Zur Hauptnavigation / To main navigation

Zur Sekundärnavigation / To secondary navigation

Zum Inhalt dieser Seite / To the content of this page

Sekundärnavigation / Secondary navigation

Inhaltsbereich / Content

Experimentelle Untersuchungen an Stahlfaserbetonplatten unter Brandbeanspruchung

Forschungsschwerpunkt

  • Innovative Betonfertigteile

Arbeitsgruppe Experimenteller Massivbau

Bearbeiter

 

Stahlfaserbeton wird in Deutschland seit etwa Mitte der 1970er-Jahre eingesetzt. Besondere Vorteile bietet die Zugabe von Stahlfasern beim Betonieren von Industrie- bzw. Hallenböden, gering beanspruchte Fundamentplatten, Kellerwänden sowie als Spritz- und Schalbeton im Tunnelbau. Stahlfaserbeton ist ein Material mit besonderen Eigenschaften. Hervorzuheben ist seine große Duktilität, sowohl bei Druck- als auch bei Zugbeanspruchung. Mit Stahlfaserbeton können in den Bereichen Zugspannungen aufgenommen werden, in denen eine Einlage von Betonstahlbewehrung große Mühe bereitet. In jüngster Zeit steigt die Zahl der Anwendungen mit kombinierter Bewehrung aus Stahlfasern und Betonstahl. Maßgebend für die über einen Riss übertragbare Kraft sind die Stahlgüte und das Verbundverhalten zwischen Stahlfaser und Beton.

Eine in Deutschland flächendeckende Einführung der DAfStb-Richtlinie „Stahlfaserbeton“ des Deutschen Ausschusses für Stahlbeton (DAfStb) als Ergänzung der DIN 1045-1 bzw. DIN EN 1992-1-1 mit zugehörigem Nationalen Anhang (NA) erfolgte im Jahre 2012. Seitdem ist für die Verwendung dieses Baustoffes keine Zustimmung im Einzelfall erforderlich.Bei kombinationsbewehrten Bauteilen mit unterkritischem Fasergehalt kann in der Kaltbemessung die günstige Auswirkung der Stahlfasern rechnerisch durch eine Reduzierung der konventionellen Bewehrung berücksichtigt werden. Im Sonderlastfall Brand gelten gemäß der „Stahlfaser-Richtlinie“ die Bestimmungen der DIN EN 1992-1-2 + NA  Infolgedessen entfällt im Brandfall die rechnerische Berücksichtigung der günstigen Wirkung von Stahlfasern auf die Querschnittstragfähigkeit.

Nach aktuellem Stand der Normung können die verbesserten Eigenschaften des Werkstoffes Stahlfaserbeton im Vergleich zu Stahlbeton für den Lastfall Brand nicht berücksichtigt werden. Es ist somit zu untersuchen, wie sich die Zugabe von Stahlfasern auf das Tragverhalten unter Brandbeanspruchung auswirkt. 

Zentrale Fragestellung ist, ob die positive Wirkung der Stahlfasern für die Tragfähigkeitseigenschaften durch zunehmende Temperaturbeanspruchung (verbesserte Wärmeleitfähigkeit) sukzessive aufgezehrt wird.

An der TU Kaiserslautern wurden deshalb Tastversuche an Stahlfaserbetonplatten unter Brandbeanspruchung mit unterschiedlichen Fasertypen und Fasergehalten wurden durchgeführt.Die Auswertung der Ergebnisse dieser Tastversuche dient einer ersten Einschätzung des Tragverhaltens von Stahlfaserbetonbauteilen im Brandfall. Weiterhin sollten die Tastversuche Hinweise auf die gegebenenfalls geänderte Temperaturleitfähigkeit in Stahlfaserbetonen geben.

 

Abb. 1: Verteilung von den Fasern im Querschnitt eines Probekörpers.
Abb. 2: Riss in einem Probekörper am Ende des Versuchs.

Stand der Bearbeitung (Septemver 2014)

Tastversuche an Stahlfaserbetonplatten unter Brandbeanspruchung mit unterschiedlichen Fasertypen und Fasergehalten wurden durchgeführt und ausgewertet.

Finanzierung und Kooperationspartner

Das Projekt wurde von der Firma Bekaert GmbH finanziert.