Beton ist unter Druck äußerst widerstandsfähig, kann jedoch bei Zug- und Biegebeanspruchung leichter reißen. Das Schwinden während des Erhärtens, Temperaturschwankungen, Bewegungen des Untergrunds und spätere Belastungen können im Beton Spannungen verursachen.
Deshalb benötigen Betonplatten in der Regel eine Form der Bewehrung. Über lange Zeit wurde dafür fast ausschließlich eine Bewehrungsmatte aus Stahl verwendet. Heute können bei bestimmten Konstruktionen jedoch auch strukturelle Makrofasern eine geeignete Lösung darstellen.
Wie funktionieren strukturelle Makrofasern?
Strukturelle Makrofasern sind hochfeste Fasern, die meist aus Polypropylen bestehen und direkt dem Frischbeton zugegeben werden. Beim Mischen verteilen sich Tausende Fasern im gesamten Betonvolumen. Dadurch verstärken sie die Betonplatte nicht nur in einer einzigen Ebene, sondern dreidimensional.
Wenn sich im Beton ein Riss bildet, verbinden die Fasern, die den Riss kreuzen, dessen beide Seiten miteinander. Sie funktionieren wie Tausende kleine Brücken: Sie helfen, die Rissöffnung zu begrenzen und die Belastung auf weniger beanspruchte Bereiche des Betons zu übertragen.
Makrofasern können:
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die Breite von Rissen begrenzen;
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die Tragfähigkeit des Betons nach der Rissbildung verbessern;
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zu einer gleichmäßigeren Lastverteilung beitragen;
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das Risiko eines plötzlichen Versagens verringern;
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nicht korrodieren.
Eine Faserbewehrung macht Beton jedoch nicht vollständig rissfrei. Ein tragfähiger Untergrund, die richtige Betonqualität, eine ausreichende Plattendicke, fachgerecht ausgeführte Fugen und eine sorgfältige Nachbehandlung bleiben weiterhin unverzichtbar.
Wann können Makrofasern Bewehrungsmatten ersetzen?
Eine Bewehrungsmatte kann ihre Aufgabe nur dann richtig erfüllen, wenn sie innerhalb des Betonquerschnitts in der vorgesehenen Höhe liegt. Dafür sind Abstandhalter, ausreichende Überlappungen und eine sorgfältige Befestigung erforderlich.
In der Praxis wird die Matte jedoch häufig direkt auf den Untergrund oder auf die Dämmung gelegt. Selbst wenn sie ursprünglich richtig positioniert wurde, kann sie sich während des Betonierens verschieben oder nach unten getreten werden. Bleibt sie am unteren Rand der Betonplatte liegen, kann sie ihre vorgesehene Funktion nicht ausreichend erfüllen.
Makrofasern verteilen sich dagegen im gesamten Betonvolumen. Sie müssen weder zugeschnitten noch überlappt, gebunden oder auf Abstandhaltern positioniert werden. Dadurch kann die Ausführung einfacher und schneller werden.
Strukturelle Makrofasern können vor allem bei auf dem Untergrund liegenden Betonplatten die Bewehrungsmatte ersetzen, wenn diese lediglich eine sekundäre Bewehrungsfunktion erfüllt. Typische Anwendungsbereiche sind:
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Pkw-Stellplätze und Einfahrten;
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Garagenböden;
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Gehwege;
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Terrassen;
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Hofflächen aus Beton;
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Estriche in Wohnräumen;
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Heizestriche;
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Werkstatt- und Lagerböden;
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landwirtschaftlich genutzte Betonflächen;
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Industrieböden.
Bewehrungsstahl kann jedoch nicht in jeder Betonkonstruktion durch Makrofasern ersetzt werden. Bei Geschossdecken, Balken, Stützen, Balkonplatten und anderen frei tragenden oder primär lastabtragenden Bauteilen muss ein Tragwerksplaner über die erforderliche Bewehrung entscheiden.
Nicht jede Faser eignet sich für dieselbe Aufgabe
Dünne Mikrofasern und strukturelle Makrofasern erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Mikrofasern können vor allem dazu beitragen, feine Risse zu reduzieren, die in der frühen Erhärtungsphase des Betons entstehen. Für den Ersatz einer Bewehrungsmatte sind sie in der Regel nicht geeignet.
Strukturelle Makrofasern sind länger, dicker und können größere Kräfte aufnehmen. Sie wirken auch im erhärteten Beton weiter, wenn die Konstruktion belastet wird oder sich ein Riss zu öffnen beginnt.
Bei der Produktauswahl reicht es daher nicht aus, nur das Aussehen oder den Kilogrammpreis der Fasern zu vergleichen. Auch die technischen Unterlagen, die CE-Kennzeichnung, die Leistungserklärung, die Prüfergebnisse und die für den jeweiligen Anwendungsbereich erforderliche Dosierung müssen geprüft werden.
Ausführliche Informationen über die Funktionsweise, die Anwendungsbereiche und die wichtigsten Auswahlkriterien findest du in unserem Ratgeber Was sind Makrofasern?.
Die Dosierung muss an die jeweilige Aufgabe angepasst werden
Es gibt keine allgemeingültige Dosierung, die für jedes Betonprojekt geeignet ist. Die erforderliche Fasermenge hängt unter anderem von der Dicke der Betonplatte, der Tragfähigkeit des Untergrunds, der Betonqualität und der zu erwartenden Belastung ab.
Ein Gehweg und eine regelmäßig von Fahrzeugen befahrene Einfahrt benötigen nicht dieselbe Bewehrung. Deshalb ist die Behauptung irreführend, dass ein Kilogramm Fasern pro Kubikmeter Beton für jede Anwendung ausreiche.
Eine zu geringe Fasermenge kann die erwartete Leistung nicht gewährleisten. Eine unnötig hohe Dosierung kann dagegen das Mischen, Einbringen und Bearbeiten des Betons erschweren. Ziel ist immer, die für die jeweilige Anwendung erforderliche und durch Prüfungen bestätigte Menge einzusetzen.
Zusammenfassung
Strukturelle Makrofasern können eine moderne und einfach anzuwendende Bewehrungslösung für auf dem Untergrund liegende Betonplatten sein. Sie verteilen sich im gesamten Betonvolumen, überbrücken entstehende Risse und helfen, Belastungen gleichmäßiger weiterzuleiten.
Bei bestimmten Betonarbeiten können sie Bewehrungsmatten mit sekundärer Bewehrungsfunktion ersetzen und gleichzeitig eine schnellere Ausführung mit geringerem Arbeitsaufwand ermöglichen. Dafür sind jedoch ein hochwertiges Produkt mit nachgewiesener Leistung, eine richtig bestimmte Dosierung und eine fachgerechte Ausführung erforderlich.
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