EN 197-1 - Holcim (Wien)

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Anwendungsbeispiel für Stahlbeton Funktionsweise der Stahlbetonbauweise Bahnbrücke als Zweifeldträger in Stahlbetonbauweise 26
Was ist Stahlbeton Unbewehrter Beton Die wesentlichen Bestandteile des ausgehärteten Betons sind die Gesteinskörnungen und der Zementstein. Dieser umhüllt jedes einzelne Korn, füllt die verbleibenden Hohlräume zwischen den Gesteinskörnern aus und erzeugt einen homogenen mineralogischen Baustoff. Viele Materialeigenschaften des Betons sind durch spezielle Zusammensetzungen der Ausgangsstoffe steuerbar. Darüber hinaus ist Beton im frischen Zustand beliebig formbar und kann sowohl für massige als auch für feingliedrige Bauteile eingesetzt werden. Unbeschadet der vielen Gestaltungsmöglichkeiten ist eine wesentliche mechanische Eigenheit des Betons nicht änderbar, nämlich dass die Zugfestigkeit um etwa den Faktor 10 niedriger ist als die Druckfestigkeit. Für konstruktive Bauteile kommt unbewehrter Beton heutzutage vor allem im Kraftwerksbau zum Einsatz. Stahlbeton Treten in einem Bauteil aus Beton Zugspannungen auf, müssen zusätzliche Maßnahmen zur Überbrückung der geringen Zugfestigkeit des unbewehrten Betons getroffen werden. Dies geschieht in der Regel durch die Einlage von Bewehrungsstäben aus Baustahl. Diese Bewehrungsstäbe werden vor dem Betonieren nach eigens angefertigten Plänen verlegt. In diesen Bewehrungsplänen ist festgehalten, wo und wie viel Baustahl einzulegen ist. Beim Betonieren werden die gerippten Bewehrungsstäbe vollständig mit Beton umhüllt. Die vollständige und ausreichende Überdeckung der Bewehrung ist notwendig, um die Kraftübertragung vom Baustahl in den Beton (und umgekehrt) und um den Korrosions- und Brandschutz der Bewehrungsstäbe sicherzustellen. Die Wirkungsweise der Stahleinlagen im Beton wird am Beispiel eines Balkens auf zwei Stützen erklärt: An der Oberseite des Balkens treten Druckspannungen, an der Unterseite des Balkens treten Zugspannungen auf. Die Zugbewehrung wird also an der Unterseite des Balkens eingelegt. Als äußere Kraft wirkt vorerst nur das Eigengewicht. Bei ordnungsgemäßer Herstellung wird weder eine nennenswerte Durchbiegung noch werden Risse an der Unterseite feststellbar sein. Wird die Last erhöht, nehmen sowohl die Spannungen im Balkenquerschnitt als auch die Durchbiegung zu. Durch den Verbund zwischen Beton und Bewehrungsstahl verformen sich die beiden Materialien um das gleiche Maß. Dieser Zustand bleibt so lange erhalten, bis die auftretenden Zugspannungen im Balken höher sind als die aufnehmbaren, vergleichsweise niedrigen Zugspannungen des Betons. Wären keine Stahleinlagen im Beton, würde zu diesem Zeitpunkt der Balken versagen. Die eingelegten Stahlstäbe verhindern jedoch nicht nur das Herunterfallen des Balkens, sie erlauben sogar eine weitere wesentliche Lasterhöhung bis zu jenem Zustand, wo entweder die Tragfähigkeit des Baustahls durch Zugkräfte oder die Tragfähigkeit des verbleibenden Betonquerschnittes durch Druckkräfte überschritten wird. In der Baupraxis werden diese Spannungen mit entsprechenden Sicherheitskoeffizienten abgemindert, sodass es zu keinem Versagen von Bauteilen kommen kann. Die gute Verbundwirkung zwischen Beton und Stahleinlagen sorgt dafür, dass die Risse im Beton in kleinen Abständen und über die gesamte Zugzone regelmäßig verteilt auftreten. Der Korrosionsschutz der Bewehrung wird durch das alkalische Milieu des Zementsteins im Beton (pH-Wert von 10 bis 12) dauerhaft sichergestellt. Für den Korrosionsschutz und auch für den Brandschutz reichen im Regelfall eine Überdeckung der Stahleinlagen von 2-3 cm aus. 27
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