Spezieller rostfreier Bewehrungsstahl für den Hochbau

SPEZIELLER ROSTFREIER BEWEHRUNGSSTAHL FÜR DEN HOCHBAU

Neue Möglichkeiten für Ästhetik und dauerhaft makellosen Sichtbeton

Seit Anfang der 1950er Jahre ist Sichtbeton zu einem Stilelement geworden. Mit dem Fokus auf die ehrliche, sichtbare Verwendung von Materialien wurde Sichtbeton zum Synonym für eine raue, aber sinnliche Architektur. Den Visionen der Architekten folgend, die Wohnhäuser, Konzerthallen, Stadien oder Parks realisieren, stellen sie an die Bauindustrie extrem hohe Anforderungen: Sie müssen langlebig, sicher und makellos schön sein. Mit dem Einsatz des optimalen Bewehrungsstahls können die Wünsche der Bauherren und die kreativen Visionen der Architekten Wirklichkeit werden.

Wie Sie Korrosionsgefahr vermeiden und Dauerhaftigkeit steigern

Herausforderung: Überwindung von Grenzen durch karbonatisierungsbedingte Korrosion

Die gestalterischen und konstruktiven Möglichkeiten sind bei der Verwendung von Stahlbeton praktisch unbegrenzt. In der Vergangenheit gab es jedoch ein großes Aber: Da der Zementstein mit dem CO₂ in der Luft reagiert, sinkt der pH-Wert des Betonporenwassers und der Korrosionsschutz der normalen Bewehrung geht mit der Zeit verloren und beginnt zu korrodieren. Die daraus resultierenden Korrosionsprodukte führen zunächst zu Rissen (ggf. einhergehend mit Rostfahnen)und später zu Betonabplatzungen und reduzieren schließlich die Tragfähigkeit. Damit die Bauwerke Bestand haben, war die Verwendung eines dickeren Betons unumgänglich. Übliche relativ hohe Betondeckungen bedingen i.d.R. großformatige und damit schwere Bauteile.

Die Lösung: Die Balance zwischen Haltbarkeit und Ästhetik finden

Durch die Verwendung von Bewehrungsstahl mit höherer Korrosionsbeständigkeit sind heute schlanke Konstruktionen oder Anwendungen mit größerer Rissgefahr möglich. Dank der höheren Korrosionsbeständigkeit des Stahls ist eine übermäßig dicke Betondeckung überflüssig geworden. Die minimale Betondeckung hat nicht nur Vorteile
aus ästhetischer Sicht, sondern bedeutet auch, dass weniger Beton und damit weniger Konstruktionsgewicht anfällt, was das Transport- und Umschlagsaufwand reduziert. Diese Vorteile sind besonders für die Betonfertigteilindustrie von Interesse.

Expositions-klasse		Umweltbedingungen	Betondeckung C_nom
			Unlegierter Stahl	Top12, DE	Top12, CH
	XC1	Trocken oder ständig nass	20 mm	20 mm	20 mm
	XC2	Nass, selten trocken	35 mm	30 mm	20 mm
	XC3	Mäẞige Feuchtigkeit	35 mm	30 mm	20 mm
	XC4	Wechselnd nass und trocken	40 mm	30 mm	20 mm

Bei Verwendung von Top12 dürfen gem. der bauaufsichtlichen Zulassung (DE) oder SIA 2029 (CH) zus. Abminderungen gegenüber den Werten in der Tabelle für B500B nach DIN 488 / SIA 262 vorgenommen werden.

Wann wird die Verwendung von rostfreiem Stahl empfohlen?

Der Einsatz einer rostfreien Bewehrung ist dann sinnvoll, wenn die Strukturen vor einer oder mehreren der folgenden Herausforderungen stehen:

Reduzierte Betondeckung
Korrosionsgefahr durch Rissbildung
Schwierige Ausführung oder schwankende Ausführungsqualität
Lange Lebensdauer gewünscht

Ideale Anwendungen für rostfreien Betonstahl

Damit Wohnbauten ästhetisch ansprechend und gleichzeitig wirtschaftlich sinnvoll sind, ist die Entscheidung, wo und welche Art von Edelstahl verwendet wird, entscheidend. Die Hauptanwendungen für Edelstahl in Wohngebäuden sind:

Betonfertigteile
Sandwich-Elemente
Architekturbeton (Sichtbeton etc.)

Wie man hohe statische Anforderungen und leichte architektonische Gestaltung miteinander verbindet

Herausforderung: Hohe statische Anforderungen erfüllen

Die architektonische und strukturelle Gestaltung sollte nicht durch die Eigenschaften der verwendeten Materialien eingeschränkt werden. In der Realität müssen einige Konstruktionen, wie z.B. Schwerlaststützen oder weitgespannte Decken, großen statischen Kräften standhalten. Dies erfordert in der Regel dickere Konstruktionen, was zu einer geringeren Raumausnutzung führt oder bestimmte Konstruktionen sogar unmöglich macht.

Die Lösung für die Schweiz: Verwendung einer höherfesten aber nicht rostfreien Bewehrung

Mit der Verwendung von höherfestem Stahl, wie z.B. dem ausschließlich in der Schweiz verfügbaren Top700, werden stromlinienförmige Designs und schlankere Konstruktionen möglich. Dank der Streckgrenze von mehr als 700N/mm2 kann der Stahlanteil im Beton reduziert und eine sehr hohe Festigkeit garantiert werden - bis hin zu erdbebensicheren Konstruktionen. Während keine besonderen Betoneigenschaften erforderlich sind, ermöglicht die Verwendung von höherfestem Bewehrungsstahl die Reduzierung des Stahlverbrauchs um bis zu 40%. Daraus ergibt sich ein geringerer Stahlbedarf und ein geringerer Transport. Die Umwelt sagt danke.

Anwendungen für eine Bewehrung aus höherfestem aber nicht rostfreien Stahl

Die Hauptanwendungen für höherfeste Stahlbewehrung in Wohngebäuden sind:

Erdbebensichere Anwendungen
Stark verstärkte Komponenten
Betonfertigteile
Säulen
Lagerhäuser

Technische Leistungsstandards für seismische Gebiete

Im Zuge der neuen europäischen Gesetze zum Erdbebenbau (Eurocode 8) wurden im Jahr 2010 auch eine Aktualisierung der gesetzlichen seismischen Zonen in Frankreich vorgenommen.

Seismische Zonen am Beispiel Frankreichs

Diese neuen seismischen Zonen erforderten eine Anpassung der Baumethode unter Berücksichtigung neuer Parameter. Eine der Lösungen für die Bewehrung von Betonkonstruktionen ist die Verwendung von rostfreiem Bewehrungsstahl. Dank seiner höheren mechanischen Festigkeit erfüllt der kaltverformte Betonstahl perfekt die strukturellen Anforderungen für Gebäude.

UGIGRIP® als rostfreier Betonstahl mit herausragenden mechanischen Eigenschaften

Die drei Hauptgüten von UGIGRIP® garantieren dank ihrer Duplex-Struktur und der Kaltverformung ein den neuen Vorschriften angepasstes Niveau der mechanischen Festigkeit.

Rostfreier Bewehrungsstahl für Infraleichtbeton

100%iger Korrosionsschutz trotz erwarteter Karbonatisierung

Infraleichtbeton ist ein konstruktiver Hochleistungsleichtbeton, der Lastabtrag und Wärmedämmung in einem Material vereint. Durch seine geringe Wärmeleitfähigkeit und gute Druckfestigkeit können mehrgeschossige Gebäude mit monolithischem Wandaufbau realisiert werden, die ohne zusätzliche Dämmschicht die aktuellen strengen energetischen Anforderungen einhalten. Die einschalige Sichtbetonbauweise ermöglicht robuste, wenig komplexe und langlebige Konstruktionen, die gleichzeitig ein hohes gestalterisches Potenzial aufweisen und somit einen Beitrag zur Baukultur leisten können.

Infraleichtbeton ist zwar ein gefügedichter Leichtbeton, jedoch im Vergleich zu Normalbeton diffusionsoffen, was sich zum einen gut auf das Raumklima, jedoch zum anderen negativ auf die Gefahr der Stahlkorrosion infolge des Eindringens von CO₂ aus der Luft auswirkt (karbonatisierungsinduzierte Korrosion). Die in Infraleichtbeton rasch fortschreitende Karbonatisierung des Betons führt zum Absinken der schützenden Alkalität des Betons und letztlich zum Verlust der Passivschicht des konventionell unlegierten Betonstahls. Um das baustoffspezifisch hohe Korrosionsrisiko zu vermeiden, kann Top12 in äußerer Lage der Wand- oder Deckenbewehrung eingesetzt werden.

In alkalischem als auch in karbonatisiertem Beton liegen nichtrostende Stähle wie auch Top12 in einem passiven Zustand vor und erfahren keine flächigen Korrosionserscheinungen infolge Karbonatisierung. Nebenbei hat Top12 selbst in vollständig karbonatisiertem Beton noch eine Chloridtoleranz von 0,9 M.-%/z, was mehr ist als ein Normalstahl im alkalischen Milieu verträgt.

Quelle:
Architekt: KPT Architekten, www.kpt-architekten.de
Bilder: Mattias Richter, www.mattiasrichter.com