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Wo kann Stahlfaserbeton mit baurechtlichen und wasserrechtlichen Anforderungen angewendet werden?

Bewehrte Bauteile nach DIN 1045 mit tragenden Funktionen

Sohlplatten / Fundamente
Deckeplatten
Trogbauwerke
Stützwände
Tunnelschalen
Fertigteile

Zu beachten:

Mindestbewehrung
Bemessung gegen Zwang (z.B. Hydratationswärme)
statisch unbestimmte Systeme
Querkraft

Was regelt die DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton nicht?

Richtlinie gilt nicht für:

Stahlfaserbeton XS2, XS3, XD2 und XD3 ohne Kombibewehrung
Stahlfasern ohne formschlüssige, mechanische Verankerung
Bauteile aus vorgespanntem Stahlfaserbeton
Leichtbeton
Hochfesten Beton der Druckfestigkeitsklassen ab C55/67
Selbstverdichtender Beton
Stahlfaserspritzbeton (DIN 18551 2014-08, Nationale Anwendungsregeln zur DIN EN 14487 und Regeln für die Bemessung von Spritzbetonkonstruktionen)

Wie und wann wird die Qualität geprüft?

Welche Hinweise gilt es bei der Anwendung zu beachten?

An einspringenden Ecken, Säulen und anderen Zwängungspunkten ist Zulagebewehrung einzubauen
Zu intensives Verdichten vermeiden, da es zu Fasersedimentation führen kann

Gefahren:

Magnetisierte Stahlfasern hängen aneinander
Bei sehr weicher Konsistenz besteht sehr große Gefahr der Igelbildung
Aufstellen der Fasern bei selbverdichtendem Beton

Welche Eigenschaften haben Stahlfasern hinsichtlich Tragfähigkeit/Effektivität und Verarbeitbarkeit?

Je länger die Faser und je feiner die Faser, desto besser ist die Verankerung.
Je feiner die Faser ist, desto teurer ist sie.
Je höher die Schlankheit l/d ist, desto höher ist die Gefahr einer Igelbildung
- schlechtere Verarbeitbarkeit
Je mehr Fasern (kg/m³) eingesetzt werden, desto eher ergibt sich ein Problem mit der Verarbeitbarkeit.
Je länger eine Faser ist, desto schlechter ist der Beton pumpbar.

Nenne die Vor- und Nachteile von Stahlfasern

Pro Tragwirkung:

Hohe Schlankheiten (l/d) ergeben große Verbundlängen der Fasern (Verbesserung durch Endverankerungen)
Hohe Fasergehalte (Erhöhung der Fasertragwirkung)

Contra Verarbeitung:

Hohe Schlankheiten (l/d) wirken als „ungünstig geformter“ Zusatzstoff (Hoher Wasser-, bzw. Zementleimanspruch)
Hohe Fasergehalte (Deutlicher Einfluss auf die Verarbeitbarkeit)
Gefahr der „Igelbildung“

--> Reduzierung der Fasergehalte und -schlankheiten
--> Erhöhter Feinanteil (Mehlkorn) bzw. Leimgehalt in der Rezeptur

Nach welchen drei Arten kann man Stahlfaserbeton bestellen?

DBV-Merkblatt: Besitzt keinen Normcharakter (Einteilung in Faserbetonklassen, Angaben zur Herstellung, Bemessung, Durchbildung und Ausführung)
Bauaufsichtliche Zulassung: Bisherige Grundlage (DBV-Merkblatt); Erforderliche Leistungsfähigkeit. Nur anwendbar mit den dortigen spezifischen Angaben (Fasertyp, Hersteller, Menge…)
DAfStb-Richtlinie: Stahlfaserbeton als Beton nach Eigenschaften (Eignungsnachweis vom Hersteller)

Welche Baustoffkenngrößen sind in der DAfStb-Richtlinie für Stahlfaserbeton angegeben?

Analoge Spannungs-Dehnungs-Beziehung zum Stahlbeton (z. B. Spannungsblock)
Ermittlung einer Nachrisszugfestigkeit (verschmierte Risstheorie) im gerissenen Zustand
Ermittlung der Nachrisszugfestigkeiten an 4-Punkt-Biegeversuchen
- Prüfergebnis: Nachrissbiegezugfestigkeit)
Einteilung der Stahlfaserbetone in Leistungsklassen

Wie unterscheidet sich das Biegetragverhalten von StFB zu normalem Beton?

StFB kann 10 bis 20mal größere Durchbiegungen tolerieren ohne zu Versagen

Wo kann Stahlfaserbeton mit untergeordneten baurechtlichen Anforderungen angewendet werden?

(unbewehrte Bauteile nach DIN 1045)

dünnwandige Fertigteile
Fundamente (Wohnungsbau)

Einsatz von Stahlfasern zur Verbesserung der Gebrauchseigenschaften

Wie hoch ist der Fasergehalt bei normalfestem und ultrahochfestem Beton?

Normalfester Beton
- 20-80 kg/m³ ( 0,3-1,0 Vol-%)
Ultrahochfester Beton
- 160-240 kg/m³ ( 2,0-3,0 Vol-%)

Geben Sie eine Kurzzusammenfassung zu Stahlfaserbeton

Faserwirkung im Nachrissbereich der Betonzugzone
Stahlfaserbeton ist mittlerweile wie ein genormter Baustoff nach DIN 1045 für baurechtlich relevante Bauteile
Faserwirkung ist allgemein ansetzbar für Biegung und Längszug, Querkraft sowie Rissbreitennachweise
Prüfung der Nachrissbiegezugfestigkeit mit verformungsgesteuertem Biegebalkenversuch
Prüfung des Stahlfasergehalts am Auswaschversuch
Einsatz von Stahlfasern mit CE-Kennzeichnung

Wie ist die Tragwirkung von Stahlfasern einzuschätzen?

Sie begrenzen den Fortschritt von Mikrorissen
übertragen Kräfte über Rissufer hinweg
Faserorientierung bzw. Lage der Faser zum Riss und Verbundwirkung sind maßgebend
Versagen durch Reißen oder Ausziehen der Fasern
- (Verbundlänge, Verbundbedingungen, Endverankerung)

Wo kann Stahlfaserbeton ohne baurechtliche Anforderungen angewendet werden?

(keine tragenden Bauteile nach DIN 1045)

Industriefußböden
Kellerfußböden
Verkehrs- und Freiflächen

Keine Sauberkeitsschicht / Bewehrungsabstandshalter
häufig Verzicht auf Betonpumpen möglich

Wirken sich längere oder kürzere Fasern bei gleicher Schlankheit besser oder schlechter auf das Tragverhalten aus?

Längere wirken sich besser auf das Tragverhalten auf.

Wodrin ist Stahlfaserbeton bisher geregelt und was sind die bisherigen Regelungen?

DBV–Merkblatt (Fassung 2001) (DIN 1045)

Bisherige Regelung

Einsatz von Stahlfaserbeton für Bauteile, die nicht der Bauordnung (Gefahr für Leib und Leben) unterliegen
Bei baurechtlichen Anforderungen ist eine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall notwendig.
Detaillierte Ausarbeitung über Bemessung und Ausführung

Das DBV-Merkblatt verliert gegenüber der DAfStb-Richtlinie zunehmend an
Bedeutung.

Wie wirkt sich ein höherer Fasergehalt auf das Drucktragverhalten aus?

Ein höherer Fasergehalt erhöht die Duktilität des Betons

Kaum Einfluss im ansteigenden Ast
Nennenswerter Einfluss im abfallenden Ast

Wie ist das Zugtragverhalten von Stahlfaserbeton im Vergleich zu unbewehrtem und normalen Stahlbeton?

Welches Regelwerk gilt aktuell für Stahlfaserbeton als Baustoff?

DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton
- Ergänzung zur DIN 1045, DIN EN 206-1
- bauaufsichtlich eingeführt

Nenne die gebräuchlichen Stahlfasertypen.

Welche Eigenschaftsunterschiede gibt es hinsichtlich Dicke, Länge und Zugfestigkeit?

Drahtfasern
- Dicke: 0,4 - 1,2 mm
- Länge: 12-60 mm
- Zugfestigkeit: 1000-2000 N/mm²
Blechfasern
- Dicke: 0,3 - 0,5 mm
- Länge: 20-40 mm
- Zugfestigkeit: 270-1000 N/mm²
(Gefräste Stahlfasern)
Edelstahlfasern

Wo darf Stahlfaserbeton angewendet werden?

Welchen Unterschied gibt es bei der Konsistenzprüfung zum normalen Beton ohne Stahlfasern?

Wie kann man den Fasergehalt bestimmen?

Ermittlung durch Auswaschversuch
durch induktive Messung

Welche Überwachungsklassen gelten für Stahlfaserbeton?

Stahlfaserbeton mit Leistungsklasse L1 ≤ 1,2 --> ÜK 1
Stahlfaserbeton mit Leistungsklasse L1 > 1,2 --> ÜK 2

Überwachungsklasse 2:

Eine Prüfung je 300 m³ Beton oder je 3 Betoniertage
Prüfung des Stahlfasergehaltes oder der Nachrissbiegezugfestigkeit (alternativ)

Bei Prüfung der Nachrissbiegezugfestigkeit:

Jedes einzelne Prüfergebnis ≥ L1 und ≥ L2

Entnahme von 3 Teilproben:

Teilprobe 1 aus dem ersten Drittel der Ladung des Fahrmischers
Teilprobe 2 aus dem mittleren Drittel der Ladung des Fahrmischers
Teilprobe 3 aus dem letzten Drittel der Ladung des Fahrmischers

Annahme wenn:

jede Teilprobe ≥ 0,80 · mf,Ziel und
Mittelwert aus drei Teilproben ≥ 0,85 · mf,Ziel (mf,Ziel = Soll-Fasergehalt gemäß Herstellerangabe)

Warum müssen die Betonfestigkeit und die Faserzugfestigkeit aufeinander abgestimmt werden?

Für eine optimale Ausnutzung der Faserfestigkeit müssen beide Festigkeiten aufeinander abgestimmt werden.
- Das reißen der Fasern soll vermieden werden

Was wird beim 4-Punkt-Biegebalkenversuch untersucht?

Die Nachrissbiegezugfestigkeit Leistungsklasse 1 und 2

Verformung --> Dehnung

d1 = 0,5 mm --> ect = 3,5 ‰
d2 = 3,5 mm --> ectu = 25,0 ‰

Was sind die allgemeinen Anwendungsbedingungen von Stahlfaserbeton?

Stahlfasern müssen „im Herstellwerk” zugegeben werden
Konformität der Stahlfasern gemäß dem System „1“ nach DIN EN 14889-1 erforderlich
Festlegung der Leistungsklassen des Stahlfaserbetons nach statischen Erfordernissen vom Tragwerksplaner: (Beispiel: C30/37 L1,2/0,9 XC1,W0)
Stahlfaserbeton nach Richtlinie ist stets ein Beton nach Eigenschaften
Hersteller legt die Betonzusammensetzung einschließlich Faserart und -menge fest
Hersteller muss die Einhaltung der Leistungsklassen sicherstellen

Wodurch unterscheidet sich ein Beton mit dünnen Stahlfasern mit einer hohen Schlankheit und dicken Stahlfasern mit einer geringen Schlankheit?

(Bei gleicher Menge und Länge der Stahlfasern)

Der Beton kann mit dünnen Stahlfasern nach einem Riss eine größere Belastung über die noch tragenden Stahlfasern aufnehmen als mit dickeren Stahlfasern.

Lernkarten Info

Betontechnik: Stahlfaserbeton