliche Zulassung zu beachten.
Stahlfaserbeton ist auch als Luftporenbeton möglich.
Ein Stahlfaserbeton muss den Anforderungen der
DIN EN 206-1/DIN 1045-2 [5], [6] genügen. Über die
Expositionsklassen werden auch hier die Anforderungen
an die Zusammensetzung und eventuell die Wahl der
Ausgangsstoffe gestellt. Regelungen z.B. bezüglich Erstprüfung, werkseigener Produktionskontrolle, Lieferschein
etc. gelten hier in gleicher Weise.
6.1.6 Stahlfasern
Es sind ausschließlich Stahlfasern zu verwenden, die durch
das Deutsche Institut für Bautechnik (DIBT) zugelassen
sind und für die Übereinstimmungsnachweise geführt
Firma
Für den Stahlfaserbeton ergänzende Anforderungen
sind in der Richtlinie [4] getroffen (s. hierzu auch Abschnitt 6.3.2).
Wand
Fundamentplatte
Zulassungsnr.
Zulassungsgegenstand
Zulassungsnr.
Zulassungsgegenstand
Bekaert
Z-71.2-9
Kellerwände aus
Stahlfaserbeton
Z-71.3-18
Fundamentplatten aus
Stahlfaserbeton für den
Wohnungsbau
KrampeHarex
Z-71.2-21
Innen- und Außenwände
aus Stahlfaserbeton
Z-71.3-28
KrampeHarex Fundamentplatte aus
Stahlfaserbeton
Arcelor
Z-71.2-30
Trefilarbed Kellerwände aus
Stahlfaserbeton
Z-71.3-25
Trefilarbed Fundamentplatte
Z-71.3-26
Schwenck-Baumbach Fundamentplatte aus
Stahlfaserbeton
Baumbach
in Vorbereitung
Tabelle 5: Übersicht über Stahlfaserbeton-Bauteilzulassungen (Stand 27.07.2006)
29
6.3 Anforderungen aus Merkblatt/
Richtlinie
n Stahlfaserbeton
n Stahlfaserbeton mit Betonstahlbewehrung
n vorgespanntem Stahlfaserbeton
6.3.1 DBV-Merkblatt Stahlfaserbeton [3]
Anforderungen zur Betontechnologie, wie Anwendungsbereiche, zu verwendende Stahlfasern, Mindest- und
Maximaldosierung, Mindestbetondruckfestigkeitsklasse,
Dosierung, Herstellung, Erstprüfung, werkseigene Produktionskontrolle, Transport usw., werden in der Bauteilzulassung definiert.
Bei Stahlfaserbetonen nach bauaufsichtlicher Zulassung ist
im Rahmen der werkseigenen Produktionskontrolle die
Faserbetonklasse des Stahlfaserbetons an Betonbalken zu
ermitteln. Die Zulassung bezieht sich hier auf die Ausführungen des DBV-Merkblattes [3]. Bei der Herstellung und
Prüfung der Balken ist es sinnvoll, sich an die zukünftigen
Regelungen der Richtlinie zu halten. Die Steuerung der
Prüfmaschine sollte nach der Verformung des Balkens
erfolgen (s. auch Bild 6 Prüfanordnung). Eine Steuerung
nach Kolbenweg, wie im DBV-Merkblatt bzw. Zulassung
angegeben, ist nach Richtlinie nicht zulässig, weil dies in
sehr vielen Fällen zu ungeeigneten, nicht auswertbaren
Kraftverformungslinien (Arbeitslinien) führt (s. auch
Bild 33).
Nach zukünftiger Richtlinie darf Stahlfaserbeton in folgenden Bereichen nicht eingesetzt werden:
n gefügedichter und haufwerksporiger Leichtbeton
n hochfester Beton der Druckfestigkeitsklassen ab C55/67
n Stahlfaserbeton ohne Betonstahlbewehrung in den
Expositionsklassen XS2, XD2, XS3 und XD3, bei denen
die Stahlfasern rechnerisch in Ansatz gebracht werden
Nach bauaufsichtlicher Einführung der Richtlinie [4] durch
das Institut für Bautechnik sind für die hierin geregelten
Bauteile keine bauaufsichtlichen Zulassungen mehr notwendig. Hierzu muss die Richtlinie [4] in die Liste der
technischen Baubestimmungen aufgenommen werden.
Die zulässigen Betondruckfestigkeitsklassen sind C20/25
bis C50/60. Im Rahmen von Erstprüfungen wird an
Betonbalken die Leistungsklasse des Stahlfaserbetons
nachgewiesen. Die Richtlinie ermöglicht, anhand von
Ergebnissen durchgeführter Erstprüfungen auch ohne
Balkenprüfung über den Weg der Interpolation die
Leistungsklassen weiterer Stahlfaserbetone festzulegen
(s. [4] Teil 2 Anlage N).
Prüfung Stahlfaserbetonbalken
geeignete und ungeeignete Kraftverformungslinien
Kraft [kN]
Das DBV-Merkblatt Stahlfaserbeton [3] ist eine Empfehlung der Bauindustrie und hat bauaufsichtlich keine Relevanz. Bauaufsichtlich relevante Bauteile (z.B. tragende
und/oder aussteifende Bauteile) dürfen nicht allein unter
Nutzung des Merkblattes ausgeführt werden. Hierfür ist
eine „Bauteilzulassung“ des Deutschen Institut für Bautechnik Berlin notwendig, die sich unter anderem an [3]
orientiert. Eine Übersicht verschiedener Zulassungen im
Bereich Fundament-/Bodenplatte und Wand gibt Tabelle 5
(s. Seite 28).
40
35
Kraftverformungslinie mit Durchläufer und
Rückfedern des Balkens nach dem Erstriss
30
25
Kraftverformungslinie mit Durchläufer
20
6.3.2 DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton [4]
Die Richtlinie wird als Ergänzung zur DIN EN 206-1/
DIN 1045-2 (s. auch DIN Fachbericht 100 [19]) gelten für
die Bemessung und Konstruktion von Tragwerken des
Hoch- und Ingenieurbaus aus
15
10
5
0
1
geeignet
2
3
4
Durchbiegung in Balkenmitte [mm]
geeignet
ungeeignet
ungeeignet
Bild 33: Lastverformungslinien geprüfter Stahlfaserbetonbalken
30
Bild 34: Transportbetonwerk
6.4 Stahlfaserbeton vom Transportbetonhersteller
Bei der Bemessung eines Bauteils legt der Planer die
Betondruckfestigkeitsklasse und die Faserbetonklasse
(nach Richtlinie die Leistungsklasse) fest. Die Faserbetonklassen werden im Rahmen von sogenannten Erstprüfungen im hierfür zuständigen Labor des Transportbetonlieferanten ermittelt. Hierbei wird die für die Faserbetonklasse oder Leistungsklasse notwendige Menge an Stahlfasern festgelegt.
Der heute geforderte hohe technische Stand der Betonprodukte bzw. des Transportbetons ist zielsicher nur unter
Verwendung von werksgemischtem Stahlfaserbeton realisierbar.
Eine Dosierung der Fasern im Transportbetonwerk gewährleistet sowohl die gleichbleibende Einhaltung der
geforderten Faserbetonklasse (auf dem Lieferschein dokumentiert) als auch eine durchgängige gleichbleibende
Betonqualität durch speziell auf den Stahlfaserbeton abgestimmte Rezepturen (s. weiter Kapitel 6.4.2).
Stahlfaserbeton darf nur als Beton nach Eigenschaften
hergestellt werden. Beton nach Zusammensetzung oder
Standardbeton sind nach Richtlinie [4] nicht zulässig.
Die Mischanweisung muss neben der Zusammensetzung
des Betons Angaben über die Art und Menge der Stahlfasern sowie über die Mischzeit und den Zeitpunkt der
Faserzugabe enthalten.
Der Stahlfaserbeton wird als Verbundbaustoff durch den
Transportbetonhersteller nach aktuell geltenden Normen
hergestellt, laufend überwacht, geprüft und ausgeliefert.
6.4.1 Herstellung
Nach Richtlinie sind die zulässigen Betondruckfestigkeitsklassen C20/25 bis C50/60. Bestimmend für die Güte des
Betons sind die Beanspruchungen des Bauteils, die über
die Expositionsklassen der Betonnorm [19] beschrieben
werden. Hiermit wird die Dauerhaftigkeit des Stahlfaserbetons sichergestellt. Über die Expositionsklassen ergeben
sich die Anforderungen an den Beton u.a. bezüglich des
Mindestzementgehaltes, des maximal zulässigen Wasserzementwertes und der Mindestbetondruckfestigkeitsklasse.
Aus statischen Erfordernissen heraus können höhere
Betondruckfestigkeitsklassen als für die Dauerhaftigkeit
des Betons gefordert notwendig werden.
In der Regel werden Stahlfaserbetone in den Konsistenzklassen F3 bis F5 (Ausbreitmaß 420 bis 620 mm) eingebaut. Noch weichere Konsistenzen sind auch möglich.
Hierbei kommen Fließmittel zum Einsatz. Fließmittel der
neuesten Generation lassen es zu, den Stahlfaserbeton
schon im Transportbetonwerk auf die gewünschte
Einbaukonsistenz einzustellen.
Stahlfaserbeton bedarf im Vergleich zu einem Beton ohne
Stahlfasern zum Erreichen eines guten Verbundes eines
höheren Mörtelanteils. Ein nicht ausreichender Feinstkornanteil der Gesteinskörnung kann über die Zugabe
von z.B. Steinkohlenflugasche oder Kalksteinmehl ausgeglichen werden.
31
Bild 35 a: Aufzug zur Zugabe von
Stahlfasern in den Mischer
Bild 35 b: Rütteltrichter zur Aufgabe von
Stahlfasern
6.4.2 Zugabe der Stahlfasern
Die Stahlfasern müssen bei bauaufsichtlich relevanten
Bauteilen im Transportbetonwerk zugegeben werden
(s. [3] und [4]). Hiermit ist die optimale Integration der
Stahlfasern in den Beton gewährleistet. Eine Zugabe auf
der Baustelle ist nur bei nicht bauaufsichtlich relevanten
Bauteilen zulässig, aber wegen des sehr großen Aufwandes nicht zu empfehlen und geschieht in der Regel nicht
auf Verantwortung des Betonlieferanten. Aus diesem
Grund bleiben hierbei unter Umständen folgende Fragen
offen:
Bild 35 c: Gerät zum Einblasen von
Stahlfasern in den Mischer
Nachfolgend sind weitere Möglichkeiten für eine
Stahlfaserzugabe angegeben:
n per Hand durch Einschütten der Fasern aus der
Verpackung in den Mischer (sehr aufwendig)
n per Aufzug (s. Bild 35 a)
n per Förderband mit Rütteltrichter (s. Bild 35 b)
n per Einblasgerät (s. Bild 35 c)
Die Zugabe der Stahlfasern in den Mischer im Transportbetonwerk bedingt keine Verlängerung der üblichen
Mischzeiten.
n Stimmt die Fasermenge je m3?
n Wurde ausreichend lange gemischt?
n Ist die Rezeptur auf das jeweilige Anwendungsgebiet
abgestimmt?
n Ist die Verträglichkeit mit den Zusatzmitteln
gewährleistet?
n Ist die Gewährleistung gesichert?
Der Transportbetonhersteller übernimmt für die Eigenschaften des nachträglich veränderten Betons in der Regel
keine Gewährleistung.
Bei einem Verhältnis von Länge/Durchmesser (L/D) von
mehr als 60 bzw. bei komplizierten Verankerungsformen
(Wellenform etc.) müssen spezielle Maßnahmen getroffen
werden, um die Fasern gleichmäßig untermischen zu können. Möglichkeiten sind das Verkleben der Einzelfasern zu
Plättchen, das Ausrichten in der Verpackung oder die
Verwendung spezieller Dosiertechnik. Eventuell sind spezielle Integrationstechniken (Vereinzelung, längere
Mischzeit etc.) zu berücksichtigen. Angaben in den technischen Merkblättern des Herstellers sind hierbei zu
beachten.
Sollte bei bauaufsichtlich nicht relevanten Bauteilen eine
Zugabe der Stahlfasern auf der Baustelle erfolgen, ist zum
Erreichen einer gleichmäßigen Verteilung und einer ausreichenden Integration der Stahlfasern in den Beton eine
Mindestmischzeit zu beachten. Nach Zugabe der Stahlfasern und des Fließmittels in den Fahrmischer ist bei
maximaler Drehzahl (12 Umdrehungen pro Minute) der
Fahrzeugtrommel mindestens eine Minute pro Kubikmeter, aber nicht weniger als 5 Minuten zu mischen.
32
6.5 Stahlfaserbeton nach Eigenschaften
Stahlfaserbeton ist zum jetzigen Zeitpunkt ein über bauaufsichtliche Bauteilzulassungen geregelter Baustoff. Als
Basis hierfür dient das DBV-Merkblatt [3]. Zukünftig wird
Stahlfaserbeton über die Richtlinie Stahlfaserbeton des
Deutschen Ausschusses für Stahlbeton geregelt. Mit Stahlfasern können zielsicher die Eigenschaften, insbesondere
die Nachrissfestigkeit, von Bauteilen beeinflusst werden.
Die angestrebten Eigenschaften werden dabei u.a. von
der Stahlqualität, der Stahlfaserart, deren Geometrie
(Verankerung), der Menge und der Betongüte bestimmt.
Die Leistungsfähigkeit von Stahlfaserbeton kommt durch
die Faserbetonklasse nach [3] bzw. durch die Leistungsklasse nach [4] zum Ausdruck (s. auch Abschnitte 3.1 und
3.2). Der Stahlfaserbeton ist hiermit ein Beton nach
Eigenschaften.
Die bisherige Form von Ausschreibungen mit einem
Fasergehalt in kg/m2 ohne Bezug auf die Wirkungsform
der Faserart entspricht einem Beton nach Zusammensetzung. Der Betonhersteller übernimmt in diesem Fall
auch nur die Gewährleistung für die korrekte Stahlfaserdosierung.
Zukünftig soll die Faserbeton- bzw. Leistungsklasse vom
Bemesser des Bauteils gewählt werden. Hiermit bemisst
er das Bauteil. Beim Transportbetonwerk wird dann der
Stahlfaserbeton entsprechend gewünschter Klasse bestellt.
In der Verantwortung des Betonherstellers steht es, den
Beton in der gewünschten Eigenschaft zielsicher herzustellen. Mit seiner werkseigenen Produktionskontrolle
stellt er dies sicher. Der Auftraggeber bekommt das Produkt in der gewünschten Qualität.
6.6 Betonverzeichnis/Betonbestellung
Wird ein Stahlfaserbeton nach Zulassung oder nach
Richtlinie bestellt, so müssen die Angaben zu diesem
Beton um die Faserbeton- oder Leistungsklasse ergänzt
werden. Um diese Information werden auch das Betonverzeichnis (s. Bild 36) und der Aufdruck auf dem
Lieferschein vervollständigt.
33
Bild 36: Beispiel für Steelcrete Preisliste/Betonverzeichnis
34
7. Hinweise zur Bauausführung
Bild 37: Einbau von Stahlfaserbeton:
Bodenplatte eines Wohnhauses
7.1 Allgemeines
Stahlfaserbeton ist im Wesentlichen wie herkömmlicher
Beton einzubauen, zu verdichten und nachzubehandeln.
Einige wenige Besonderheiten sowie wesentliche Konstruktionsdetails für typische Bauteile aus Stahlfaserbeton
werden nachfolgend erläutert.
7.2 Anforderungen an den Untergrund
Die Anforderungen, die an den Untergrund von z.B.
Industriefußböden oder tragenden Bodenplatten im
Wohnungsbau gestellt werden, hängen von der jeweiligen
Bemessungssituation, insbesondere der vorhandenen
Belastung, ab. Es wird daher auf die Abschnitte 4.2
„Industrieböden“ und 4.3.1 „Bodenplatten“, sowie die
jeweiligen Bauteilzulassungen für tragende Bodenplatten
(s. Tabelle 5) verwiesen.
ten Lastplattendruckversuches [9]. Ist eine Trennlage vorgesehen, kommt in der Regel eine PE-Folie zum Einsatz.
Auf ein straffes, faltenfreies Verlegen der Folie ist zu achten. Bei Überlappungen ist die Betonierrichtung zu berücksichtigen. Die Folienstärke sollte mindest 0,2 mm
betragen. Bei fugenarmen Böden auf Gleitschicht ist eine
geeignete doppellagige Folie notwendig. Bei fugenlosen
Industrieböden direkt auf Tragschicht muss diese hinsichtlich Ebenheit, Verdichtung und Verzahnungsfähigkeit den
Anforderungen entsprechen. Gegebenenfalls ist bei geringer Luftfeuchtigkeit und hohen Temperaturen die Fläche
vorzunässen. Der Stahlfaserbeton wird analog unbewehrtem Beton direkt aus dem Fahrzeug oder per Pumpe eingebaut, abgezogen und über die Oberfläche verdichtet
und in der Regel mit einer Hartstoffeinstreuung oder
einer Hartstoffschicht vergütet.
7.4 Schalung
In der Regel sind keine Besonderheiten zu beachten.
7.3 Aufbau (Industrieböden/
Gewerbeböden)
Industrieböden aus Stahlfaserbeton werden in der Regel
in monolithischer Bauweise ausgeführt. Auf den vorbereiteten, verdichteten Untergrund wird in der Regel eine
ausreichend tragfähige und ebenfalls sorgfältig verdichtete
Tragschicht mit einer entsprechenden Ebenheitstoleranz
aufgebracht. Maßgebend sind die Werte des durchgeführ-
35
Bild 38: Einbau von Stahlfaserbeton:
Industrieboden
7.5 Boden- und Wandschutzfolien
Beim Betonieren in bestehenden Gebäuden (hauptsächlich Industriefußböden) werden vorhandene Oberflächen
mittels Folie abgedeckt und vor Verschmutzung geschützt.
Beim nachträglichen Betonieren von Bodenplatten (Industriefußböden) sollten die Wände mindestens über einen
Meter Höhe abgedeckt werden.
7.6 Randdämmstreifen
Randdämmstreifen werden bei Industrieböden und
Estrichen zur Ausbildung von Raumfugen verwendet
(s. Abschnitt 7.10).
einen sachgerechten Einbau (Einrütteln, Abziehen) und
eine homogene und geeignete Betonzusammensetzung
verhindert. Bei Industrieböden wird ein sehr guter Einschluss der Stahlfasern in den Beton zusätzlich durch den
Einbau einer Hartstoffschicht erreicht.
Geschalte, gerüttelte Bauteilen sind an der Oberfläche
meist faserfrei, da sich diese durch das Rütteln etwas von
der Schalung entfernen und dadurch von Zementleim
vollständig umschlossen werden.
Stahlfaserbeton ist selbst bei sehr hohen Faserdosierungen
pumpbar.
Hinweise zur Zusammensetzung von Stahlfaserbeton werden in Kapitel 6.1 gegeben.
7.7 Einbau von Stahlfaserbeton
Der Schlauchdurchmesser sollte mindestens der 1,5-fachen
Faserlänge entsprechen.
Der Einbau erfolgt analog dem von normalem Beton. Teilweise kann auf den Einsatz einer Betonpumpe verzichtet
werden, da der Fahrmischer im günstigsten Fall direkt an
den Einbauort fahren kann.
Das Verdichten erfolgt wie bei herkömmlichem Beton.
Übermäßig langes Verdichten ist zu vermeiden, da sich
ansonsten der Beton entmischen kann.
An der Oberfläche befindliche Fasern (im Bauteil vollständig eingeschlossen) sind möglich, stellen aber keinen
Mangel und keine Beeinträchtigung der Dauerhaftigkeit
dar. Aus dem Bauteil herausstehende Fasern werden durch
36
Bild 39: Oberflächenbearbeitung einer Bodenplatte aus
Stahlfaserbeton
Bild 40: Betonage eines Industriebodens
7.8 Oberflächenbearbeitung
Freiflächen werden meistens nicht mit einer Hartstoffeinstreuung, sondern nur mit einem Besenstrich versehen. Dabei ist der richtige Zeitpunkt und die Qualität der
Ausführung von besonderer Bedeutung, um nicht nachträglich Fasern an die Oberfläche zu ziehen.
Oberflächennahe Stahlfasern können z.B. bei Freiflächen
oder im Bauzustand rosten und dadurch punktuelle Rostverfärbungen an der Oberfläche bilden. Dies ist jedoch
hinsichtlich der Dauerhaftigkeit unbedenklich, da der
Korrosionsprozess bereits nach wenigen Millimetern
unterhalb der Betonoberfläche zum Erliegen kommt.
Zudem führen rostende Stahlfasern, anders als die herkömmliche Baustahlbewehrung, nicht zu Abplatzungen
des Betons.
Bei Industrieböden wird ein sehr guter Einschluss der
Stahlfasern in den Beton, zusätzlich zur geeigneten Betonzusammensetzung und zum fachgerechten Einbau, durch
die Verwendung einer Hartstoffschicht erreicht. Aufgrund
der Umgebungsbedingungen ist bei Innenbauteilen in der
Regel nicht mit Rostbildung zu rechnen.
Bild 43: Nachbehandlung im Sommer
Schutz u.a. vor dem Austrocknen
Geschalte, gerüttelte Bauteile sind an der Oberfläche
meist faserfrei, da sich die Stahlfasern durch das Rütteln
etwas von der Schalung entfernen und dadurch von
Zementleim vollständig umschlossen werden. Eine zusätzliche Sicherheit bietet die Verwendung verzinkter Fasern
(s. hierzu Kapitel 2.2).
37
Bild 41: Glätten eines Industriebodens
Bild 42: Glätten eines Betonbodens
7.9 Nachbehandlung
Im Industriebodenbau wird in vielen Fällen nach dem
Verdichten ein Hartstoffestrich aufgezogen oder Hartstoffeinstreumörtel in die Oberfläche eingearbeitet und
abschließend geglättet. Unmittelbar nach der Endbearbeitung sollte zur Vermeidung eines zu schnellen Austrocknens eine PE-Folie aufgelegt und/oder ein Nachbehandlungsmittel vollflächig aufgetragen werden.
Auch bei Stahlfaserbeton ist auf eine gute Verdichtung
und qualifizierte Nachbehandlung zu achten. Stahlfasern
ersetzen die üblichen Regeln für den Betoneinbau und
die Nachbehandlung nicht.
Zum Erreichen der gewünschten Betoneigenschaften muss
der Beton bis zur ausreichenden Erhärtung, insbesondere
der oberflächennahen Schicht, gegen schädigende Einflüsse geschützt werden. Die hierfür durchzuführenden
Maßnahmen bzw. Randbedingungen sind in der
DIN 1045-3 [20] dargelegt.
Bild 44: Nachbehandlung im Winter
Schutz u.a. vor dem Auskühlen
Ist eine Beschichtung des Betons vorgesehen, muss das
Nachbehandlungsmittel auf die spätere Beschichtung
abgestimmt werden. Andernfalls sollte z.B. das Abdecken
mit PE-Folie vorgezogen werden.
38
Bild 45: Rautenschnitt
7.10 Fugen
7.10.1 Fugenarten
Scheinfugen
Scheinfugen werden in die Bodenplatte eingeschnitten,
um einen planmäßigen Riss herbeizuführen. Sie werden
auch als Schnittfugen bezeichnet und wirken als Sollbruchstelle. Mit der Rissbildung werden Zugspannungen
abgebaut. Die Fuge ist ca. 3 bis 4 mm breit und wird
über 1/3 der Plattendicke eingeschnitten.
Stützen sind mit einem „Rautenschnitt“ von der Platte zu
trennen. Alternativ kann eine um die Stütze herum verlaufende Schaumstoffeinlage in Verbindung mit Kerbrissbewehrung verwendet werden.
Nachteilig an Schnittfugen kann der Unterhaltungsaufwand
durch abgeplatzte Kanten infolge des Befahrens mit harter
Bereifung (Stahlrollen, Polyamid, teilweise auch Vulkolan)
sein. Stahlfasern verzögern hier zwar das Herausbrechen
von Beton, können den Schädigungsprozess jedoch nur
verzögern (aus diesem Grund werden hochbeanspruchte
Böden meist als fugenarme Konstruktion unter Verwendung von Fugenprofilen ausgeführt s. Kapitel 4.2.2).
Durch die Fasern wird die Rissoberfläche unregelmäßiger
und rauer. Dadurch sind gegenüber unbewehrtem Beton
größere Kräfte über die Rissufer hinweg übertragbar. Dies
setzt jedoch keine allzu großen Fugenöffnungen voraus.
Aus diesem Grund haben sich in der Praxis Fugenabstände zwischen 5 m und 8 m bewährt. Vereinzelt werden auch
Schnittfugenabstände bis 12 m realisiert. In der Bemessung wird die Querkraftübertragung über die Fuge hinweg
oft durch eine Spannungsabminderung berücksichtigt. Bei
höheren Beanspruchungen oder größeren Fugenöffnungen
können Schnittfugen auch verdübelt ausgeführt werden.
Bild 46: Verdübelung an der Pressfuge
Wand oder Stütze
Dämmstreifen als
Randabstellung
Bild 47: Raumfuge
Bodenplatte
39
Pressfugen
7.10.2 Fugenprofile
Pressfugen durchtrennen die Bodenplatte in gesamter
Dicke. Sie entstehen, wenn einzelne Bauabschnitte
gegeneinander betoniert werden. Durch einen Nachschnitt erhält man eine saubere Fugenlinie. Die Querkraftübertragung ist durch eingelegte Dübel oder Profile
sicherzustellen. Dübeldurchmesser und -abstand werden
durch die zu erwartende Belastung bestimmt (Standard:
glatte Dübel mit d = 20 mm, l = 600 mm in Abständen
von 70 cm). Eine horizontale Bewegung ist zu sichern.
Es sind mittlerweile auch spezielle Dübel erhältlich, die
zusätzlich eine Bewegungsmöglichkeit parallel zum
Plattenrand sicherstellen. Dies ist besonders wichtig bei
großen Fugenlängen oder zeitlich sehr weit auseinander
liegenden Betonierabschnitten. Im Industriebodenbau hat
sich der Einsatz von Fugenprofilen durchgesetzt (s. Kapitel
4.2.2).
Mit zunehmender Verbreitung von fugenarmen Industrieböden stehen eine Reihe verschiedener Fugenprofile zur
Verfügung. Sie stellen zum einen durch integrierte Stahlprofile eine wirksame Sicherung gegen abplatzende Kanten
dar. Zum anderen ermöglichen fest angeschweißte Dübel,
Knaggen o.ä. die Übertragung höherer Lasten selbst bei
größeren Rissöffnungen. Die horizontale Beweglichkeit ist
senkrecht und parallel zur Fuge gegeben.
Fugenprofile sind integraler Bestandteil fugenarmer Böden
und stellen zudem für bestimmte Fälle eine sinnvolle
Ergänzung herkömmlicher Böden dar.
Für die Fugenanordnung sollten folgende Randbedingungen eingehalten werden:
n Möglichst quadratische Feldeinteilung (l/b < 1,5)
n Kein Versprung im Fugenraster („T-Fuge“)
Raumfugen
Raumfugen trennen einzelne verschiedene Bauteile voneinander (z.B. Bodenplatte gegen Wände). Sie bestehen
aus einem komprimierbaren Schaumstoff und reichen
über die gesamte Plattendicke. Die Anordnung einer
Raumfuge ist insbesondere an allen Plattenrändern und
um sämtliche Einbauteile herum erforderlich, die den
Industrieboden durchdringen.
n Keine spitzen Winkel
n Keine einspringenden Ecken oder zumindest
Absicherung durch Kerbrissbewehrung
7.10.3 Fugenplanung
Vor Ausführungsbeginn sollte stets ein Fugenplan erstellt
werden, der Lage und Art der Fugen eindeutig beschreibt
und auf den Bauablauf abgestimmt ist. Eine „baubegleitende“ Fugenplanung führt oftmals nicht zum beabsichtigten Ergebnis. Meist wird das Stützenraster als Grundlage des Fugenrasters herangezogen.
40
8. Schadensvermeidung
∑A
s,1
∑ As,i =
Ac,i · fct
≥ 0,005 · Ac,i
δs
Ac,2
∑A
Kerbarme Eckausbildung
s,2
Ac,1
Stahlfaserbeton
Bild 48: Kerbarme Eckausbildung
8.1 Risse
Da bei herkömmlichen Fasergehalten die Zugfestigkeit
(Biegezugfestigkeit) des Betons höher ist als die Nachrisszugfestigkeit (Nachrissbiegezugfestigkeit), sind Rissbreitenbegrenzungen lediglich durch den Einsatz von
Stahlfasern bei zentrischem Zwang in der Regel nicht
möglich. Entweder wird durch konstruktive Maßnahmen
versucht, eine Rissbildung zu vermeiden, oder aber eine
der folgenden Randbedingungen ist für einen Nachweis
der Rissbreite vorhanden:
n Es sind Normalkräfte vorhanden, wobei deren
Exzentrizität unter Berücksichtigung der Momente
ΙΙ. Ordnung zu so geringen Zugspannungen führt, dass
die aus der Betonstauchung am gedrückten Rand
ermittelte klaffende Fuge am gezogenen Rand die
Begrenzung der Rissbreiten einhält.
n Das System ist äußerlich statisch unbestimmt und lässt
Schnittgrößenumlagerungen zu, die zu weiteren Rissbildungen führen.
n Das System ist innerlich statisch unbestimmt (z.B.
durch Stabstahlbewehrung) und lässt im Querschnitt
Spannungsumlagerungen zu, die in benachbarten
Querschnitten weitere Risse erzwingen.
Konstruktive Maßnahmen zur Vermeidung von Rissen
sind zum Beispiel das Einschneiden von Scheinfugen bei
Industrieböden als geplante Sollbruchstellen und reibungsmindernde Maßnahmen zwischen Betonplatte und Tragschicht durch z.B.:
n Viskose (bituminöse) Gleitschichten
n zweilagige PE-Folien
n PTFE-Folien
n Sandschichten aus rolligem Material
Zwangsspannungsarme Konstruktionen sind zu bevorzugen. Hierbei sollten z.B. Streifenfundamente oder
Pumpensümpfe und Querschnittsänderungen, die zu
Spannungskonzentrationen führen können (rechteckige
Aussparungen und sprunghafte Änderungen von Querschnittsdicken), wenn möglich vermieden werden.
Ausrundungen einspringender Ecken sind zu empfehlen
(s. auch Bild 48).
41
Zwangsspannungen können durch Raumfugen oder durch
eingeschnittene Sollbruchfugen vermindert werden.
Fugenschnitte sollten mindestens 1/3 der Plattendicke
erfassen und zum frühestmöglichen Zeitpunkt (spätestens
nach 24 h) erfolgen.
Sollten sich einspringende Ecken nicht vermeiden lassen,
muss in jedem Fall eine konstruktive Zusatzbewehrung
angeordnet werden. Diese Bewehrung kann Risse zwar
nicht verhindern, allerdings werden die Rissbreiten begrenzt.
8.2 Oberflächen
Stahlfasern stellen eine dreidimensional verteilte Bewehrung im Beton dar. Daher können Fasern auch im oberflächennahen Bereich liegen. Fasern an der Oberfläche können unter ungünstigen Umgebungseinflüssen rosten. Dies
stellt lediglich eine optische Beeinträchtigung dar.
Aufgrund der geringen Faserquerschnitte reicht die Volumenzunahme beim Korrosionsprozess nicht aus, um
Abplatzungen hervorzurufen. Sollen Rostpunkte sicher
vermieden werden, sollte eine Einstreuung oder Beschichtung der Oberfläche erfolgen.
42
9. Glossar
Arbeitsvermögen
des Stahlfaserbetons ist das Integral der Last-Durchbiegungskurve aus dem
Biegezugversuch am Stahlfaserbetonbalken.
Äquivalente Biegezugfestigkeiten [3]
sind Werte, die aus dem jeweiligen maßgebenden Arbeitsvermögen des Stahlfaserbetons berechnet werden. Aus ihnen wird die ideelle SpannungsDehnungsbeziehung für die Bemessung im gerissenen Zustand ermittelt.
Beton nach Eigenschaften [19]
Beton, für den die geforderten Eigenschaften und zusätzliche Anforderungen
dem Hersteller gegenüber festgelegt sind, der für die Bereitstellung eines
Betons, der den geforderten Eigenschaften und den zusätzlichen Anforderungen entspricht, verantwortlich ist
Beton nach Zusammensetzung [19]
Beton, für den die Zusammensetzung und die Ausgangsstoffe, die verwendet
werden müssen, dem Hersteller vorgegeben werden, der für die Lieferung
eines Betons mit der festgelegten Zusammensetzung verantwortlich ist.
Biegezugfestigkeit [3]
wird aus der Last beim Erstriss im Biegezugversuch im maßgebenden Intervall
von etwa 0,1 mm Durchbiegung (an Balken 15 x 15 x 70 cm) ermittelt.
Duktilität (Zähigkeit)
Vermögen eines Werkstoffs, eines Bauteils oder eines Verbindungsmittels, sich
unter Beanspruchung zu verformen, ohne zu versagen.
Elastizitätsmodul [7]
nennt man den Materialkennwert für das elastische Verformungsverhalten
eines durch Druck oder Zug beanspruchten Werkstoffs.
Expositionsklasse [19]
Klassifizierung der chemischen und physikalischen Umgebungsbedingungen,
denen der Beton ausgesetzt werden kann und die auf den Beton, die Bewehrung oder metallische Einbauteile einwirken können und die nicht als Lastannahmen in die Tragwerksplanung eingehen.
43
Fasergehalt [3]
ist der Gehalt an Stahlfasern im Festbeton. Er kann in Massenanteilen mf (kg/m3)
oder in Volumenteilen Vf (m3/m3) angegeben werden. Bei Stahlfaserspritzbeton
ergibt sich dieser als Differenz aus Faserdosierung minus Faserverlust durch den
Rückprall.
Frost-Tausalz-Widerstand
nennt man die Fähigkeit des erhärteten Betons im durchfeuchteten Zustand Frostund Frost-Tauwechseln einschließlich der Tausalzeinwirkungen zu widerstehen.
Leistungsklassen [4]
Kennzeichnung der charakteristischen Werte der Nachrissbiegezugfestigkeiten von
Stahlfaserbeton für die Verformungen 1 und 2. Den Verformungen 1 und 2 sind
Durchbiegungswerte im Versuch nach [4] zugeordnet.
Nachrisszugfestigkeit [4]
Fiktive Festigkeit des Stahlfaserbetons in der Zugzone nach Überschreiten der
Zugfestigkeit des reinen Betons. Die tatsächlich in den Stahlfasern auftretenden
Zugkräfte werden auf die Fläche der Betonzugzone bezogen; die resultierende
Kraftrichtung ist normal zur Rissfläche orientiert.
Nachrissbiegezugfestigkeit [4]
Der Biegezugfestigkeit entsprechender Wert des Querschnittswiderstandes bei
Biegung nach Ausbildung von Rissen
Stahlfaserbeton [4]
ist ein Normalbeton nach DIN EN 206-1:2001-07 [5] in Verbindung mit
DIN 1045-2:2001-07 [6], dem zum Erreichen einer äquivalenten Zugfestigkeit
Stahlfasern beigemischt werden.
Standardbeton [19]
Beton nach Zusammensetzung, dessen Zusammensetzung in einer am Ort der
Verwendung des Betons gültigen Norm vorgegeben ist.
44
Scheinfugen
sind Sollbruchstellen in Betonflächen, die unkontrollierte Temperatur- und
Schwindrisse vermeiden.
Schwinden [21]
Unter Schwinden wird die Volumenverringerung des unbelasteten Betons
während des allmählichen Austrocknens verstanden. Das Ausmaß des
Schwindens hängt vor allem von den Austrocknungsbedingungen, den
Bauteilabmessungen, dem Wasserzementwert und dem Zementsteinvolumen
ab. Bei langsamer Austrocknung gelten für Normalbeton in der Regel
Schwindmaße von 0,2 bis 0,5 mm/m.
Schlagfestigkeit [22]
Als Schlagfestigkeit wird die Beanspruchbarkeit des Betons durch eine Vielzahl
gleicher Schläge mit vorgegebener Energie verstanden. Sie kann durch die bis
zur vollständigen Zerstörung ertragene Schlagzahl beschrieben werden. Die
Schlagfestigkeit kann durch die Betonzusammensetzung und die Erhärtungsbedingungen beeinflusst werden. Bei Beanspruchung des Betons durch Schlag
oder Stoß wird eine bestimmte kinetische Energie in einer extrem kurzen Zeit
übertragen. Das Verhalten unter Schlagbeanspruchung hat praktische Bedeutung vor allem für Betonrammpfähle. Stoßartige Beanspruchungen treten z.B.
bei Dalben und Eisenbahnschwellen auf. Eine erhebliche Verbesserung wird
durch die Zugabe von Stahlfasern erreicht.
Für Beton mit hoher Schlagfestigkeit soll der Wasserzementwert möglichst bei
etwa 0,40 liegen und 0,45 nicht überschreiten. Der Abfall der Schlagfestigkeit
ist bei einer Erhöhung des Wasserzementwertes von 0,40 auf 0,50 besonders
hoch und viel größer als der Abfall der Druckfestigkeit oder der Spaltzugfestigkeit.
45
Streckgrenze
heißt diejenige Spannung, bei der Fließen von Stahl einsetzt, ohne dass die
anliegende Spannung weiter erhöht wird. Kommt es bei Fließbeginn sogar zu
einem Spannungsabfall, zeigt der Werkstoff eine obere und eine untere
Streckgrenze. Diese werkstoffspezifische Größe wird im Zugversuch ermittelt.
Zentrische Zugfestigkeit [3]
kann aus der Biegezugfestigkeit abgeleitet werden.
Äquivalente Zugfestigkeit [3]
wird aus der äquivalenten Biegezugfestigkeit berechnet. Sie ist Grundlage für
die Festlegung der Faserbetonklassen des Stahlfaserbetons.
Zustand I
Als Zustand I wird im Stahlbetonbau der ungerissene Zustand bezeichnet. Der
Beton ist ungerissen. Es gilt die lineare Elastizitätstheorie.
Zustand II
Der Zustand II wird im Stahlbetonbau als der gerissene Zustand bezeichnet.
Der Beton zeigt Risse. Die lineare Elastizitätstheorie hat keine Gültigkeit mehr.
46
10. Literaturverzeichnis
[1]
Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e.V.
Merkblatt Grundlagen zur Beanspruchung von Industriefußböden aus Stahlfaserbeton
Fassung 1991
[2]
Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e.V.
Merkblatt Bemessungsgrundlagen für Stahlfaserbeton im Tunnelbau
Fassung 1992
[3]
Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e.V.
Merkblatt Stahlfaserbeton
Fassung Oktober 2001
[4]
DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton
(noch nicht veröffentlicht, 23. Entwurf liegt vor)
Beuth Verlag
[5]
DIN EN 206-1:2001-07 Beton
Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität
Deutsche Fassung EN 206-1:2000
[6]
DIN 1045-2, 2001-07 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton
Teil 2: Beton; Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität
Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1
[7]
DIN 1045-1, 2001-07 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton
Teil 1: Bemessung und Konstruktion
[8]
DIN 51220, 2003-08 Werkstoffprüfmaschinen
Allgemeines zu Anforderungen an Werkstoffprüfmaschinen und zu deren Prüfung und Kalibrierung
[9]
DIN 18134, 2001-09 Baugrund
Versuche und Versuchsgeräte – Plattendruckversuch
[10]
Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein e.V.
Merkblatt Industrieböden aus Beton für Frei- und Hallenflächen
November 2004
[12]
DAfStb-Richtlinie Betonbau beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen
Ausgabe 2004-10
Beuth Verlag
47
[13]
DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton (WU-Richtlinie)
Ausgabe 2003-11
Beuth Verlag
[14]
ÖVBB: Richtlinie „Innenschalenbeton“
Österreichische Vereinigung für Beton und Bautechnik
Wien, 2003
[15]
Europäische Richtlinie für Spritzbeton
Deutsche Übersetzung der EFNARC Richtlinie, 1997
www.efnarc.org
[16]
Schnütgen, B.: Stahlfaserbeton für den Umweltschutz
Heft 100 des iBMB der TU Braunschweig, 1993, S. 125-140
[17]
DIN EN 1992-1-1:2005-10 Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von
Stahlbeton- und Spannbetontragwerken
Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau
Deutsche Fassung EN 1992-1-1:2004
[18]
Bernhard Maidl: „Stahlfaserbeton“, 1991
Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften
[19]
DIN Fachbericht 100 Beton (DIN EN 206-1/DIN 1045-2 (2001))
Ausgabe 2005
Beuth Verlag
[20]
DIN 1045-3:2005-07 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton
Teil 3: Bauausführung
[21]
„Guter Beton“
19. Auflage, Beton-Verlag GmbH
[22]
Weigler/Karl; „Beton Arten Herstellung Eigenschaften“
Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften
Wir danken den Firmen Arcelor Commercial Wire Drawing Deutschland GmbH (Bilder 11-15, 35b und 45),
Baumbach Metall GmbH (Bilder 25, 26, 29, 30a-c, 31 und 39), Bekaert GmbH (Bilder 24, 37, 40-42, 46 und 47),
KrampeHarex GmbH & Co. KG (Bilder 4, 10, 19, 35a und 38) und PERMATON waterproof engineering GmbH
(Bilder 21-23, 27, 43 und 44) für die Bereitstellung des genannten Bildmaterials.
48
11. Anlagen
Stahlfaserzulassungen (Stand 23.11.2006)
Firma
Zulassungen
Zulassungsnr.
Zulassungsgegenstand
Bekaert
Z-3.71-1745
DRAMIX Stahlfasern
KrampeHarex
Z-3.71-1805
KrampeHarex Stahlfasern
Typen DE und DW
Arcelor
Z-3.71-1763
TrefilARBED Stahlfasern der Typen
TABIX
TABIX FE
TWINCONE
HE
FE
HFE
Baumbach
Z-3.71-1753
baumix Stahlfasern
Anlage 1
Angaben zur Bemessung von Industriefußböden
Firma
Straße
PLZ/Ort
Ansprechpartner
Telefon
Telefax
Datum
Bemessung bis
LKW
Anz. Achsen:
Gabelstapler
Gewicht:
Achslast:
Bereifung:
Bauvorhaben/Bemerkungen
Flächenlasten
Regale
Stiellasten:
Regalfuß: L x B
Zwillingsreifen:
Ja / Nein
Fläche:
m2
Dicke:
mm
Betonqualität:
Untergrund: EV2
Fugenfelder bei Scheinfugen:
m x
m
Anlage 2: Formblatt „Anfrage zur Bemessung eines Industriebodens“
Feldgrößen bei fugenarmem Industrieboden:
m x
m
Angaben zur Bemessung von Fundamentplatten im Wohnungsbau
Firma
Straße
PLZ/Ort
Ansprechpartner
Telefon
Telefax
Datum
Bemessung bis
Bauvorhaben/Bemerkungen
Auflast [kN/m]:
Auflast [kN/m]:
vorgesehene
Wandstärke [cm]:
vorgesehene
Wandstärke [cm]:
Überstand [cm]:
gewünschte
Plattendicke [cm]:
Betonqualität:
Zul. Bodenpressung [kN/m2]:
Vorgesehene Mattenbewehrung:
Anlage 3: Formblatt „Anfrage zur Bemessung von Fundamentplatten im Wohnungsbau“
Angaben zur Bemessung von Kellerwänden
Firma
Straße
PLZ/Ort
Ansprechpartner
Telefon
Telefax
Datum
Bemessung bis
Bauvorhaben/Bemerkungen
Auflast [kN/m]:
Gewünschte
Wandstärke [cm]:
Betonqualität:
Wandhöhe [cm]:
Verfüllhöhe** [cm]:
Wasserdruck*:
Ja / Nein
Vorgesehene Mattenbewehrung:
*gegebenfalls ist [13] zu beachten **Unbelastete Verfüllung
Anlage 4: Formblatt „Anfrage zur Bemessung von Kellerwänden“
52
Es kommt drauf an,
was man draus macht.
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