BETONSTAHL

Betonstahl – manchen von uns wahrscheinlich eher als Baustahl, Armierungs- oder Moniereisen bekannt – verschafft besonders sehr hohen Baukonstruktionen die notwendige Stabilität. Das Bauelement wird zur Verstärkung (Bewehrung) von Stahlbetonbauteilen verwendet. Erfunden wurde die robuste Zusammensetzung vom Franzosen Joseph Monier. Doch was ist Baustahl eigentlich und was sind seine Eigenschaften?

Was ist Betonstahl?

Betonstahl wird als Träger oder Stütze für schwere Gebäudekonstruktionen verwendet. Dazu werden Betonbauteile mit Eisenstäben versetzt. Die Stäbe werden dazu direkt einbetoniert. Um am Beton besser zu haften, verfügen die Stahlstäbe über ein Rippenmuster. Abstände und Anzahl dieser Rippen unterliegen strengen Normen und sind von Land zu Land unterschiedlich. Tatsächlich kann man am Rippenmuster das jeweilige Herstellungsland erkennen. Die häufigsten Formen von Betonstahl sind:

• Betonstahlmatten

• Betonstabstahl

• Betonstahlringe

Die Verwendung ist abhängig vom Einsatzgebiet. Betonstahlmatten kommen für großflächige Bauprojekte wie Hochhauskonstruktionen oder Betonstraßen zum Einsatz. Für Brücken oder Kanäle wiederum wird eher Betonstabstahl eingesetzt.

Eigenschaften und Vorteile von Betonstahl

Ein großer Vorzug von Betonstahl ist, dass er Betonelemente riss- und bruchfest macht. In weiterer Folge erhöhen die Stäbe die Tragfähigkeit der Bauelemente. Wichtige Materialeigenschaften sind:

• Elastizitätsmodul

• Steckgrenze

• Duktilität

• Schweißbarkeit

• Korrosionsbeständigkeit

Elastizitätsmodul

Das Elastizitätsmodul oder auch Zugmodul genannt gibt an, wie sich ein Werkstoff bei der Verformung verhält. Die Einheit beschreibt das Verhältnis zwischen Dehnung und Spannung, sobald Kraft auf den jeweiligen Werkstoff einwirkt. Je höher der Wert, desto mehr Widerstand bringt das Material der Verformung entgegen. Stahl hat beispielsweise ein höheres Elastizitätsmodul als z. B. Aluminium und ist daher steifer. Betonstahl hat einen Wert zwischen 200.000 und 210.000 N/mm².

Steckgrenze

Die Steckgrenze von Betonstahl beträgt 500 N/mm². Dieser Wert beschreibt die maximale mechanische Spannung, bis zu der sich ein Werkstoff elastisch verformen kann. Überschreitet man diesen Druck, bleibt eine dauerhafte plastische Verformung im Bauteil zurück.

Duktilität

Eine weitere wichtige Materialeigenschaft ist die Duktilität. Diese gibt an, wie stark sich der Werkstoff plastisch verformen kann, bevor er bricht. Glas beispielsweise bricht, ohne sich zu verformen und ist daher nicht duktil, sondern spröde. Stahl hingegen verformt sich plastisch um bis zu 25 %, bevor er Risse aufweist. Die Einteilung von Betonstahl erfolgt in die Duktilitätsklassen A bis C.

• Betonstahl der Klasse A: Mindestverformbarkeit bis zu 2,5 % 

• Betonstahl der Klasse B: Mindestverformbarkeit bis zu 5 %

• Betonstahl der Klasse C – auch bekannt als Erdbebenstahl: Mindestverformbarkeit bis zu 8 % 

Schweißbarkeit

Betonstahl ist dank seines Wärmeausdehnungskoeffizienten von 10− 5 [1/°K] sehr gut schweißbar.

Korrosionsschutz

Die Betonummantelung schützt die Stahlstäbe vor Rost und Betonstahl ist daher insgesamt korrosionsbeständig. 

Geschichte von Betonstahl

Namensgeber und Erfinder der Stahlbewehrung war der Franzose Joseph Monier. Interessanterweise stammte Monier nicht aus der Baubranche, sondern war Gärtner und wollte ein wiederkehrendes Problem lösen: das häufige Zerbrechen seiner Beton-Pflanzenkästen. Um die Gefäße stabiler zu machen, fügte dem Gemisch aus Sand, Wasser und Zement einen Drahtkorb bei. Als sich die Konstruktion als stabil erwies, nutzte er diese Vorform des Betonstahls auch für Brücken, künstliche Felsengärten und zum Bau von Wassertanks. Die Erfindung wurde bald vor allem im Brückenbau eingesetzt und wird heute ganz alltäglich als Bewehrung eingesetzt. 

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