Stahlfasern ersetzen Bewehrung - Fundamente aus Halbfertigteilen mit hoher Fasermenge

Ziel des Beitrags ist es, kreuzweise Oberflächenbewehrungen von ca. 4 bis 8 cm2/m vollständig durch Stahlfaserbeton zu ersetzen. Dies gilt für die Tragfähigkeit genauso wie für die Abschätzung der Rissbreiten. Dazu werden Halbfertigteile (HFT) mit sehr hohen Fasermengen vorgefertigt und anschließend mit Ortbeton ergänzt. Das Konzept ist für die untere Bewehrung von Fundamenten oder für Wände in Halbfertigteilbauweise geeignet. Es vereinfacht und beschleunigt den Bauablauf und reduziert erheblich die Bewehrungsarbeiten. Im Beitrag wird das Konzept an einem Einzelfundament lx × ly × h = 1,1 × 1,1 × 0,3 [m] mit einem 10 cm hohen HFT und 140 kg/m3 endverankerten hochfesten Stahlfasern umgesetzt. In zwei realmaßstäblichen Experimenten wird die Biegetragfähigkeit des Fundaments mit HFT gegenüber einem klassisch bewehrten Stahlbetonfundament als Referenz getestet. Beide waren so ausgelegt, dass die Bewehrungsmenge bei Fließen in etwa dieselbe Zugkraft aufnimmt wie der Stahlfaserbeton nach Rissbildung. Die Faserbetonlösung besitzt eine rund 14 % höhere Tragfähigkeit, eine höhere Steifigkeit nach Rissbildung, eine geringere Verformungskapazität auf dem Lastniveau der Tragfähigkeit und auf Lastniveau der Gebrauchstauglichkeit etwa gleiche Rissbreiten.

Steel fibers substitute reinforcement - Foundations made of precast elements with high fiber contents
The contribution aims to completely replace crosswise surface reinforcement of approx. 4 to 8 cm2/m with steel fiber reinforced concrete. This applies to the load-bearing capacity as well as to the calculation of crack widths. For this purpose, semi-finished parts are prefabricated with very high fiber contents and then added by in-situ concrete. The concept is suitable for the bottom reinforcement of foundations or walls in semi-precast construction. It simplifies and accelerates the construction process and considerably reduces the reinforcement work. In the contribution, the concept is implemented on a single foundation lx × ly × h = 1.1 × 1.1 × 0.3 [m] with a 10 cm thick semi-finished part and 140 kg/m3 high-strength steel fibers. In two real-scale experiments, the flexural capacity of the foundation with the semi-finished part is tested against a classically reinforced foundation as a reference. The reinforcement was chosen to bear approximately the same tensile force at yielding as the steel fiber reinforced concrete after cracking. The steel fiber reinforced concrete solution has about 14 % higher load-bearing capacity, higher stiffness after cracking and lower deformation capacity at the load-bearing capacity level and same crack widths at the serviceability load level.