{"id":2757,"date":"2026-07-18T09:43:08","date_gmt":"2026-07-18T09:43:08","guid":{"rendered":"https:\/\/ecocretefiber.com\/?p=2757"},"modified":"2026-07-18T09:43:08","modified_gmt":"2026-07-18T09:43:08","slug":"uhpc-mit-kupferbeschichteten-mikro-stahlfasern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ecocretefiber.com\/de\/uhpc-mit-kupferbeschichteten-mikro-stahlfasern\/","title":{"rendered":"Kupferbeschichtete Mikro-Stahlfasern f\u00fcr UHPC: Eigenschaften, Riss\u00fcberbr\u00fcckung, Anwendungsbereiche, Mischungsauslegung und Qualit\u00e4tskontrolle"},"content":{"rendered":"

Warum UHPC Mikro-Stahlfasern ben\u00f6tigt<\/h2>\n\n\n\n
\"Zu<\/figure>\n\n\n\n

Ultrahochleistungsbeton <\/a>verf\u00fcgt \u00fcber eine sehr dichte zement\u00e4re Matrix. Es kann eine hohe Druckfestigkeit und eine sehr geringe Durchl\u00e4ssigkeit erreichen. Eine dichte und feste Matrix kann jedoch dennoch spr\u00f6de versagen, wenn sie Zug- oder Biegebelastungen ausgesetzt ist.<\/p>\n\n\n\n

Aus diesem Grund sind Stahlfasern ein zentraler Bestandteil vieler UHPC-Systeme.<\/p>\n\n\n\n

Kupferbeschichtete Mikro-Stahlfaser<\/a> hilft dabei, Risse zu \u00fcberbr\u00fccken und Zugspannungen aufzunehmen, sobald die Zementmatrix zu rei\u00dfen beginnt.<\/strong> Die Fasern erh\u00f6hen nicht nur die Druckfestigkeit. Ihr Hauptvorteil liegt im Zugverhalten, in der Biegefestigkeit, der Rissbreitenbegrenzung, der Energieaufnahme und der Resttragf\u00e4higkeit.<\/p>\n\n\n\n

Shandong Jianbang Fiber hat festgestellt, dass die Gr\u00f6\u00dfe der Fasern eine wichtige Rolle spielt. Eine typische UHPC-Mikrostahlfaser ist wesentlich d\u00fcnner und k\u00fcrzer als die Stahlfasern mit hakenf\u00f6rmigem Ende<\/a> wird in vielen Industrieb\u00f6den verwendet. Durch die feine Geometrie k\u00f6nnen zahlreiche Fasern in einen Kubikmeter Beton eingebracht werden. Dadurch entstehen viele potenzielle Riss\u00fcberbr\u00fcckungspunkte.<\/p>\n\n\n\n

In den Unterlagen der FHWA wird eine h\u00e4ufig verwendete UHPC-Stahlfaser mit einem Durchmesser von etwa 0,2 mm und einer L\u00e4nge von etwa 13 mm beschrieben. Die vorgeschriebene Mindestzugfestigkeit liegt bei etwa 2.000 MPa. In einigen UHPC-Systemen werden Stahlfasern im Volumenanteil von etwa 2% eingesetzt.<\/p>\n\n\n\n

Unter Shandong Jianbang Chemical Fiber Co., Ltd.<\/strong>, die Ecocretefiber\u2122<\/a><\/strong> Das Produktsortiment umfasst mikroskopisch kleine, kupferbeschichtete Stahlfasern f\u00fcr UHPC, RPC, Fertigbauteile, Reparaturmaterialien und andere hochleistungsf\u00e4hige zementbasierte Systeme.<\/p>\n\n\n\n

Was sind kupferbeschichtete Mikro-Stahlfasern?<\/h2>\n\n\n\n

Kupferbeschichtete Mikro-Stahlfasern sind kurze, feine, hochfeste Stahlfilamente mit einer d\u00fcnnen metallischen Beschichtung auf der Oberfl\u00e4che. Auf dem Markt werden m\u00f6glicherweise auch Begriffe wie messingbeschichtete Stahlfaser,<\/a> verkupferte Stahlfaser oder Mikro-Stahlfaser.<\/p>\n\n\n\n

Diese Bezeichnungen sollten nicht ohne R\u00fccksichtnahme auf das technische Datenblatt als vollst\u00e4ndig austauschbar betrachtet werden. Eine Messingbeschichtung enth\u00e4lt Kupfer und Zink. Eine Kupferbeschichtung besteht haupts\u00e4chlich aus Kupfer. Die chemische Zusammensetzung, die Dicke, die Haftfestigkeit und das Herstellungsverfahren der Beschichtung k\u00f6nnen unterschiedlich sein.<\/p>\n\n\n\n

Der Stahlkern sorgt f\u00fcr die Hauptzugfestigkeit und den Elastizit\u00e4tsmodul. Die Oberfl\u00e4chenbeschichtung dient dem Drahtziehen, dem Schutz bei der Lagerung, der Handhabung und der Gleichm\u00e4\u00dfigkeit der Oberfl\u00e4che. Laut FHWA sorgt die d\u00fcnne Messingbeschichtung auf g\u00e4ngigen UHPC-Fasern f\u00fcr eine Schmierung w\u00e4hrend des Ziehvorgangs und bietet den Rohfasern vor der Verwendung einen gewissen Korrosionsschutz.<\/p>\n\n\n\n

Shandong Jianbang Fiber weist darauf hin, dass K\u00e4ufer stets f\u00fcnf grundlegende Punkte \u00fcberpr\u00fcfen sollten:<\/p>\n\n\n\n

Parameter<\/th>Warum es wichtig ist<\/th><\/tr><\/thead>
Stahlsorte f\u00fcr den Kern<\/td>Bestimmt die Zugfestigkeit und die Faserbruchfestigkeit<\/td><\/tr>
Beschichtungschemie<\/td>Gibt an, ob das Produkt mit Kupfer oder Messing beschichtet ist<\/td><\/tr>
Faserl\u00e4nge<\/td>Beeinflusst die Riss\u00fcberbr\u00fcckung und die Verarbeitbarkeit<\/td><\/tr>
Faserdurchmesser<\/td>Beeinflusst die Faseranzahl und die Oberfl\u00e4che<\/td><\/tr>
Zugfestigkeit<\/td>Verhindert das Rei\u00dfen der Fasern beim Aufrei\u00dfen des Risses<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Ein K\u00e4ufer sollte das Produkt nicht allein anhand seiner Kupferfarbe beurteilen. Ein korrekter Vergleich sollte Abmessungen, Zugfestigkeit, Geradheit, Beschichtungsqualit\u00e4t, Chargenkonsistenz und Betonleistung ber\u00fccksichtigen.<\/p>\n\n\n\n

So funktionieren Mikro-Stahlfasern in UHPC<\/h2>\n\n\n\n
\"Mikrostahlfasern<\/figure>\n\n\n\n

UHPC weist eine hohe Druckfestigkeit auf, dennoch k\u00f6nnen Risse entstehen, wenn die Zugspannung die Festigkeit der zement\u00e4ren Matrix \u00fcbersteigt. Sobald sich ein Riss gebildet hat, muss die Last \u00fcber die Fasern geleitet werden, die die Rissfl\u00e4che kreuzen.<\/p>\n\n\n\n

Die Faser \u00fcbertr\u00e4gt die Kraft \u00fcber ihre Verbindung mit der umgebenden Matrix. Diese Verbindung umfasst Adh\u00e4sion, Reibung und mechanische Wechselwirkung. Wenn sich der Riss \u00f6ffnet, beginnt die Faser zu rutschen. Der Ausrei\u00dfvorgang nimmt Energie auf.<\/p>\n\n\n\n

Dieser Vorgang ver\u00e4ndert die Ausfallart.<\/p>\n\n\n\n

Normaler hochfester Beton kann pl\u00f6tzlich Risse bilden. Faserverst\u00e4rkter UHPC kann auch nach dem Auftreten des ersten Risses weiterhin Zug- oder Biegebelastungen aufnehmen. Anstelle eines einzigen unkontrollierten Risses k\u00f6nnen in dem Material mehrere schmale Risse entstehen.<\/p>\n\n\n\n

Shandong Jianbang Fiber hat herausgefunden, dass drei Faktoren dieses Verhalten beeinflussen:<\/p>\n\n\n\n

Faseranzahl:<\/strong> Feine Fasern sorgen bei gleicher Masse f\u00fcr mehr einzelne Verst\u00e4rkungspunkte.<\/p>\n\n\n\n

Faserausrichtung:<\/strong> Fasern, die den Riss in einem g\u00fcnstigen Winkel \u00fcberqueren, sorgen f\u00fcr eine st\u00e4rkere \u00dcberbr\u00fcckung.<\/p>\n\n\n\n

Faser-Matrix-Bindung:<\/strong> Eine stabile Schnittstelle erm\u00f6glicht die Kraft\u00fcbertragung von der Matrix auf die Faser.<\/p>\n\n\n\n

Die st\u00e4rkste Faser ist nicht automatisch die beste Faser. Ist die Bindung zu schwach, rei\u00dft die Faser zu leicht heraus. Ist die Bindung zu stark, kann die Faser rei\u00dfen, bevor sie gen\u00fcgend Energie abf\u00fchren kann. Ein gutes UHPC-System erfordert ein kontrolliertes Ausrei\u00dfverhalten.<\/p>\n\n\n\n

Typische Abmessungen und mechanische Eigenschaften<\/h2>\n\n\n\n
\"Ecocretefiber<\/figure>\n\n\n\n

Kupferbeschichtete Mikro-Stahlfasern werden h\u00e4ufig in kurzer, gerader Form geliefert. Die g\u00e4ngigen handels\u00fcblichen Abmessungen entsprechen in etwa denen, die in der UHPC-Forschung und bei Br\u00fcckenanwendungen verwendet werden.<\/p>\n\n\n\n

Parameter<\/th>Allgemeine Produktanleitung<\/th><\/tr><\/thead>
Durchmesser<\/td>Etwa 0,18\u20130,25 mm<\/td><\/tr>
L\u00e4nge<\/td>Etwa 12\u201325 mm<\/td><\/tr>
Seitenverh\u00e4ltnis<\/td>In der Regel etwa 50\u2013100<\/td><\/tr>
Zugfestigkeit<\/td>In der Regel \u00fcber 2.000 MPa<\/td><\/tr>
Elastizit\u00e4tsmodul<\/td>Etwa 200 GPa<\/td><\/tr>
Form<\/td>Gerader Schnitt oder mit Mikro-Hakenenden<\/td><\/tr>
Dichte<\/td>Etwa 7,8 g\/cm\u00b3<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Das hochgeladene technische Material weist einen typischen Zugfestigkeitsbereich von 2.850\u20133.200 MPa und ein L\u00e4nge-zu-Durchmesser-Verh\u00e4ltnis von 50\u201380 auf. Diese Werte sind f\u00fcr einige hochfeste Mikrostahlfaserprodukte realistisch, sollten jedoch vom Lieferanten durch chargenspezifische Pr\u00fcfungen belegt werden.<\/p>\n\n\n\n

Die FHWA hat zudem UHPC-Fasern mit Mindestzugfestigkeiten von etwa 2.000 MPa bis 2.600 MPa angegeben, w\u00e4hrend in anderen Programmen der UHPC-Klasse Fasern mit h\u00f6heren Festigkeiten zum Einsatz kamen.<\/p>\n\n\n\n

Eine Projektspezifikation sollte nicht den h\u00f6chsten ver\u00f6ffentlichten Wert \u00fcbernehmen. Sie sollte die f\u00fcr die konkrete Auslegung erforderliche, nachgewiesene Mindestleistung festlegen.<\/p>\n\n\n\n

Kupferbeschichtete Mikro-Stahlfasern im Vergleich zu Stahlfasern mit hakenf\u00f6rmigem Ende<\/h2>\n\n\n\n

Mikrostahlfasern und herk\u00f6mmliche Stahlfasern mit Hakenenden sind zwar beides Stahlbewehrungsfasern, kommen jedoch in der Regel in unterschiedlichen Betonsystemen zum Einsatz.<\/p>\n\n\n\n

Funktion<\/th>Kupferbeschichtete Mikro-Stahlfaser<\/th>Herk\u00f6mmliche Stahlfaser mit Hakenende<\/th><\/tr><\/thead>
Typischer Durchmesser<\/td>Etwa 0,18\u20130,25 mm<\/td>H\u00e4ufig etwa 0,5\u20131,0 mm<\/td><\/tr>
Typische L\u00e4nge<\/td>Etwa 12\u201325 mm<\/td>Meist etwa 30\u201360 mm<\/td><\/tr>
Gemeinsame Matrix<\/td>UHPC, RPC, Feinm\u00f6rtel<\/td>Normalbeton und hochfester Beton<\/td><\/tr>
Aggregatsystem<\/td>Feinzuschlagstoff oder sehr feiner Zuschlagstoff<\/td>Kann mit gr\u00f6berem Zuschlagmaterial verwendet werden<\/td><\/tr>
Hauptankerplatz<\/td>Oberfl\u00e4chenhaftung und Reibung<\/td>Mechanische Verankerung mit Endhaken<\/td><\/tr>
Fasergehalt pro Kilogramm<\/td>Sehr hoch<\/td>Nach unten<\/td><\/tr>
H\u00e4ufige Anwendungsbereiche<\/td>UHPC-Verbindungen, d\u00fcnne Fertigteile, RPC<\/td>B\u00f6den, Decken, Gehwege, Tunnel<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

Mikrostahlfasern werden in der Regel f\u00fcr dichte, feink\u00f6rnige zementgebundene Systeme gew\u00e4hlt. Herk\u00f6mmliche Fasern mit hakenf\u00f6rmigen Enden eignen sich meist besser f\u00fcr Normalbeton mit gr\u00f6\u00dferen Zuschlagstoffen und dickeren Bauwerksquerschnitten.<\/p>\n\n\n\n

Shandong Jianbang Fiber weist darauf hin, dass K\u00e4ufer die einen Fasertyp nicht einfach im Verh\u00e4ltnis 1:1 durch den anderen ersetzen sollten. Die Fasergeometrie beeinflusst das Mischverhalten, die Riss\u00fcberbr\u00fcckung, den Ausrei\u00dfmechanismus und die erforderliche Dosierung.<\/p>\n\n\n\n

Die wichtigsten Vorteile von UHPC und RPC<\/h2>\n\n\n\n

Bessere Risskontrolle<\/h3>\n\n\n\n

Mikrostahlfasern bilden ein dichtes dreidimensionales Netzwerk. Dieses Netzwerk kann Mikrorisse abfangen, bevor sie sich zu gr\u00f6\u00dferen Rissen ausweiten.<\/p>\n\n\n\n

Schmalere Risse tragen dazu bei, dass das Material seine strukturelle Integrit\u00e4t bewahrt. Au\u00dferdem k\u00f6nnen sie die Transportwege f\u00fcr Wasser und Chloridionen einschr\u00e4nken. Die endg\u00fcltige Dauerhaftigkeit h\u00e4ngt jedoch weiterhin von der gesamten UHPC-Matrix und den Witterungsbedingungen ab.<\/p>\n\n\n\n

H\u00f6here Zug- und Biegefestigkeit<\/h3>\n\n\n\n

Stahlfasern sind bei Zug- und Biegebelastungen wesentlich wirksamer als bei Druckbelastung. Sie \u00fcbertragen die Last \u00fcber Risse hinweg und verbessern Resttragf\u00e4higkeit<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

In einer Studie zu reaktivem Pulverbeton wurden gerade, verkupferte Fasern mit einem Durchmesser von 0,22 mm, einer L\u00e4nge von 13 mm, einer Zugfestigkeit von 2.850 MPa und einem Elastizit\u00e4tsmodul von 206 GPa verwendet. Dies entspricht in etwa den typischen Spezifikationen, die im hochgeladenen Material beschrieben sind.<\/p>\n\n\n\n

Bessere Energieabsorption<\/h3>\n\n\n\n

Der Vorgang des Herausziehens der Fasern verbraucht Energie. Der Beton ben\u00f6tigt daher mehr Energie, um einen Riss zu erzeugen und weiter auszubreiten.<\/p>\n\n\n\n

Diese Eigenschaft ist bei sto\u00dfempfindlichen Bauteilen, Br\u00fcckenverbindungen, d\u00fcnnen Fertigteilplatten, Schutzkonstruktionen und Sanierungssystemen von Bedeutung.<\/p>\n\n\n\n

Mehr kontrolliertes Scheitern<\/h3>\n\n\n\n

Stahlfasern ver\u00e4ndern das Versagensverhalten von einem pl\u00f6tzlichen Abrei\u00dfen hin zu einem allm\u00e4hlicheren Rissbildungsprozess. Versuche mit UHPC haben gezeigt, dass die Zugabe von Fasern ein explosives, spr\u00f6des Versagensverhalten in einen duktilen Versagensmodus umwandeln kann.<\/p>\n\n\n\n

Hauptanwendungsbereiche<\/h2>\n\n\n\n

Vor Ort gegossene UHPC-Br\u00fcckenverbindungen<\/h3>\n\n\n\n

UHPC wird h\u00e4ufig zur Verbindung von Br\u00fcckenfertigteile<\/a>. Das dichte Material f\u00fcllt schmale Verbindungszonen aus, w\u00e4hrend Mikro-Stahlfasern f\u00fcr Riss\u00fcberbr\u00fcckung und Zugfestigkeit sorgen.<\/p>\n\n\n\n

In den Leitlinien der FHWA wird f\u00fcr vor Ort gegossene UHPC-Verbindungen \u00fcblicherweise auf hochfeste Stahlfasern mit einer L\u00e4nge von 13 mm und einem Durchmesser von 0,2 mm Bezug genommen.<\/p>\n\n\n\n

Reaktiver Pulverbeton<\/a> Produkte<\/h3>\n\n\n\n

Bei der RPC-Technologie kommen Feinpartikel, niedrige Wasser-Bindemittel-Verh\u00e4ltnisse, Silikastaub, hochwirksame Wasserreduktionsmittel und Stahlfasern zum Einsatz. Kupferbeschichtete Mikro-Stahlfasern k\u00f6nnen das Zug- und Biegeverhalten von RPC-Bahnbauteilen, Abdeckungen, Platten, Rohren und Schutzelementen verbessern.<\/p>\n\n\n\n

D\u00fcnne Fertigbauteile<\/h3>\n\n\n\n

Feine Fasern eignen sich gut f\u00fcr d\u00fcnne Bauteile, da sich herk\u00f6mmliche lange Stahlfasern in einem schmalen Querschnitt nur schwer verteilen lassen. Mikrofasern schaffen zahlreiche Verst\u00e4rkungspunkte, ohne dass eine gro\u00dfe Faserl\u00e4nge erforderlich ist.<\/p>\n\n\n\n

Hochleistungs-Reparaturmaterialien<\/h3>\n\n\n\n

Mikrostahlfasern k\u00f6nnen in dichten Reparaturm\u00f6rtel und UHPC-Deckschichten<\/a>. Das Reparatursystem muss weiterhin eine gute Haftung auf dem vorhandenen Untergrund gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n\n\n\n

Schutz- und schlagfeste Elemente<\/h3>\n\n\n\n

Hochfeste Stahlfasern k\u00f6nnen die Energieaufnahme und die Risskontrolle bei Sto\u00dfbelastungen verbessern. Im Rahmen des Projekts muss das erforderliche Verhalten durch repr\u00e4sentative Versuche nachgewiesen werden, anstatt sich allein auf die Zugfestigkeit der Fasern zu st\u00fctzen.<\/p>\n\n\n\n

Verhindert eine Kupferbeschichtung Korrosion?<\/h2>\n\n\n\n

Eine Beschichtung aus Kupfer oder Messing kann w\u00e4hrend der Herstellung, Lagerung und Handhabung der Fasern einen gewissen Schutz bieten. Au\u00dferdem kann sie die Gleichm\u00e4\u00dfigkeit der Faseroberfl\u00e4che verbessern.<\/p>\n\n\n\n

Das macht den Stahlkern jedoch nicht dauerhaft korrosionsbest\u00e4ndig.<\/p>\n\n\n\n

Wenn die Beschichtung beim Mischen zerkratzt, besch\u00e4digt, por\u00f6s oder stellenweise abgetragen wird, kann der Stahl freigelegt werden. Auch Risse im Beton k\u00f6nnen dazu f\u00fchren, dass Feuchtigkeit, Sauerstoff und Chloridionen zu den Br\u00fcckenfasern gelangen.<\/p>\n\n\n\n

Shandong Jianbang Fiber stellt fest, dass die Korrosionsbest\u00e4ndigkeit auf zwei Ebenen bewertet werden sollte:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  1. Das Korrosionsverhalten der einzelnen Faser bzw. der Beschichtung.<\/li>\n\n\n\n
  2. Die Langlebigkeit des faserverst\u00e4rkten Betonsystems.<\/li>\n<\/ol>\n\n\n\n

    Die Norm ISO 9227 kann dazu verwendet werden, metallische Beschichtungen kontrollierten Salznebelbedingungen auszusetzen. Die ISO erkl\u00e4rt jedoch, dass die Pr\u00fcfung in erster Linie dazu dient, Beschichtungsfehler zu erkennen, und keine allgemeing\u00fcltige Expositionszeit oder Interpretation der Lebensdauer festlegt.<\/p>\n\n\n\n

    Eine Produktangabe wie \u201c500 Stunden Salznebelbest\u00e4ndigkeit\u201d erfordert daher eigene Abnahmekriterien. Der Lieferant sollte die Pr\u00fcfbedingungen, die Probenvorbereitung, die Definition eines Versagens sowie das Ergebnis angeben.<\/p>\n\n\n\n

    Eine Studie, in der kupferbeschichtete Stahlfasern mit hohlen Edelstahlfasern der Sorte 304 verglichen wurden, ergab zudem, dass Edelstahlfasern nach Salznebel- und Nass-Trocken-Belastung eine bessere Haltbarkeit aufwiesen. Kupferbeschichtete Fasern sollten daher in stark aggressiven Umgebungen nicht als gleichwertig mit Edelstahl beworben werden.<\/p>\n\n\n\n

    Empfohlene Ballaststoffzufuhr<\/h2>\n\n\n\n

    Ein g\u00e4ngiges UHPC Stahlfaser-Dosierung<\/a> betr\u00e4gt etwa 1,51 TP3T\u20132,01 TP3T nach Volumen. Einige Spezialsysteme verwenden h\u00f6here oder niedrigere Mengen.<\/p>\n\n\n\n

    Die FHWA verwendete bei der Entwicklung einer nicht urheberrechtlich gesch\u00fctzten UHPC-Rezeptur 1,51 TP3T-Fasern (nach Volumen) und berichtet, dass vor Ort gegossene UHPC-Systeme \u00fcblicherweise etwa 21 TP3T-Stahlfasern (nach Volumen) enthalten.<\/p>\n\n\n\n

    Die Massendosis ist hoch, da Stahl eine Dichte von etwa 7.850 kg\/m\u00b3 aufweist:<\/p>\n\n\n\n

    Volumenanteil<\/th>Ungef\u00e4hre Stahlfasermasse<\/th><\/tr><\/thead>
    1.0%<\/td>78,5 kg\/m\u00b3<\/td><\/tr>
    1.5%<\/td>117,8 kg\/m\u00b3<\/td><\/tr>
    2.0%<\/td>157,0 kg\/m\u00b3<\/td><\/tr>
    2.5%<\/td>196,3 kg\/m\u00b3<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/figure>\n\n\n\n

    Bei diesen Zahlen handelt es sich um mathematische Umrechnungen, nicht um automatische Mischungsempfehlungen.<\/p>\n\n\n\n

    Die richtige Dosierung h\u00e4ngt ab von:<\/p>\n\n\n\n