Beton ist einer der wichtigsten und am meisten verbreiteten Baustoffe der modernen Architektur. Dieses äußerst vielseitige Material wird aus einem bestimmten Verhältnis von Zement, Sand, Schotter oder Kies und Wasser hergestellt und wird in vielen Anwendungen eingesetzt, darunter Gebäude, Straßen, Brücken, Dämme, Kanäle, Tunnel und mehr.
Extrem langlebig, wind- und wasserfest, nicht brennbar, mit hervorragendem Schallschutz – das sind nur einige der Eigenschaften, die Beton heute zu einem der führenden Baustoffe machen.
Architektonische Innovationen und historische Forschungen haben jedoch neue Einblicke in die Eigenschaften von Normalbeton geliefert. Aufgrund seiner hohen Druckfestigkeit können Bauwerke Druckbelastungen standhalten, bei Zugkräften wie bei Platten und Trägern besteht jedoch aufgrund der geringen Zugfestigkeit des Betons die Gefahr des Einsturzes des Tragwerks.
Hier kommt Stahlbeton ins Spiel. Betrachten wir die Eigenschaften von Stahlbeton, die Vorteile, die er im Vergleich zu anderen Baustoffen bietet, und die verschiedenen Betonarten, die im Bauwesen verwendet werden.
Was ist Stahlbeton?
Stahlbeton, auch bewehrter Zementbeton genannt, ist eine spezielle Betonart, in die Stahl in Form von Stäben, Rohren, Drähten, Kabeln oder einem Geflecht so eingebettet ist, dass die Druck- und Zugfestigkeit sowie die Dehnbarkeit erhöht werden. Der im 19. Jahrhundert erfundene Stahlbeton revolutionierte die Bauindustrie, indem er die Qualität und die Dauerhaftigkeit von Bauwerken erhöht hat. Diese beiden Materialien – Beton und Stahl – bieten zusammen Widerstand gegen äußere Kräfte wie Wind, Erschütterungen, Erdbeben und alle anderen Ursachen von Zug- und Scherspannungen und verhindern so, dass der Beton reißt, abbröckelt oder ganz bricht..
Abhängig vom Bewehrungsgrad und der Art des verwendeten Bewehrungsmaterials kann Stahlbeton in allen Bauelementen verwendet werden, von Platten, Wänden, Trägern und Stützen bis hin zu Fundamenten und Rahmenkonstruktionen. Die Bewehrung wird im Allgemeinen in Bereichen angebracht, die Zugspannungen ausgesetzt sind.
Im Laufe der Zeit wurden andere Arten von Stahlbeton entwickelt, wie z. B. Faserbeton und Spannbeton. Schauen wir uns die Eigenschaften, Verwendungen und Vorteile verschiedener Arten von Stahlbeton an.
Stahlbewehrter Beton
Bei der primären Art von Stahlbeton werden Bewehrungsstäbe verwendet, um die Zug- und Druckfestigkeit des Tragwerks zu erhöhen. Darüber hinaus ermöglicht die Stahlbewehrung eine erhebliche Ausdehnung und Schrumpfung des Betons, wenn er sowohl hohen als auch niedrigen Temperaturen ausgesetzt ist.
Faserbeton
Die Verwendung von Fasern als Bewehrungsmaterial für Beton geht auf prähistorische Zeiten zurück. Damals verwendeten die Baumeister Strohhalme oder Rosshaar, bis im 20. Jahrhundert faserige Materialien wie Stahl, Glas und Kunststoffe erfunden wurden.
Faserbeton enthält kleine Fasern, die gleichmäßig im Material verteilt sind. Die Faserbewehrung ist ideal für die Rissregulierung sowie die Stoß- und Korrosionsbeständigkeit des Betons.
Heute gibt es verschiedene Arten von faserbewehrtem Beton, und einige der am häufigsten verwendeten sind:
- Glasfaserbeton
- Stahlfaserbeton
- Stahlbeton aus Naturfasern
- Stahlbeton aus Polypropylenfasern
- Zementgebundener Verbundwerkstoff
Spannbeton
Spannbeton ist eine der fortschrittlichsten Arten von Stahlbeton. Er ist eine wirksame Lösung, um das Reißen von Beton zu verhindern und seine Sprödigkeit zu verringern, indem er die hohe Druckfestigkeit von Beton mit der Zugfestigkeit von Stahl kombiniert.
Diese Art von Stahlbeton wird in einem als Vorspannen bezeichneten Prozess hergestellt, bei dem hochfester Stahl auf 70 bis 80 Prozent seiner Zugfestigkeit gedehnt wird, wonach der Beton gegossen und ausgehärtet wird. Dieses Verfahren erhöht die Tragfähigkeit von Betonträgern, insbesondere in Bereichen mit den größten Zugkräften.
Spannbeton bietet zahlreiche Vorteile beim Bauen, von der Erzielung einer hohen Betondruckfestigkeit über die Beseitigung von Spannungsrissen bis hin zur Reduzierung von Korrosion, Schubspannung und Gewicht.
Vorteile von Stahlbeton
Stahlbeton, egal ob stahlbewehrt, faserbewehrt oder vorgespannt, bietet verschiedene Vorteile beim Bauen. Vor allem der Beton selbst hat eine hohe Druckfestigkeit, die zusammen mit der Zugfestigkeit der Bewehrungsmaterialien den Beton widerstandsfähiger und langlebiger macht.
Darüber hinaus macht die Bewehrung das Tragwerk widerstandsfähig gegen Feuer und Wasser und bietet hervorragende Schallschutzeigenschaften.
Ein weiterer Grund für die Beliebtheit von Stahlbeton ist seine weltweite Verfügbarkeit, einfache Herstellung und Handhabung sowie niedrige Bau- und Wartungskosten. Stahlbeton ermöglicht die Vielseitigkeit der Formen, in die er geformt werden kann, sowie verschiedene Teile des Tragwerks, in denen er verwendet werden kann – vom Fundament bis zum Dach.
Mit der Option, vorgefertigt oder vor Ort gegossen zu werden, ist Stahlbeton die ideale Lösung für eine Reihe unterschiedlicher Bauprojekte.
Zusammenfassung
Stahlbeton wird in allen Bereichen des Ingenieurwesens eingesetzt – von Großbauprojekten, Aufbauten und wassergebundenen Konstruktionen bis hin zu Anwendungen im Wohnungsbau. Da es eine hohe Haltbarkeit, Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Konstruktionselementen bietet, wäre die Errichtung moderner Bauwerke ohne die Verwendung von Stahlbeton nicht möglich.
