Stahldrahtfasern zur Betonbewehrung - Baumbach Metall GmbH

Stahldrahtfasern
zur Betonbewehrung
Die Alternative

Der Rohstoff
baumbach Stahlfasern werden aus erstklassigen, gezogenen
Stahldrähten in einem Durchmesserbereich von 0,4...1,2mm
hergestellt. Je nach Typ besitzen sie Zugfestigkeiten von min.
1.000 / 1.450 / 2.000 N/mm 2 . Auf Anforderung werden Spezialfasern
mit anderen Abmessungen, Zugfestigkeiten und Fasern
aus Edelstahl-Drähten verschiedener Materialgüten hergestellt.
Das Design
baumbach Stahlfasern sind gerade, gewellte oder Fasern mit
optimal gestalteten Endverkröpfungen, sie können zur
Verbesserung des Haftverbunds zusätzliche Riefelungen
und/oder Prägungen tragen.
Die Konfektionierung
Stahlfasern, die sich problemlos in den Beton einmischen lassen,
werden als Einzelfasern hergestellt. Diese besitzen meist niedrige
l/d-Verhältnisse. Hochleistungsfasern mit großem l/d-Verhältnis
werden dagegen lösbar zu Paketen verklebt, womit die
erforderliche homogene Verteilung erreicht wird. Beim Einmischen
werden die Pakete gleichmäßig im Beton verteilt, Reibkräfte und
Lösbarkeit sorgen für das sichere Vereinzeln der Pakete.
Die Leistungsfähigkeit
Die Leistung von Stahlfasern im Beton hängt wesentlich von
Festigkeit, Art (Design), Fasergeometrie und ihrer Dosierung
(kg/m 3 ) ab. Bei baumbach Stahlfasern gleicher Festigkeit und Art
(Design) gibt es einen einfachen Zusammenhang zwischen der
erreichbaren äquivalenten Biegezugfestigkeit einerseits und
Dosierung und l/d-Verhältnis (Länge/Durchmesser-Verhältnis)
andererseits. Dieses Verhältnis erweist sich als ein wesentliches
Kriterium der Leistungsfähigkeit.
Das folgende Bild veranschaulicht diesen Zusammenhang:
das Produkt
Die Systematik der Bezeichnung
Die Systematik der Bezeichnung ist kundenfreundlich, alle
wesentlichen Angaben, wie Länge, Durchmesser, Art (Design)
und Zusatzinformationen sind bereits aus der Bezeichnung zu
entnehmen:
baumbach WFK - Länge / Durchmesser / A ( /Z )
W (Ausgangsstoff) Stahldraht
F (Festigkeit) L M H
Zugfestigkeit, minimal (N/mm2) 1.000 1.450 2.000
K (Konfektionierung) S G
Einzelfaser lösbar verklebt
A (Art) S W H F G
Design Gerade Gewellt Verkröpft Geprägt Geriefelt
Z (Zusatz) Zn AISI 430 AISI 304
Verzinkt Edelstahl 1.4016 Edelstahl 1.4301
Die Produktpalette
Unseren Kunden werden aus dem Spektrum unterschiedlicher
Stahlfasern für seine Einsatzfälle stets optimale Stahlfasern
hinsichtlich Preis/Leistung angeboten. Hier eine Auswahl
gebräuchlicher baumbach Stahlfasern und ihre
Hauptanwendungen:
Nr Benennung Beschreibung Stahldrahtfaser
1 WLG-60/0.75/H Niedrige Festigkeit, verklebt, verkröpft
2 WLG-35/0.55/H Niedrige Festigkeit, verklebt, verkröpft
3 WMS-50/1.05/H Mittlere Festigkeit, einzeln, verkröpft
4 WLS-50/1.05/W Niedrige Festigkeit, einzeln, gewellt
5 WLS-35/0.8/HF Niedrige Festigkeit, einzeln, verkröpft, geprägt
6 WLS-30/0.7/H Niedrige Festigkeit, einzeln, verkröpft
7 WMS-25/0.4/H/AISI 304 Mittlere Festigkeit, einzeln, verkröpft, Edelstahl AISI 304
Anwendung
Fußböden, Freiflächen, Fahrbahnen
Wohnungsbau
Hochbau und Fertigteile
Spritzbeton
Estriche
Feuerfest-Anwendungen
1 2 3 4 5 6 7
Der Korrosionsschutz
Alle baumbach Stahlfasern können in verzinkter Form (Zusatz: /Zn)
oder als Edelstahlfaser bereitgestellt werden (Zusatz: /Mat.-Nr.).
Ein sicherer Rostschutz kann nur mit Edelstahlfasern garantiert
werden.
Die Lieferform
baumbach Stahlfasern werden in Kartons, Papiersäcken oder
big bags geliefert. Unsere Standardverpackung :
- Karton je 25kg; 40 Karton auf Einweg-Holzpalette mit EUR-Maßen,
PET-Stretchfolie
Entsprechend Kundenwunsch können andere Verpackungseinheiten
zur Verfügung gestellt werden.
Die Lagerbedingungen
baumbach Stahlfasern sind feuchtigkeitsgeschützt verpackt.
Sie sind in geschlossenen Räumen zu lagern. Bei kurzzeitiger
Lagerung im Freien sind die Paletten in geeigneter Weise vor
Regen zu schützen.

Wirkung von baumbach Stahlfasern im Beton
Stahlfasern werden durch den Mischvorgang im Beton
gleichmäßig im gesamten Volumen verteilt. Sie beeinflussen
wesentlich folgende Betoneigenschften:
- Arbeitsvermögen
- Schwind- und Reißverhalten
- Schlag- und Ermüdungsfestigkeit
Sie beinflussen aber bei den für die meisten Anwendungen
üblichen Dosierungen bis 50 kg/m 3 kaum die
- Druck- und Biegezugfestigkeit, diese ist vor allem durch die
Betonrezeptur zu beeinflussen
Setzt ein Ausziehvorgang ein, steigern profilierte baumbach
Stahlfasern mit ihren Wellungen oder Endverkröpfungen die
Ausziehkräfte erheblich. Das erzielte Arbeitsvermögen ist der
entscheidende Wirkungsfaktor solcher Stahlfasern. Hierin
unterscheiden sie sich erheblich von geraden Stahlfasern,
Stahlspänen, Blechfasern oder Kunststoff- und Glasfasern.
In Richtlinien und Merkblättern wird als Maß für das Arbeitsvermögen
des Stahlfaserbeton die sogenannte äquivalente
Biegezugfestigkeit festgelegt.
Im neuen DBV-Merkblatt „Stahlfaserbeton, Fassung Oktober 2001“
werden erstmals für den Stahlfaserbeton Faserbetonklassen (FBK)
für Verformungsbereiche (VB) angegeben, welche aus Prüfungen
zur Ermittlungen der o.g. äquivalenten Biegezugfestigkeiten
abgeleitet und klassifiziert werden:
Verformungsbereich (VB) Nachweis im Grenzzustand der
I Gebrauchstauglichkeit
II Tragfähigkeit
FBK Ergebnisse der Versuche für die
Verformungsbereiche I oder II
Char. Wert der
äqu. Zugfestigkeit
0 < 0,4 0
0,4 0,4 < f eq,ctm,I < 0,6 0,4
0,6 0,6 < f eq,ctm,I < 0,8 kv * 0,6
0,8 0,8 < f eq,ctm,I < 1,0 kv * 0,8
1,0 1,0 < f eq,ctm,I < 1,2 kv * 1,0
1,2 1,2 < f eq,ctm,I < 1,4 kv * 1,2
1,4 1,4 < f eq,ctm,I < 1,6 kv * 1,4
1,6 1,6 < f eq,ctm,I < 1,8 kv * 1,6
1,8 1,8 < f eq,ctm,I < 2,0 kv * 1,8
2,0 2,0 < f eq,ctm,I kv * 2,0
kv Beiwert Variationskoeffizient für flächenhafte oder stabförmige Bauteile
Die Faserbetonklassen werden zusätzlich zur Betonfestigkeitsklasse
angegeben, wie folgendes Beispiel zeigt:
C30/37 F1,0/0,8 XC2 Beschreibung
C30/37 Druckfestigkeit n. DIN 1045-1
F1,0/0,8 Stahlfaserbeton der FBK F1,0 für VB I,
Stahlfaserbeton der FBK F0,8 für VB II
XC2 Expositionsklasse n. DIN 1045-1
Nachfolgende Abbildungen zeigen eine praktische Versuchsanordnung
zur Stahlfaserbeton-Prüfung und die rechnerische
Ermittlung der äquivalenten Biegezugfestigkeit nach dem DBV-
Merkblatt „Stahlfaserbeton“. Die weiterführenden Rechenwerte
sind die Basis zur Einstufung des geprüften Stahlfaserbetons in
eine Faserbetonklasse:
die Wirkung
Ermittlung der äquivalenten Biegezugfestigkeiten f eq, I bzw. f eq, II (aus DBV-Merkblatt, Seite 57)
Technische Vorteile
Stahlfasern sind nicht einfach Ersatz für Mattenbewehrung,
sondern haben eine Reihe von deutlichen Vorteilen gegenüber der
klassischen Bewehrung:
- Durch 3-dimensionale Verteilung keine Bewehrungsfehler,
gleiches Tragverhalten in allen Richtungen (Schub)
- Durch Verbesserung des Schwindverhaltens erhöhte
Frühfestigkeit, verminderte Rißbildung und Behinderung der
Rißausbreitung
- Durch erhebliche Verbesserung des Arbeitsvermögens
Duktilität und Tragfähigkeit auch im gerissenen Zustand
- Durch oberflächennahe Faserverteilung und erhöhte
Schlagfestigkeit verbesserter Kantenschutz und Verhinderung
von Abplatzungen
Wirtschaftliche Vorteile
Die aufgeführten technischen Vorteile führen letztendlich auch
zu wirtschaftlichen Vorteilen
- Kosteneinsparung durch Entfall z.T. aufwendiger
Mattenbewehrung
- Längere Nutzungsdauer des Bauwerks und niedrigere
Instandsetzungskosten
- Zeitvorteile durch einfache, problemlose Verarbeitung,
kürzere Vorbereitungs- und Bauzeiten

aumbach Stahlfaserbeton
Stahlfaserbeton ist ein Verbundwerkstoff nach Norm, dem zur
Verbesserung bestimmter Eigenschaften Stahlfasern zugesetzt
werden.
Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung
baumbach -Stahlfasern sind beim Deutschen Institut für
Bautechnik Berlin (DIBt) unter Nr. Z-3.71-1753 allgemein
bauaufsichtlich zugelassen. Sie dürfen damit als Zusatzstoff für
Beton nach Norm zur Verbesserung bestimmter
Betoneigenschaften verwendet werden. Insbesondere können mit
ihnen „konstruktive“ Stahlbewehrungen ersetzt werden. Wird in
Bauteilen eine statisch erforderliche Bewehrung durch Stahlfasern
ersetzt, bedarf dies einer besonderen allgemeinen
bauaufsichtlichen Zulassung. Beispiel dafür ist unsere Zulassung
Nr. Z-71.3-26 für „Fundamentplatten aus Stahlfaserbeton bzw.
stahlfaserverstärktem Stahlbeton“.
Stahlfasern sind heute bei einer Reihe von Anwendungen nicht
mehr wegzudenken und immer neue Einsatzfälle kommen hinzu.
Aber bei jeder Anwendung gibt es Entscheidungskriterien für die
Machbarkeit und Zulässigkeit, Stahlfasern anstelle von
Bewehrungsstahl einzusetzen.
Erstmals wurden mit dem DBV-Merkblatt „Stahlfaserbeton, Fassung
Oktober 2001“ die Anwendungsbereiche von Stahlfasern in 4
verschiedene Arten von Bauteilen eingeteilt:
- Bauteile mit niedrigem Gefährdungspotenzial, ohne
Nachweis der Tragfähigkeit, Gebrauchstauglichkeit und
Dauerhaftigkeit in Bezug auf Stahlfasern
- Bauteile mit Nachweis der Tragfähigkeit
- Bauteile ohne Nachweis der Tragfähigkeit, aber mit Nachweis
der Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit
- Bauteile mit Nachweis der Tragfähigkeit und Nachweis
der Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit
Die Eingruppierung ist Ausgangspunkt für die Bemessung und
Ausführung von Bauteilen als auch Kriterium für einen
erforderlichen Nachweis.
die Entscheidungskriterien
Die folgende Tabelle ist dem genannten DBV-Merkblatt (Seite 7)
entnommen:
Mit niedrigem Gefährdungspotenzial
(ohne
baurechtliche
Anforderungen an die
Fasern und ohne
wasserrechtliche
Anforderungen
Keine
tragenden
Bauteile nach
DIN 1045 [R1]
Nutzung der
Biegezugfestigkeit
(ungerissen)
oder der
äquivalenten
Biegezugfestigkeit
(gerissen)
- Industriefußböden
- Verkehrsflächen
- Kellerfußböden
- Stützmauern
bis 1,0m Geländesprung
- Schächte bis
0,9m Tiefe
- Tresorbeton
Stahlfaserbeton - Anwendungen
Unbewehrte
Bauteile nach
DIN 1045 [R1]
(nur
konstruktive
Bewehrung)
Stahlfasern
angesetzt für
den Nachweis
der Gebrauchstauglichkeit
- Fundamente
- Wände
- Spritzbeton
- Dünnwandige
Fertigteile
Mit
baurechtlichen
Anforderungen
allein
Bewehrte
Bauteile nach
DIN 1045 [R1]
(Zustimmung im
Einzelfall oder
bauaufsichtliche
Zulassung)
Nachweise der
Grenzzustände
der Tragfähigkeit
und
Gebrauchstauglichkeit
- Sohlplatten
(Fundamentfunktion)
- Deckenplatten
- Tragende
Wände
- Tunnelschalen
- BaugrubenundHangsicherung
Rohre
Mit
wasserrechtlichen
Anforderungen
allein
Besonderheiten beim Einsatz von
Stahlfaserbeton:
DAfStb-
Richtlinie für
Betonbau beim
Umgang mit
wassergefährde
nden Stoffen
[R19]
Mindestbewehrung
oder
Dichtschicht mit
Beschränkung
der Rissbreiten
- Ableitflächen
- Auffangwannen
- Ableitkanäle
- Tankstellenflächen,
z.B.
aus FDE-Beton,
SIF-Con, SIM-
Con
Mit
baurechtlichen
und wasserrechtlichen
Anforderungen
Bewehrte
Bauteile nach
DIN 1045 [R1]
und DAfStb-
Richtlinie für
Betonbau beim
Umgang mit
wassergefährde
nden Stoffen
[R19]
Nachweis der
Grenzzustände
der Tragfähigkeit
und Gebrauchstauglich
keit sowie
Nachweis der
Dichtheit und
Mindestbewehrung
- Tragende
Elemente in
Bauwerken mit
Dichtfunktion
(z.B. Sohlplatten,
Wände)
Stahlfasern an Oberfläche
Bei Stahlfaserbeton kann trotz sorgfältiger Verarbeitung nicht
ausgeschlossen werden, dass einzelne Stahlfasern an der
Oberfläche verbleiben. Dies kann nicht als Qualitätsmangel des
Stahlfaserbeton betrachtet werden. Durch geeignete Oberflächenbehandlung,
insbesondere durch Hartstoffeinstreuung oder
Deckschichten, wird Abhilfe geschaffen.
Stahlfasern und Rost
An der Oberfläche von Bauwerken befindliche Stahlfasern können
rosten. Da aber gesichert ist, dass es im oberflächennahen Bereich
nicht zu Abplatzungserscheinungen kommt, bleibt der Sachverhalt
ein „ästhetisches“ Problem. Durch geeignete Oberflächenbehandlung,
Deckschichten, Einsatz von korrosionsgeschützten
Fasern, insbesondere aber durch Edelstahlfasern kann Korrosion
vermieden werden.

Vereinzelung von Stahlfasern:
- Bei der Verarbeitung von Stahlfasern ist die Problematik der
Ballenbildung, auch „Faserigel“ genannt, zu beachten. Durch
Wahl des geeigneten Stahlfasertyps und/oder Einsatz von
Vereinzelungstechnik ist eine solche Erscheinung zu verhindern.
- Wesentliches Kriterium für den Grad der Verarbeitbarkeit der
Stahldrahtfasern ist das l/d-Verhältnis (Länge/ Durchmesser-
Verhältnis)
- Lose Stahldrahtfasern mit einem l/d von maximal 50 lassen
sich ohne Vereinzelungstechnik mit allen unten genannten
Möglichkeiten in den Beton einbringen. BAUMBACH Metall
GmbH stellt in dieser Leistungsklasse Fasern mit unterschiedlichen
Längen und Durchmessern zur Verfügung.
die Verarbeitung
- Lose Stahlfasern mit einem l/d > 50 müssen mit Hilfe von
Vereinzelungstechnik in den Beton eingebracht werden, da nur
so eine einwandfreie Verteilung gesichert ist.
- Lösbar verklebte Stahlfasern können grundsätzlich mit
allen unten genannten Möglichkeiten, mit Ausnahme der
Einblastechnik, eingebracht werden. Es besteht keine Bedingung
zum Einsatz von Vereinzelungstechnik. Diese Fasern werden den
Anforderungen an eine automatisierte Verarbeitung und dem
Einsatz von Großgebinden (big bags) am besten gerecht.
Einbringen von Stahlfasern:
- Das Einbringen von Stahlfasern erfolgt im Betonwerk oder auf der
Baustelle. Wo immer die Möglichkeit besteht, sollte das
Einbringen im Betonwerk vorgenommen werden, da nur so die
Lieferung eines güteüberwachten Stahlfaserbeton möglich ist.
Manuelles Einbringen:
- Im einfachsten Fall können Stahlfasern aus der Verpackungseinheit
dem Beton per Hand zugegeben werden.
Aufzug:
- Eine einfache Möglichkeit stellt die Nutzung des bekannten
„Dachdecker-Aufzugs“ dar, über den die Verpackungseinheiten
zum Fahrmischer transportiert und dort dann manuell in den
Fahrmischer-Trichter entleert werden.
Einblasgerät:
- Der Einsatz von Einblasgeräten stellt nach Meinung der Experten
die beste Lösung des Einbringens dar. Sie sind robust, die
eigentliche Beschickung mit Stahlfasern erfolgt vom Boden aus.
Die Technologie garantiert ein sehr gleichmäßiges Untermischen
im Beton und wird insbesondere für Fahrmischer eingesetzt.
Förderbänder:
- Der Einsatz eines Förderbandes bietet sich an, wenn vereinzelte
Fasern über einen längeren Weg oder in große Höhe transportiert
werden müssen. Häufig ist dies in Betonwerken bei Zugabe in
den Zwangsmischer notwendig.
BAUMBACH Metall GmbH stellt für seine Produkte je nach
Anwendungsfall geeignete Vereinzelungsgeräte mit Schwingsieb
oder Vibrationsfördertechnik zur Verfügung, die mit Einblasgeräten,
Förderbändern und nicht zuletzt mit automatischen
Wiegeeinheiten kombiniert werden können.
Automatische Dosierung von Stahlfasern:
- Das automatische Dosieren von Stahlfasern ist empfehlenswert,
wenn in stationären Mischanlagen große Menge an Stahlfaserbeton
produziert werden. Dazu wird eine nach dem Vereinzelungsvorgang
zu installierende mikroprozessorgesteuerte Wiegetechnik
eingesetzt, welche die eigentliche Dosierung, aber auch
die Steuerung der Transporttechnik übernimmt

der Service
Ingenieurtechnischen Leistungen:
- Beratung bei der Projektierung von Stahlfaserbeton-Bauvorhaben
- Prüfung der Zulässigkeit und Möglichkeit des Stahlfasereinsatzes
- Ermittlung des erforderlichen Stahlfasergehaltes für Bauteile
mit niedrigem Gefährdungspotential
- Ermittlung der Faserbetonklassen bei Bauteilen mit bau- bzw.
wasserrechtlichen Anforderungen
- Unterstützung bei der Ausführung von Bauvorhaben
- Beratung und Projektierung erforderlicher Vereinzelungs- und
Dosieranlagen
Ökonomie des Stahlfasereinsatzes:
- Rechnergestützter Kostenvergleich zwischen Stahlmatten- und
Stahlfaserbewehrung zur Ermittlung der effizientesten Variante
Statische Berechnungen zur Ermittlung des
erforderlichen Stahlfasergehalts bzw. der
erforderlichen Faserbetonklasse:
- Ersatz konstruktiver Stahl-Bewehrung durch konstruktive
Stahlfaser-Bewehrung
- Bemessung von Industrieböden und Verkehrsflächen für
vorgegebene Bodenkennwerte und Belastungen, wie Gleich- und
Blockbelastung, Achslasten (Gabelstapler, LKW), Punktlasten
(Regale) sowie deren Überlagerung. Berücksichtigung von
Zwangsbelastungen aus Schwinden und Temperatur.
- Bemessung von Bauteilen mit statischen Anforderungen
nach dem DBV-Merkblatt „Stahlfaserbeton“
- Bemessung von „Fundamentplatten aus Stahlfaserbeton bzw.
stahlfaserverstärktem Stahlbeton“ nach allgemeiner
bauaufsichtlicher Zulassung.

die Anwendungen
Industriebau
- Betonböden
- Fundamentplatten
- Maschinenfundamente
- Freiflächen und Fahrbahnen
- Betonböden beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen
(nach DAfStb-Richtlinie)
Wohnungsbau
- Bodenplatten
- Fundamentplatten
- Streifen- und Einzelfundamente
- Estrich
- Kellerwände
- Aufbeton auf Filigrandecken
Tunnel- und Untertagbau
- Spritzbeton zur Vortriebssicherung
- Pumpbeton für Innenschale
- Tunnel-Instandsetzung
- Tübbings
Beton-Fertigteile
- Fertiggaragen
- Fertigkeller
- Kläranlagen
- Rohre und Schächte
Feuerfest-Anwendungen
- Verbrennungsanlagen
- Hochöfen
Tresore und Tresorräume

Autor Dipl. Ing. Michael Schmidt
Realisation www.roeder-sommer.de
Vorhabenbezogener Bebauungsplan zur Betriebserweiterung
bestehende Gebäude Ende 2005
geplante Erweiterungen
der Partner
Erfahrung, know-how
BAUMBACH Metall GmbH besitzt bei der Verarbeitung von
Stahldraht eine jahrzehntelange Erfahrung. Darauf sowie auf
eigener Forschungs- und Entwicklungsarbeit basierend, werden im
Unternehmen seit über zehn Jahren mit großem Erfolg Stahldrahtfasern
hergestellt.
Kundenorientierung
Die Tätigkeit von BAUMBACH Metall GmbH ist konsequent auf die
Bedürfnisse seiner Kunden orientiert. Für den Einsatz von
Stahlfasern geben wir an Sie das notwendige know-how weiter.
Dabei erhalten Sie alles aus einer Hand:
- Projektplanung
- Stahlfaser-Bemessung
- Lieferung
- Anwenderberatung
Adresse
BAUMBACH Metall GmbH zertifiziert nach
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D-96528 Effelder
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Telefon
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Fax
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Internet
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