Warum die Faserklassifizierung wichtig ist
Faserbewehrter Beton ist nicht nur ein einziges Material.
Der Begriff umfasst eine große Gruppe von zementbasierten Verbundwerkstoffen, die kurze oder endlose Fasern enthalten. Diese Fasern können aus Stahl, Polymeren, Glas, Kohlenstoff, Basalt, Zellulose, PVA oder anderen Materialien bestehen.
Obwohl die Produkte derselben allgemeinen Kategorie zugeordnet sind, kann sich ihr Verhalten völlig unterschiedlich gestalten.
Eine Stahlfaser weist einen hohen Elastizitätsmodul auf und beginnt relativ früh, der Rissbildung entgegenzuwirken. Polypropylen-Mikrofasern sind wesentlich feiner und flexibler. Ihre höchste Festigkeit erreichen sie in der Regel im plastischen Stadium, bevor der Beton eine ausreichende Zugfestigkeit entwickelt hat, um einem raschen Feuchtigkeitsverlust standzuhalten.
AR-Glasfasern werden häufig in dünnen zementgebundenen Platten verwendet. Kohlefasern zeichnen sich durch hohe Zugfestigkeit, geringe Dichte, Korrosionsbeständigkeit und potenzielle elektrische Funktionalität aus, doch ihre Kosten und die Anforderungen an die Dispersion schränken ihren routinemäßigen Einsatz ein.
Shandong Jianbang Fiber hat festgestellt, dass viele Fehler beim Einkauf mit dem Satz “Wir brauchen Fasern für Beton” beginnen. Diese Beschreibung ist zu allgemein.
Der Käufer sollte zunächst das eigentliche Problem definieren:
- Bilden sich Risse, bevor der Beton ausgehärtet ist?
- Muss der Beton nach dem Auftreten von Rissen noch Lasten aufnehmen?
- Ist Korrosion ein Problem?
- Muss das Produkt dünn und leicht bleiben?
- Ist Schlagfestigkeit oder Ermüdungsfestigkeit wichtig?
- Sind für das Projekt elektrische Leitfähigkeit oder ein selbstsensierendes Verhalten erforderlich?
Sobald das Ziel klar ist, lässt sich die richtige Faserkategorie leichter bestimmen.
Was ist faserverstärkter Beton?
Faserverstärkter Beton, üblicherweise mit FRC abgekürzt, enthält einzelne Verstärkungsfasern, die in einer zementären Matrix verteilt sind.
Als Matrix können Zementpaste, Mörtel, herkömmlicher Beton, hochfester Beton, UHPC, Spritzbeton oder ein anderes speziell zusammengestelltes Material auf Zementbasis dienen.
ACI identifiziert Stahl, Glas, synthetische Polymere und Naturfasern zu den gängigen Bewehrungskategorien. Die wichtigsten Verbesserungen betreffen in der Regel Rissbildung, Restfestigkeit, Schlagzähigkeit, Ermüdungsverhalten oder Brandverhalten.
Die Fasern verhalten sich nicht ganz so wie herkömmliche Bewehrungsstäbe.
Bewehrungsstahl wird an den vorgesehenen Stellen platziert und nimmt die berechneten strukturellen Kräfte auf. Kurze Fasern sind gleichmäßig in der Masse verteilt. Ihre Ausrichtung ist eher zufällig, obwohl durch die Einbringung und den Fließverhalten bestimmte Vorzugsrichtungen entstehen können.
Diese verteilte Bewehrung eignet sich besonders gut zur Eindämmung lokaler Risse, die sich nicht nur entlang einer vorgegebenen Ebene bilden.
Die Norm ASTM C1116 gilt für faserverstärkten Beton, der mit gleichmäßig vermischten Bestandteilen geliefert wird. Sie legt weder die endgültige Konstruktion fest noch ersetzt sie Anforderungen hinsichtlich Einbau, Nachbehandlung oder Schutz.
Wie Fasern das Verhalten von Beton beeinflussen
Normalbeton weist unter Druck eine gute Festigkeit auf, verfügt jedoch nur über eine begrenzte Zugfestigkeit.
In der Zementmatrix und um die Zuschlagstoffpartikel herum sind bereits kleine Risse vorhanden. Schrumpfung, Temperaturschwankungen, Biegung, Stöße, Setzungen und wiederholte Belastung können dazu führen, dass diese Risse größer werden.
Eine Faser, die einen sich ausbreitenden Riss durchquert, überträgt die Spannung zwischen den beiden Seiten. Der Riss muss dann die Bindung zwischen Faser und Matrix überwinden, die Faser verformen, sie herausziehen oder brechen.
Jeder Prozess verbraucht Energie.
Das Ergebnis ist nicht immer eine deutliche Steigerung der Druckfestigkeit. Häufiger entwickelt das Material:
- Schmalere Risse
- Stärker verteilte Rissbildung
- Stärkere Verformung vor dem Versagen
- Höhere Restfestigkeit
- Bessere Schlagfestigkeit
- Höhere Energieaufnahme
- Verbesserte Integrität nach dem Rissbildungsprozess
Die Wirksamkeit von Glasfasern hängt von mehreren miteinander verbundenen Parametern ab.
Geometrie bestimmt, wie viele Fasern in den Beton eindringen und wie weit jede einzelne einen Riss überbrücken kann.
Elastizitätsmodul bestimmt, wie schnell in der Faser eine Brückenspannung entsteht.
Zugfestigkeit entscheidet darüber, ob die Faser das Aufreißen überstehen kann.
Oberflächenform beeinflusst die Haftung, die Reibung und die mechanische Verankerung.
Einführung bestimmt, wie viele Fasern die kritische Rissfläche kreuzen.
Dosierung beeinflusst die Netzwerkdichte, die Verarbeitbarkeit und die Gesamtkosten.
Die stärkste Einzelfaser führt nicht automatisch zum stärksten Faserbeton. Eine schlechte Verteilung oder eine ungünstige Ausrichtung kann dazu führen, dass die Fasern ihr Potenzial nicht voll ausschöpfen können.
1. Stahlfaserbeton
Stahlfaserbeton wird hergestellt, indem kurze Stahlfasern in Mörtel oder Beton eingearbeitet werden.
Stahl weist eine hohe Zugfestigkeit und einen hohen Elastizitätsmodul auf. Dank dieser Eigenschaften widerstehen die Fasern der Rissbildung mit einer höheren Steifigkeit als die meisten Polymerfasern.
Die ursprüngliche Klassifizierung umfasste geradgeschnittene Drahtfasern, blattgeschnittene Fasern, schmelzextrahierte Fasern sowie verdrehte oder verformte Formen. Zu den modernen Produkten gehören außerdem Fasern mit hakenförmigem Ende, geklebte Faserbündel, gefräste Fasern, gewellte Fasern, doppelt gehäkelte Fasern und hochfeste Mikro-Stahlfasern.
So funktioniert Stahlfaser
Bevor Risse entstehen, nimmt die Betonmatrix den größten Teil der Belastung auf.
Sobald sich ein Riss zu bilden beginnt, übertragen die die Rissfläche kreuzenden Stahlfasern die Zugkraft. Ein hakenförmiges Ende oder ein verformtes Profil erhöht die Ausreißfestigkeit. Anstatt frei aus der Matrix zu gleiten, muss sich die Faser begradigen, die umgebende Paste verformen oder eine stärkere mechanische Verankerung überwinden.
Dieser Ausziehvorgang sorgt für Zähigkeit.
Der Beton kann nach dem Auftreten des ersten Risses weiterhin eine nutzbare Tragfähigkeit aufweisen, anstatt plötzlich an Tragfähigkeit zu verlieren. Die Norm ASTM C1609 bewertet dieses Verhalten anhand der ersten Spitzenfestigkeit, der Restfestigkeit bei festgelegten Durchbiegungen und der Zähigkeit der Prüfkörper.
Wo Stahlfasern zum Einsatz kommen
Stahlfasern werden häufig für folgende Zwecke eingesetzt:
- Hochbelastbare Industrieböden
- Logistik- und Lagerplatten
- Brückendecks
- Straßen- und Flughafenbeläge
- Tunnelauskleidung und Spritzbeton
- Tunnelfertigteile
- Maschinenfundamente
- Schlagfeste Konstruktionen
- UHPC und RPC
- Materialien für die Bauinstandhaltung
Unterschiedliche Anwendungsbereiche erfordern unterschiedliche Stahlfasergeometrien.
Lange, hakenförmige Fasern eignen sich gut für herkömmlichen Beton mit größeren Zuschlagstoffen. Feine, gerade Mikrofasern sind besser für die dichte, feinkörnige Matrix von UHPC geeignet. Eine Form als allgemein überlegen zu bezeichnen, würde die Rolle der Matrix und der Geometrie der Bauteile außer Acht lassen.
Wichtigste Vorteile
Stahlfasern sorgen für eine hohe Rissüberbrückungssteifigkeit und eine hohe Restfestigkeit. Bei ordnungsgemäßer Auslegung des Betonsystems weisen sie zudem eine gute Beständigkeit gegen Schlagbeanspruchung, wiederholte Belastung und Abrieb auf.
Bei schweren Bodenbelägen und Pflasterflächen können verteilte Stahlfasern einen Teil der herkömmlichen Bewehrung zur Rissvermeidung ersetzen. Jede strukturelle Substitution muss jedoch weiterhin den Anforderungen der bautechnischen Planung entsprechen und eine nachgewiesene Leistungsfähigkeit aufweisen.
Wichtigste Einschränkungen
Stahlfasern erhöhen die Dichte des Betons und können die Verarbeitbarkeit beeinträchtigen.
Lange Fasern, hohe Seitenverhältnisse oder eine schnelle Zuführung können zur Bildung von Faserknäueln führen. Scharfe Enden können die Handhabung und Endbearbeitung erschweren. Freiliegende Fasern können zudem in feuchten oder chloridreichen Umgebungen Rostflecken bilden.
Bei der endgültigen Auswahl sollten die Betonstärke, die Korngröße, die Mischerkapazität, die Pumpbarkeit, die Oberflächenbearbeitung, die Korrosionsbelastung und die erforderliche Restfestigkeit berücksichtigt werden.
2. Kohlefaserverstärkter Beton
Kohlefaserverstärkter Beton kann sich auf mehrere verschiedene Systeme beziehen.
Dieser Artikel befasst sich mit kurzen Kohlenstofffasern, die in Zementmörtel oder Mörtel dispergiert sind. Externe CFK-Platten, Verstärkungen aus Kohlenstofftextilien und Kohlenstofffaserstäbe gehören zu verwandten, aber unterschiedlichen Verstärkungstechnologien.
Kohlefasern vereinen eine hohe Zugfestigkeit, eine geringe Dichte, einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten und Beständigkeit gegen Korrosion durch gewöhnlichen Stahl.
Risskontrolle und mechanische Eigenschaften
Kurze Kohlenstofffasern können die Entstehung von Mikrorissen eindämmen und das Zug- oder Biegeverhalten verbessern. Dank ihrer hohen Steifigkeit können sie Spannungen über feine Risse hinweg übertragen.
Die konkrete Reaktion ist jedoch äußerst dispersionsabhängig.
Kohlefasern ziehen sich gegenseitig an und können Cluster bilden. Ein solcher Clusterbereich enthält mehr Fasern als erforderlich, während die umgebende Matrix nur geringfügig verstärkt wird. Außerdem nimmt die Verarbeitbarkeit mit steigendem Faseranteil und zunehmender Gesamtoberfläche ab.
In aktuellen Übersichtsarbeiten werden die Dispersion und die Bindung zwischen Fasern und Matrix durchweg als zentrale Herausforderungen bei Kohlefaser-Zement-Verbundwerkstoffen identifiziert.
Leitfähige und intelligente Funktionen
Im Gegensatz zu den meisten Glas- oder Polypropylenfasern ist Kohlefaser elektrisch leitfähig.
Wenn sich genügend Fasern zu einem zusammenhängenden Netzwerk verbinden, können Veränderungen des elektrischen Widerstands auf Dehnung, Risse, Feuchtigkeit oder Beschädigungen hinweisen. Dies hat zu Forschungsarbeiten in den Bereichen selbstüberwachende Straßenbeläge, Zustandsüberwachung von Bauwerken, elektromagnetische Abschirmung und elektrisch beheizte Zementverbundwerkstoffe geführt.
Diese Funktionen erfordern eine speziell entwickelte Formulierung und ein definiertes Prüfverfahren. Die Zugabe von Kohlefasern führt nicht automatisch zu einem zuverlässigen Sensor.
Wo Carbonfaserbeton zum Einsatz kommt
Zu den möglichen Anwendungsbereichen gehören:
- Intelligente Sensoren auf Zementbasis
- Selbstüberwachende Bauteile
- Elektromagnetische Abschirmung
- Spezial-Reparaturmörtel
- Leichte Fertigbauteile
- Leitfähige Fußböden oder Heizelemente
- Hochwertige, korrosionsempfindliche Systeme
Wichtigste Einschränkungen
Die Kosten liegen nach wie vor deutlich über denen von herkömmlichem PP, Glas oder vielen Stahlfasern.
Für eine gleichmäßige Verteilung können Tenside, Oberflächenbehandlungen, Mineralzusätze, eine kontrollierte Mischenergie oder andere Prozessanpassungen erforderlich sein. Ein zu hoher Faseranteil kann zu Agglomeration führen, die Verarbeitbarkeit beeinträchtigen, Hohlräume verursachen und die mechanische Leistungsfähigkeit eher verschlechtern als verbessern.
Kohlefaser sollte nicht als einfacher, universeller Ersatz für Stahlbewehrung dargestellt werden.
3. AR-Glasfaserverstärkter Beton
Glasfaserverstärkter Beton wird in der Regel mit GFRC- oder GRC-Produkte.
Bei diesen Werkstoffen kommen feine zementartige Matrixmaterialien und alkalibeständige Glasfasern zum Einsatz, um dünne und relativ leichte Bauteile herzustellen.
Warum Alkalibeständigkeit unerlässlich ist
Frischer und ausgehärteter Zementleim weist ein stark alkalisches inneres Milieu auf.
Herkömmliche Glasfasern können bei längerer Einwirkung dieser Umgebung an Festigkeit verlieren. Daher muss in Bauprodukten Glas verwendet werden, das auf Alkalibeständigkeit ausgelegt ist.
ASTM C1666/C1666M legt Mindestanforderungen für AR-Glasfasern wird in spritzverarbeitetem GFRC, vorgemischtem GFRC, faserverstärktem Beton und anderen zementären Produkten verwendet.
Die Begriffe “Glasfaser” und “AR-Glasfaser” sollten bei Zementanwendungen nicht synonym verwendet werden.
Wie GFRC hergestellt wird
Es gibt zwei gängige Produktionsrichtungen.
GFRC-Spritzverfahren führt zerkleinertes AR-Glasroving an der Düse in eine zementhaltige Spritzmasse ein. Das Material wird in dünnen Schichten aufgetragen und in einer Form verfestigt.
GFRC-Fertigmischung mischt kürzere AR-Glasfasern vor dem Gießen oder Spritzen direkt in den Mörtel ein.
GFRC besteht in der Regel aus Zement, Feinsand, Wasser, Polymerzusätzen, Zusatzmitteln und AR-Glasfasern. Grobkörniges Zuschlagmaterial wird in der Regel nicht verwendet, insbesondere bei dünnen architektonischen Produkten.
Wichtigste Vorteile
Das feine Fasernetzwerk eignet sich für dünne Schnitte und komplexe Geometrien.
Im Vergleich zu herkömmlichen Betonplatten sind GFRC-Bauteile leichter und einfacher zu handhaben. Die geformten Oberflächen geben detaillierte Strukturen, Rippen, Rundungen und dekorative Muster originalgetreu wieder.
AR-Glasfasern tragen dazu bei, feine Risse einzudämmen und die Biege- und Schlagfestigkeit zu verbessern. Das Material findet breite Anwendung in:
- Architektonische Fassadenplatten
- Zierleisten
- Gartenelemente
- Leichte Verkleidung
- Dünne Zementplatten
- Dauerformwerk
- Renovierungselemente
- Komplexe Fertigteilformen
Wichtigste Einschränkungen
Die Langzeitleistung hängt von der Faserqualität, der Matrixchemie, der Aushärtung, der Polymermodifizierung, dem Wassergehalt und den Umwelteinflüssen ab.
Gewöhnliches E-Glas sollte nicht einfach deshalb durch AR-Glas ersetzt werden, weil es auf den ersten Blick ähnlich aussieht.
Dicke herkömmliche Bauteile erfordern unter Umständen ein anderes Bewehrungssystem. GFRC ist besonders dann von Vorteil, wenn dünne Querschnitte, Formfreiheit, Oberflächenqualität und Gewichtsersparnis im Vordergrund stehen.
4. Mit Polypropylenfasern verstärkter Beton
Polypropylen-Faser gehört zu den am häufigsten verwendeten synthetischen Fasern in zementbasierten Werkstoffen.
PP hat eine geringe Dichte, rostet nicht und ist beständig gegen viele Säuren und Laugen. Zu den Produktformen zählen Monofil-Mikrofasern, fibrillierte Netzfasern, verdrillte Bündel, geprägte Makrofasern und andere speziell entwickelte Profile.
Die wichtigste Unterscheidung in der heutigen Zeit ist die zwischen Mikrofaser und Makrofaser.
Polypropylen-Mikrofaser
Mikro-PP-Faser wirkt hauptsächlich während der plastischen Phase und der frühen Aushärtungsphase.
Frischer Beton kann Oberflächenwasser schneller verlieren, als es durch das Ausbluten wieder aufgefüllt werden kann. Dadurch entstehen Kapillardruck und Zugspannungen, noch bevor der Beton eine ausreichende Festigkeit entwickelt hat. Feine PP-Fasern bilden ein dichtes Netzwerk, das diese Bewegung eindämmt und die frühen Spannungen verteilt.
Untersuchungen zeigen, dass PP-Fasern wirksam dazu beitragen, Schrumpfrisse im Kunststoff zu reduzieren. Feinere und längere Fasern können innerhalb eines getesteten Systems eine bessere Kontrolle ermöglichen, da sie effektivere Brücken über frühe Risse bilden.
Mikro-PP-Fasern werden häufig in folgenden Bereichen eingesetzt:
- Bodenplatten
- Kellerwände
- Fertigteilplatten
- Putz und Verputz
- Mörtel
- Bodenbelag
- Wasserundurchlässiger Beton
- Massenbeton
- Beton, der einer schnellen Trocknung ausgesetzt ist
Sein Hauptzweck ist nicht eine hohe strukturelle Restfestigkeit.
Makro-Polypropylenfaser
Makro-PP-Faser ist größer und weist ein markanteres, technisch ausgefeiltes Profil auf.
Sie bleibt auch nach dem Aufbrechen der Matrix aktiv und kann eine messbare Restbiegefestigkeit bieten. Geprägte, verdrehte, aufgeraute oder fibrillierte Oberflächen verbessern die Verankerung.
Zu den üblichen Anwendungen gehören:
- Platten auf dem Boden
- Industrieböden
- Bürgersteige
- Tunnelspritzbeton
- Betonfertigteile
- Brückenbeton
- Unterstützung im Bergbau
- Meeres- und Nassbauwerke
Makro-Kunstfaser ist leicht und korrosionsbeständig. Die Handhabung ist einfacher als bei Stahl, und freiliegende Enden verursachen keine Rostflecken.
Sein Elastizitätsmodul ist geringer als der von Stahl. Die Faser lässt möglicherweise eine größere Rissöffnung zu, bevor eine gleichwertige Überbrückungskraft entsteht. Stahl und Makro-PP können daher nicht in gleicher Masse ausgetauscht werden.
Wichtige bauliche Aspekte
PP-Fasern können den Setzverlust verringern und die innere Reibung erhöhen.
Mikrofasern verfügen über eine große Oberfläche, während sich lange Makrofasern umeinander wickeln können, wenn sie zu schnell zugegeben werden. Eine kontrollierte Zugabe, eine geeignete Pastenmenge, ein kompatibles Wasserreduktionsmittel und eine ausreichende Mischzeit sind unerlässlich.
Zusätzliches Wasser sollte nicht als pauschale Lösung zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit eingesetzt werden.
Vergleich der vier Fasertypen
| Faser-Typ | Hauptstärke | Hauptrolle in der Aufführung | Typische Anwendungsbereiche | Hauptbeschränkung |
|---|---|---|---|---|
| Stahlfaser | Hoher Elastizitätsmodul und starke Verankerung | Restfestigkeit, Zähigkeit, Schlagfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit | Böden, Gehwege, Tunnel, Spritzbeton, Fertigbauteile, UHPC | Gewicht, Schwierigkeiten beim Mischen, mögliche Korrosion |
| Kohlefaser | Hohe Festigkeit, geringes Gewicht und Leitfähigkeit | Präzise Risskontrolle, spezielle Bewehrung und intelligente Funktionen | Sensoren, leitfähige Verbundwerkstoffe, hochwertige Reparaturmaterialien | Kosten und Streuung |
| AR-Glasfaser | Feine mineralische Verstärkung mit Alkalibeständigkeit | Biegeunterstützung bei Dünnschliffen und Rissverteilung | GFRC-Fassaden, Dekorplatten und Zementplatten | Erfordert nachgewiesene Alkalibeständigkeit |
| PP-Mikrofaser | Feines, leichtes Netz | Kontrolle der Kunststoffschrumpfung und frühzeitiger Mikrorisse | Deckenplatten, Wände, Mörtel, Putz und Fertigteile | Begrenzte Restfestigkeit der Konstruktion |
| Makro-PP-Faser | Korrosionsfreie Makroarmierung | Zähigkeit nach Rissbildung und Restkapazität | Böden, Spritzbeton, Pflasterflächen und feuchte Umgebungen | Geringerer Elastizitätsmodul als Stahl |
So wählen Sie die richtige Faser aus
1. Beginnen Sie mit der „Crack“-Phase
Vor dem Aushärten kommt es zu einer Schrumpfung des Kunststoffs. PP-Mikrofaser ist in der Regel die einfachste Lösung.
Belastungsbedingte Risse entstehen, nachdem die Matrix ausgehärtet ist. Stahlfaser oder Makro-Kunstfaser sorgt für eine stärkere Bewehrung nach Rissbildung.
Feine Risse in dünnen architektonischen Zementprodukten lassen sich mit AR-Glasfasern möglicherweise besser kontrollieren.
2. Festlegung der erforderlichen Restleistung
In einer Spezifikation sollte die erforderliche Tragfähigkeit nach Rissbildung oder die Zähigkeit angegeben werden, anstatt lediglich eine Faser und deren Dosierung zu nennen.
Die Norm ASTM C1609 legt ein anerkanntes Verfahren zur Bestimmung des Biegeverhaltens und der Restfestigkeit von faserverstärktem Beton fest.
3. Berücksichtigen Sie die Umwelt
Stahl eignet sich gut, wenn eine hohe Steifigkeit erforderlich ist, doch Korrosionsgefahr und Verfärbungen der Oberfläche sollten beachtet werden.
Makro-Polypropylen rostet nicht und eignet sich für den Einsatz in feuchten oder chemisch aggressiven Umgebungen.
AR-Glas ist für alkalische Zementmatrizen ausgelegt.
Kohlefaser ist zwar korrosionsbeständig, für den Einsatz in großen Mengen bei gewöhnlichem Beton jedoch möglicherweise nicht wirtschaftlich.
4. Die Fasergröße auf den Beton abstimmen
Lange Fasern können unter Umständen nicht durch enge Pumpleitungen, dichte Bewehrungen, kleine Fertigteilabschnitte oder dünne Reparaturschichten geführt werden.
Feine Mikrostahlfasern eignen sich für UHPC. Fasern mit längeren Hakenenden eignen sich für dickeren herkömmlichen Beton. AR-Glasfasern passen zu feinen GFRC-Matrizen. Die Geometrie der PP-Fasern sollte davon abhängen, ob das Ziel die Verringerung der plastischen Schrumpfung oder die Rissüberbrückungsfähigkeit ist.
5. Eine Probiermischung zusammenstellen
Im Rahmen von Labor- und Produktionsversuchen sollte Folgendes überprüft werden:
- Faserdispersion
- Stillstand oder Aufschwung
- Pumpbarkeit
- Luftgehalt
- Verarbeitungsqualität
- Frühe Rissbildung
- Biegeverhalten
- Restfestigkeit
- Anforderungen an die Haltbarkeit
- Gesamtkosten für die Installation
Häufige Fehler bei der Auswahl von Faserbeton
- Sortierung ausschließlich nach Fasermaterial
“Die Begriffe ”Stahlfaser“ oder ”PP-Faser“ geben keinen Aufschluss über Geometrie, Festigkeit, Dosierung oder Anwendungsbereich. - Unter der Annahme, dass jede Faser die Druckfestigkeit erhöht
Viele Fasern entfalten ihren größten Nutzen durch die Risskontrolle und ihr Verhalten nach Rissbildung. - Ersetzen von Fasern durch die entsprechende Menge in Kilogramm
Unterschiedliche Dichten und Elastizitätsmoduli machen eine direkte Massensubstitution unzuverlässig. - Verwendung von gewöhnlicher Glasfaser in Zement
Für Anwendungen auf Zementbasis sind geprüfte, alkalibeständige Glasfasern erforderlich. - Auswahl von Kohlefaser ohne Dispersionsplan
Durch Agglomeration können die erwarteten mechanischen und leitfähigen Vorteile zunichte gemacht werden. - Wasser hinzufügen, um die verlorene Verarbeitbarkeit wiederherzustellen
Unkontrollierter Wasserzufluss kann die Festigkeit, Haltbarkeit und Haftfestigkeit beeinträchtigen. - Abgesehen von der Grenzfläche zwischen Faser und Matrix
Die Zugfestigkeit allein lässt keine Rückschlüsse auf das Ausreißverhalten und die Rissüberbrückungsfähigkeit zu. - Verwendung der vom Lieferanten vorgegebenen Dosierung als endgültige konstruktive Auslegung
Die Dosierungsempfehlungen dienen als Anhaltspunkte. Die Projektleistung muss getestet werden. - Bewertung ausschließlich der ungerissenen Festigkeit
Die Restfestigkeit und die Energieaufnahme geben Aufschluss darüber, was nach dem Auftreten eines Risses geschieht. - Unter der Annahme, dass Fasern jeden Bewehrungsstab ersetzen
Eine primäre strukturelle Verstärkung ist weiterhin erforderlich, sofern dies aufgrund der Konstruktion und der Bauvorschriften erforderlich ist.
Warum Ecocretefiber™ wählen?
Ecocretefiber™ ist die Betonfaser-Marke von Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd.
Das aktuelle Produktsortiment umfasst Polypropylenfasern, Makrosynthetikfasern, Stahlfasern, AR-Glasfasern, Basaltfasern, Kohlefasern, PVA-Fasern, PAN-Fasern, Zellulosefasern und weitere Spezialmaterialien.
Dank dieses breiten Sortiments kann die Faser optimal auf das jeweilige Projekt abgestimmt werden, anstatt für jede Anwendung ein und dasselbe Produkt verwenden zu müssen.
Für einen Lagerboden sind möglicherweise Stahlfasern mit hakenförmigen Enden oder Makro-Kunststofffasern erforderlich. Für die Herstellung von GFRC-Fassaden wird AR-Glasfaser benötigt. Bei der Schrumpfung von Kunststoff in dünnen Platten kommen PP-Mikrofasern zum Einsatz. UHPC erfordert hochfeste Stahlmikrofasern. Kohlefasern kommen in ausgewählten hochwertigen oder funktionalen Zementverbundwerkstoffen zum Einsatz.
Shandong Jianbang Fiber hat festgestellt, dass die fruchtbarsten Gespräche mit Lieferanten bei den Projektbedingungen ansetzen:
- Anwendungs- und Komponententyp
- Beton- oder Mörtelklasse
- Korngröße
- Verlege- und Mischgeräte
- Zielwert für die Risskontrolle
- Anforderung an die Restfestigkeit
- Expositionsumgebung
- Oberflächengüte
- Dosierungsbereich für Ballaststoffe
- Vorgeschriebene Prüfnorm
Ecocretefiber™ unterstützt Bauunternehmer, Händler, Transportbetonwerke, Fertigteilhersteller, Tunnelbauunternehmen, Straßenbauunternehmen und Infrastruktur-Einkäufer bei der Produktauswahl, der Verpackung, Probebestellungen, dem OEM-Service und der technischen Kommunikation.
Checkliste für Käufer
| Frage | Warum es wichtig ist |
|---|---|
| Welcher Rissbildungsstadium muss kontrolliert werden? | Für Risse im plastischen Bereich und Risse nach der Aushärtung sind unterschiedliche Fasern erforderlich. |
| Ist Restfestigkeit erforderlich? | Dies entscheidet darüber, ob eine Makro-Bewehrungsfaser benötigt wird. |
| Wie dick ist das Bauteil? | Dünne und dicke Abschnitte erfordern unterschiedliche Faserdimensionen. |
| Welche Korngröße wird verwendet? | Große Fasern müssen mit der Matrix kompatibel bleiben. |
| Ist Korrosion ein Problem? | Nichtmetallische Fasern könnten einen Vorteil bieten. |
| Handelt es sich bei der Anwendung um GFRC? | Zertifizierte AR-Glasfaser ist unerlässlich. |
| Ist eine elektrische Funktion erforderlich? | Kohlefaser könnte in Betracht gezogen werden. |
| Welche Mischgeräte stehen zur Verfügung? | Die Qualität der Dispersion hängt von der Zufuhr- und Mischenergie ab. |
| Welcher Leistungstest wird verwendet? | Die tatsächliche Leistungsfähigkeit des Betons sollte nach dem Auftreten von Rissen überprüft werden. |
| Ist eine Testcharge geplant? | Testläufe verringern Material- und Konstruktionsrisiken. |
Schlussfolgerung
Faserverstärkter Beton ist eher eine Materialgruppe als ein einzelnes Standardprodukt.
Stahlfasern sorgen bei Hochleistungsbeton für hohe Steifigkeit, starke Rissüberbrückung und zuverlässige Rissüberbrückungsfähigkeit.
Kohlefaser vereint geringe Gewichtszunahme, Korrosionsbeständigkeit und elektrische Funktionalität, erfordert jedoch eine sorgfältige Dosierung und einen klaren wirtschaftlichen Grund.
AR-Glasfaser eignet sich für dünne, leichte und komplex geformte GFRC-Bauteile. Ihre Beständigkeit gegenüber der alkalischen Zementumgebung muss überprüft werden.
Polypropylenfasern erfüllen zwei unterschiedliche Funktionen. Mikrofasern verhindern ein frühzeitiges Schrumpfen des Kunststoffs, während Makrofasern eine korrosionsfreie Verstärkung nach der Rissbildung gewährleisten.
Die richtige Wahl hängt vom Problem ab – nicht vom Namen der Faser.
Betontyp, Rissstadium, erforderliche Resttragfähigkeit, Einwirkungsumgebung, Einbauverfahren, Verarbeitbarkeit, Prüfnorm und Gesamtkosten müssen alle berücksichtigt werden.
Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd. liefert Ecocretefiber™ Faserlösungen für Fußböden, Straßen, Brücken, Tunnel, Spritzbeton, Betonfertigteile, GFRC, Reparaturmörtel, UHPC und andere zementbasierte Werkstoffe.
Eine richtig ausgewählte Faser macht Beton nicht einfach nur “fester”. Sie verleiht dem Beton vielmehr genau die Risskontrolle, Zähigkeit, Dauerhaftigkeit oder Funktionsleistung, die für das jeweilige Projekt erforderlich sind.
