Sonderbetone Faserbeton

Bild 8: Zusammenhang zwischen Zugkraft und Dehnung von Faserbeton mit
unterkritischer Faserlänge bei zentrischem Zug in Abhängigkeit vom Fasergehalt
(schematisch)
Fall 2
Hier sind die Fasern so fest in der Matrix verankert, dass sie bis zu ihrer vollen Zugfestigkeit
beansprucht und damit im Hinblick auf die Verbesserung der Zugfestigkeit des Betons
optimal ausgenutzt werden können.
Meist ist jedoch für den Einsatz von Faserbeton nicht dessen erhöhte Zugfestigkeit
entscheidend, sondern die gegenüber üblichem Beton größere Zähigkeit bzw. das größere
Arbeitsvermögen. Dafür ist das Verformungsverhalten nach der Rissbildung maßgebend, das
in starkem Maße vom Dehnungsvermögen, dem Verbundverhalten und der Verankerung der
Fasern abhängt. Ein zähes Bruchverhalten des Faserbetons ist nur möglich, wenn die Fasern
sich im Rissbereich ausreichend verlängern können. Dies bedingt, neben einer hohen
Bruchdehnung, dass sich der Verbund beiderseits des Risses auf eine genügende Länge löst.
Ein Beispiel dafür sind kurze Stahlfasern mit angestauchten Köpfchen oder abgewinkelten
Enden (Bild 7, Fall 2 a).
Ein ähnlich zähes Bruchverhalten lässt sich auch durch Verwendung von genügend
dehnfähigen Fasern mit überkritischer Länge erreichen, die so dick und lang sind, dass der
Verbund auf eine größere Länge versagt und damit eine ausreichende Verlängerung der Faser
erlaubt, bevor diese reißt (Bild 7, Fall 2 b).
Sind die Fasern dagegen sehr dünn und aufgrund ihrer Oberflächengestalt wie der chemischmineralogischen
Zusammensetzung so fest in die Matrix eingebunden, dass die zum Bruch
führende Zugkraft auf einer sehr kurzen Länge übertragen werden kann (Bild 7, Fall 2c), so
lassen sich das Arbeitsvermögen und die Zähigkeit des Betons durch die Faserzugabe kaum
erhöhen. Ein Beispiel dafür sind Asbestfasern. Dagegen ist eine beträchtliche Steigerung der
Zugfestigkeit möglich (Bild 9).