MasterFiber – Fasern als alternative Bewehrung für Beton

Fasern zur Rissbreitenkontrolle und Brandschutz im Beton

 

Wie funktioniert Faserbeton mit MasterFiber?

Faserbeton ist ein Verbundwerkstoff aus Betonmatrix und Fasern. Beton kann nur in sehr begrenzten Umfang Zugkräfte aufnehmen. Die Faserbewehrung im Beton überträgt nach Entstehung eines Risses die Zugkräfte zwischen den Rissufern. In diesem Fall spricht man von Nachrissfestigkeit des Betonbauteils. Um diese Eigenschaft bei der Bemessung von Bauteilen berücksichtigen zu können, werden Faserbetone anhand ihrer Biegezugfestigkeit klassifiziert. Bei der statischen Berechnung wird die erforderliche Leistungsfähigkeit des Faserbetons festgelegt. Die Auswahl des Fasertyps, der Faserdosierung und die Betonzusammensetzung zur Erzielung der erforderlichen Faserbetonklassen liegen im Verantwortungsbereich des Betonherstellers. Und muss durch eine Erstprüfung nachgewiesen werden.

Bild MasterFiber - Fasern für Beton BASF 
Die Kunststofffasern sind im Beton homogen verteilt und bilden ein dreidimensionales Bewehrungsnetz innerhalb der Betonmatrix.

Stabilisierend - Verringerung der Rissneigung im jungen Beton

Plastisches Schwinden entsteht durch die verdunstungsbedingte Volumenveränderung des Frischbetons (Wasserverlust) nach dem Einbau, wenn das Gemisch noch plastisch ist und bislang noch keine Festigkeit erreicht hat. Wird dieses Schwinden behindert, kann es zur Rissbildung kommen. Das MasterFiber Fasernetzwerk ist eine der effektivsten Methoden, um die Rissbildung infolge plastischen Schwindens zu reduzieren. Die Fasern wirken auf Grund des dreidimensionalen Fasernetzwerks aufeinander ein und reduzieren so die Rissbildung. Bereits bei einem Faseranteil von 0.1 % des Betonvolumens reduziert sich die gesamte Rissfläche um 30 bis 40 %.

Im Gegensatz zur konventionellen Stahlbewehrung befinden sind die Faserbewehrung direkt unter der Oberfläche des Betons. Die Aufweitung der Risse wird frühzeitig gestoppt. Dadurch bilden sich viele dünne Risse anstelle eines breiten Risses.

 Kraftübertragend - Duktilität und Nachrissbiegezugfestigkeit

Im erhärteten Zustand entstehen durch die Belastung der Betonbauteile Risse in der Zugzone. Ist die Zugzone gerissen, kann der unbewehrte Betonquerschnitt keine Zugkräfte mehr übertragen. Das Bauteil versagt. Im faserbewehrten Bauteil können die vorhandenen Zugkräfte über die Fasern zwischen den Rissufern übertragen werden. Diese Eigenschaft des Faserbetons wird als "Nachrisszugfestigkeit" bezeichnet. Durch diese Eigenschaft kann die Wirkung der Fasern statisch berücksichtigt werden.

Kapillarbildend im Brandfall (PP-Mikrofaser)

Im Brandfall verdampft das im Beton vorhandene Wasser. Dadurch entsteht ein sehr hoher Dampfdruck in der Betonmatrix. Dieser innere Druck führt zu Betonabplatzungen. Dadurch wird das Bauteil geschwächt und kann versagen. Im Beton eingebundene Kunststoffrasen schmelzen im Brandfall und bilden ein dreidimensionales Kapillargefüge. Der Dampf kann durch diese Kapillaren entweichen. Die Brandbeständigkeit des Bauteils wird deutlich verbessert.  

Was sind die Vorteile von MasterFiber-bewehrtem Beton?

Kosteneffizienz

Je nach Anwendungsfall haben die Fasern von MasterFiber einen Kostenvorteil von 20 bis 40% gegenüber konventioneller Stahlbewehrung (Materialkosten und Verarbeitung) und Stahlfasern. Die Zeit für das Verlegen der Bewehrung entfällt komplett.

Dauerhaftigkeit

Durch die geringere Rissfläche wird das Betonbauteil resistenter gegenüber äußerer Umwelteinflüsse. Die Dichtigkeit des Bauteils wird deutlich verbessert.

Flexible Formgebung

Auf konventionelle Stahlbewehrung kann oft komplett verzichtet werden. Dies erlaubt eine freiere Gestaltung der Betonbauteil. Oft sind dünnere Bauteile möglich. Bei Verzicht auf Stahlbewehrung kann die Mindestdicke (Korrosionsschutz) reduziert werden.

Keine Rostfleckenbildung

Die Kunststofffasern von MasterFiber korrodieren nicht. Dadurch werden störende Rostflecken, wie sie oft bei Stahlfasern vorkommen, an der Oberfläche vermieden.

Einfache Verarbeitung

Die Fasern von MasterFiber haben auch bei hohen Konzentrationen nur einen geringen Einfluss auf die Verarbeitbarkeit des frischen Betons. Geringer Verschleiß der Misch- und Förderanlagen

Anwendungsgebiete

Durch Fasern kann die konventionelle Bewehrung ganz oder teilweise ersetzt werden. Faserverstärkte Betone haben sich in den folgenden Anwendungen bereits vielfach bewährt:  

Tabelle Fasern 

  • Betonfertigteile
  • Schacht- und Rohrsysteme
  • Industrieböden / Freiflächen
  • Verkehrsflächen
  • Fundamentplatten
  • Betonwände
  • Behälterbau (Fahrsilos, Biogasanlagen)
  • White Topping
  • Holz-Beton-Verbundbauweise
  • WU-Bauwerke (Keller, Tiefgaragen)
  • Galabau
  • Spritzbeton im Tunnelbau

MasterFiber - Lösungsansatz

Um die optimale Performance faserbewehrten Betons zu erreichen, müssen Fasertyp und Betonmatrix aufeinander abgestimmt werden. Unsere Experten unterstützen Sie dabei:

  • Unterstützung beim Produktdesign (Statik) bis hin zur Bestimmung von dazu erforderlichen Kennwerten
  • Komplettangebot an hochwertigen, synthetischen Fasern zur Betonarmierung
  • Optimierung des Mischungsentwurfes unter Berücksichtigung von Produktionsbedingungen und Endprodukt sowie dessen Anwendung
  • Beratung bzgl. erforderlicher Dosiereinrichtungen für Fasern
  • Unterstützung bei ggf. erforderlichen Bauteilzulassungen
  • Detaillierte Information aller Baubeteiligten

Dr. Christoph Hahn

Marketing Manager Fibers
Tel: +49-621 60 91008

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