Sonderbetone Faserbeton

Rissbreiten auf ein unschädliches Maß beschränken. Fasern wirken in dieser Hinsicht wie eine
sehr fein verteilte Bewehrung. Die Risse wachsen jeweils nur bis zum Erreichen einer
Stahlfaser, danach bilden sich neue Risse. Insgesamt entstehen im Faserbeton bei gleicher
Dehnung kleinere Risse als im Normalbeton [Lit 68]. Werden die Fasern durch Vorspannung
aktiviert, können Risse vermieden werden [Lit 22].
Versuche mit Betonringen, deren Schwindverformungen durch einen starren Stahlkern
praktisch vollständig verhindert wurden, haben gezeigt, dass es durch Zusatz geeigneter
Fasern in ausreichender Menge möglich ist, das sich beim Schwinden des Betons ausbildende
Mikrorisssystem so zu stabilisieren, dass auch bei scharfen Austrocknungsbedingungen keine
sichtbaren Risse (Rissbreiten über 0,01 mm) entstehen. Als besonders geeignet erwiesen sich
für diesen Zweck vorgereckte und dadurch in ihrem E-Modul verbesserte Polypropylenfasern
[Lit 47] und Polyacrylnitrilfasern DOLANIT [Lit 29]. Mit Ersteren wurden gute Erfolge bei
einer Zugabemenge von 2 Vol.-%, mit Letzteren bei einer Zugabemenge von 1 Vol.-% erzielt.
Untersuchungen an Acrylfaserbeton haben ergeben, dass bei ausreichender Dosierung der
Fasern keine Schwindrisse infolge plastischen Schwindens oder durch Schwinden des
erhärteten Betons auftreten [Lit 31]. Auch mit Stahlfasern (2 Vol.-%) konnte die Rissbreite
auf Werte < 0,1 mm beschränkt werden.
Bei hochfestem Faserbeton können Risse zwar nicht vermieden, jedoch durch die Fasern
überbrückt werden. Die Nachbehandlung des hochfesten Faserbetons ist wegen des hohen
Zementleimgehalts sehr wichtig [Lit 51].
5.8 Dauerhaftigkeit
Voraussetzung für die Dauerhaftigkeit von Faserbeton ist, dass die durch den Faserzusatz
bewirkten Eigenschaften auf Dauer erhalten bleiben. Dies ist nur dann gewährleistet, wenn
die Fasern im eingebetteten Zustand ausreichend beständig sind. Vorteilhaft in Bezug auf die
chemische Zusammensetzung von alkaliresistenten Fasern sind alkalimetallfreie Stoffe und
die Zugabe der Komponenten ZrO2, MgO, FeO und TiO2 [Lit 79].
5.8.1 Glasfaserbeton
Fasern aus Silikatgläsern (A- oder E-Glas) werden schon nach kurzer Zeit durch den
alkalischen Zementstein so stark angegriffen, dass sie ihre Wirksamkeit im Beton weitgehend
verlieren. Aber auch bei Beton, der mit Fasern aus alkaliwiderstandsfähigem Soda-Zirkon-
Glas (AR-Glas) bewehrt ist, wurde ein Abfall der Zug- und Biegezugfestigkeit mit der Zeit
beobachtet. An Probeplatten aus Glasfaserbeton wurde nach 2jähriger Lagerung im Freien ein
Abfall der Biegezugfestigkeit und der zentrischen Zugfestigkeit um ein Drittel gegenüber dem
28-Tage-Wert festgestellt [Lit 55]. Gleichzeitig ging die an Zugproben im Alter von 28 Tagen
gemessene Dehnung unter Höchstlast von rd. 10 ‰ bei 657 Tage alten Proben auf rd. 3 ‰
zurück [Lit 5]. In einer anderen Versuchsreihe [Lit 52] betrug die Schlagfestigkeit von
Faserbeton mit AR-Glasfasern nach 3jähriger Unterwasserlagerung nur noch gut ein Viertel
des ursprünglich vorhandenen Werts (vgl. Bild 22). Bei Luftlagerung ging die
Schlagfestigkeit im gleichen Zeitraum dagegen nur um etwa 10 % zurück.
Das ungünstige Verhalten des wassergelagerten Glasfaserbetons ist im Wesentlichen auf drei
Ursachen zurückzuführen. Zum einen ist es die Anlösung der Oberfläche der Glasfasern im
alkalischen Milieu der zementgebundenen Matrix und die damit einhergehende Versprödung
der Faser. Eine zweite Ursache dürfte eine mechanische Beanspruchung der empfindlichen
Glasfasern durch scharfkantige Hydratationsprodukte sein, die eine Art Beißzangenwirkung
ausüben. Es wurde nämlich beobachtet, dass sich bei Wasserlagerung die Zwischenräume
innerhalb der aus mehreren Einzelfäden bestehenden Fasern mit kristallinem Material,