Hinweise zur. Bauausführung. Technische Merkblätter. Verband deutscher Stahlfaserhersteller e. V. Postfach Datteln

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1 Hinweise zur Bauausführung Technische Merkblätter Verband deutscher Stahlfaserhersteller e. V. Postfach Datteln

2 1. Allgemeines Seit über 20 Jahren werden zunehmend die verschiedensten Bauteile in Stahl-faserbeton ausgeführt. Der Erfolg liegt z. T. an der recht einfachen Handhabung, man spricht vom Einbau der Bewehrung direkt aus dem Fahrmischer. Und an den Zeit- und Kosteneinsparungen durch Reduzierung von Plattenstärken, Einsparung von Betonpumpen, Mattenverlegezeiten usw. Einsatzbereiche von Stahlfaserbeton sind z. B.: Industrie- und Gewerbeböden Fahrbahndecken für Straßen und Parkflächen Estriche Spritzbeton im Tief- und Tunnelbau Tunnelinnenschalen Fertigteile Tresorbau Kellerböden Kellerwände Beton ist ein äußerst spröder Werkstoff, der die Fähigkeit hat, hohe Druckkräfte, aber nur geringe Zugkräfte aufzunehmen. Ein Versagen tritt schlagartig ein. Mit dem Einsatz von Stahlfasern verbessern sich gegenüber Nullbeton wichtige Materialeigenschaften wie: Zugfestigkeit Spaltzugfestigkeit Biegezugfestigkeit Schlagfestigkeit Frühfestigkeit Wärmeleitfähigkeit Verschleißwiderstand Bruchstauchung Schwindrissreduzierung

3 2. Anforderungen Festigkeit und Dicke der Bodenplatten sind abhängig von den zu erwartenden Lasten und den Beanspruchungen, die man in drei Gruppen unterteilt. Mechanische Beanspruchungen: Gleich-/Blocklasten Paletten, Schüttgüter Flurförderfahrzeuge Gabelstapler, Radlader Transportfahrzeuge LKW 24, SLW 30, SLW 60 Regale Einzel- und Doppelregale Arbeitsabläufe rollen, kollern, schleifen, schlagen Thermische Beanspruchungen: Lage der Fläche Direkte Sonneneinstrahlung Frost/Erwärmung Industriefußbodenheizung innen/außen Temperaturgradient Temperaturdehnung Temperaturgradient Chemische Beanspruchungen: Tausalz, taufähige Mittel Lösungsmittel Säuren, Laugen Öle, Fette 3. Aufbau Heutige Industrie- und Gewerbeböden werden als Ein- oder Mehrschichtsysteme hergestellt. Einschichtsysteme: Hierbei ist nur ein Zeitabschnitt notwendig, in dem der oberflächenfertige Boden monolithisch hergestellt wird. Mehrschichtsysteme: Hierbei sind zwei Zeitabschnitte zu kalkulieren, und zwar für die Tragschicht und für die Oberfläche. Während dieser Zeit ist der Industrieboden in Abhängigkeit von den Baustoffen nicht bzw. nur bedingt belastbar (siehe: Rohboden/Estriche, Walzbeton/Gussasphalt, Beton/ Harzbeschichtung).

4 Die meisten der heutigen Betonböden werden monolithisch hergestellt, somit entfällt die aufwendige Vorbereitung der Betonoberfläche zur Aufnahme eines Estrichs. Und ein mangelnder Verbund wird von vornherein vermieden. 4. Schalung Um Beton in eine bestimmte Form zu bringen oder auf eine gewisse Fläche zu begrenzen, müssen Schalungen eingesetzt werden. Im Industriebodenbau spricht man z.b. von Tagesfeldschalungen, Randschalungen, Schalungen für Versorgungskanäle usw. Schalungen, die im Nachhinein ausgebaut werden, sind sorgfältig mit einem Trennmittel (Schalöl) zu benetzen, dies bewirkt ein Trennen, ohne den Beton zu beschädigen. Das Schalungsmaterial darf das Erhärten des Betons auf keinen Fall beeinträchtigen und ist je nach Einsatzzweck aus Stahl, Kunststoff oder Holz zu wählen. Spezielle Schalungen, man spricht auch von verlorener Schalung, verbleiben im Beton und schützen die Ränder dauerhaft vor Beschädigungen. Es sollte darauf geachtet werden, dass alle Schalungen dicht, sauber und maßgenau eingebaut werden. Um die hohen Drücke vom Beton aufnehmen zu können, müssen die Schalungen stets gut verankert werden. 5. Boden- und Wandschutzfolien Folien dienen unter dem Betonboden: als Gleitschicht, zur Verminderung der Reibungskräfte (gleichmäßige und ebene Verlegung vorausgesetzt) zum Schutz gegen Austrocknung des Betons, d. h., das Wegsickern von Wasser aus dem Beton in den Untergrund wird vermieden zur Abtrennung des Unterbaumaterials vom Beton, somit wird ver mieden, dass unerwünschte Materialien in den Beton eindringen können Die Folien sollten fest genug sein, um den Beanspruchungen beim Einbau standzuhalten. Sie können aus Polyethylen (PE) bestehen und eine Stärke von mindestens 150 µm aufweisen. Bei der Verlegung der Folienbahnen ist darauf zu achten, dass sich die Bahnen ausreichend (ca. 0,5 bis 1,0 m) überlappen und stets in die Betonierrichtung weisen.

5 Wandschutzfolien dienen als Spritzschutz für aufgehende Bauteile während des Betoniervorganges. 6. Randdämmstreifen Für Bewegungen des Betons durch Temperaturdehnung und Schwinden müssen alle aufgehenden Bauteile durch Randdämmstreifen ausgebildet werden. Zum Einsatz sollten ausschließlich Randdämmstreifen aus Polyethylenschaum zum Einsatz kommen. Bei expandiertem Polystyrol-Hartschaum besteht die Gefahr, dass dieses Material durch Scheib- und Glättvorgänge beschädigt wird und die gelösten Kügelchen in die Oberfläche eingerieben werden. Die üblichen Stärken von Randdämmstreifen liegen bei ca mm. 7. Stahlfaserbeton Bei der Zugabe von Stahlfasern unterscheidet man Folgendes: Zugabe im Betonwerk: im Zwangsmischer manuell per Hand halbautomatisch vollautomatisch Zugabe auf der Baustelle Im Fahrmischer Manuell per Hand Halbautomatisch Vollautomatisch Die Stahlfasern sollten möglichst vereinzelt, z. B. über einen Luftstrom, direkt in die Betonmatrix in dem Betonmischer zugegeben werden. Vollautomatische - oder semiautomatische Systeme mit Gewichtsausdruck, zur Dokumentation des Fasergehaltes, sind zu empfehlen, um Dosierfehler zu vermeiden. Bei Großdosiersystemen kann die Anlieferung der Stahlfasern in Großgebinden, in sog. BIG BAGS, erfolgen. Eine gesonderte Entsorgung der Verpackung entfällt somit. Aus Qualitätsgründen sollte eine Zugabe der Stahlfasern in den Zwangsmischer angestrebt werden. Hierbei verlängert sich die Mischzeit nicht. Bei der Zugabe in einen Freifallmischer (z. B. Fahrmischer)

6 empfiehlt sich eine Mischzeit von 1 Min./m 3 Beton bei maximaler Trommeldrehzahl. Der Einsatz von Stahlfaserbeton für Industrie- und Gewerbeböden ermöglicht die Betonversorgung mit Fahrmischer direkt auf dem Planum, so dass auf den Einsatz von Betonpumpen verzichtet werden kann. Stahlfaserbeton wird üblicherweise in weichplastischer Konsistenz (KR) oder als Fließbeton (KF) eingebaut. Hierbei kann auf ein Verdichten des Betons mit Rüttler verzichtet werden. Die Ausführung als Vakuumbeton ist auch möglich, entspricht heute aber nicht mehr dem Stand der Technik. Stahlfaserbeton kann von den einschlägigen Industriebodenlegern und üblichen Betonbauern problemlos verarbeitet werden. Der Einbau kann auf jede herkömmliche Art und Weise erfolgen: abziehen über Lehren mit Rüttelbohle, nach dem Laserverfahren per Hand oder mit Laserscreeds. Für die Lieferung von Stahlfaserbeton halten die Betonwerke Spezialrezepturen bereit. Eine Eignungsprüfung sollte stets vor der Betonage durchgeführt werden. 8. Oberflächenbearbeitung Um eine optimale Oberfläche zu erhalten, empfiehlt sich die Anwendung einer Hartstoff-Verschleißschicht als Hartstoff-Estrich nach DIN 18560, die frisch in frisch (ca. 22 kg/m 3 ) auf den Beton aufgebracht wird. Im Gegensatz zu dem DIN-gerechten Hartstoff-Estrich wendet man sehr oft auch das so genannte Einstreuverfahren an. Die Menge an Hartstoff ist abhängig von der Betonrezeptur und den Umgebungsbedingungen. Es darf immer nur bis zur Sättigung der Betonoberfläche eingestreut werden. Man erreicht bei ca. 3-4 kg/m 3 gleichmäßiger Einstreuung (Einstreuwagen) eine Schichtdicke von ca. 2 mm. Der Anwender hat die Möglichkeit, vorgemischten Hartstoff einzusetzen oder Hartstoff selbst auf der Baustelle zu mischen. Hierbei verwendet man in der Regel ein Mischungsverhältnis von 1 : 3 (_ Hartstoff und _ Zement). Die Herstellerangaben können teilweise abweichen und sind in jedem Fall zu befolgen. Bei vorgemischten Hartstoff-Einstreuungen kann in der Regel ca. 1 kg/m 3 mehr Material eingestreut werden. Der anschließende Glättvorgang beim Einsatz von Stahlfaserbeton unterscheidet sich nicht von dem bei einem konventionell ausgeführten Betonboden. Moderne Glättmaschinen können zum Abscheiben der Betonoberfläche sowie zum Glätten mit Glättflügeln eingesetzt werden. Das Abscheiben

7 schafft eine griffige Oberfläche. Der erste Übergang wird mit der Ausgleichscheibe gefahren. Die so erzielte Oberfläche ist mit einem feinen Brettabrieb vergleichbar. Soll die Betonoberfläche die Struktur von Sichtbeton erhalten, müssen nach dem Abnehmen der Ausgleichscheibe weitere Übergänge gefahren werden. Fasern, die aus der Oberfläche herausstehen, werden bei den Glättvorgängen parallel zur Oberfläche umgelegt und weitestgehend vom Zementleim und Hartstoff-Material umschlossen. 9. Nachbehandlung Um einen Schutz und eine anschließende einwandfreie Nutzung des Stahlfaserbetons zu gewährleisten, ist für den jungen Beton schnellstens eine Nachbehandlung erfor-derlich. Diese unterscheidet sich nicht von einem unbewehrten oder konventionell hergestellten Beton (s. hierzu auch Merkblatt Nachbehandlung von Stahlfaserbeton ). Einen ausreichenden Schutz gegen zu schnelles Abkühlen und Austrocknen während des Erhärtens erreicht man durch folgende Maßnahmen: Aufsprühen von flüssigem Nachbehandlungsmittel (Curing-Mittel) Auflegen von Folien und Dämmmatten Besprühen mit Wasser 10. Fugenschnitt im Faserbeton Bodenplatten verformen sich neben den Lasteinflüssen zusätzlich durch Schwinden, Kriechen und Temperaturänderungen. Bei den Verformungen entstehen Spannungen, hervorgerufen durch Lasteinwirkungen, Eigengewicht des Betons und die Reibung des Untergrundes, die durch den Quer-schnitt des Betons nicht aufgenommen werden können. Hierfür werden Schwindfugen als Sollbruchstellen mit Diamantsägen auf _ bis _ der Bodenplattenstärke eingesägt. Das Fugenraster wird nach Angaben des Statikers geschnitten, in der Regel richtet man sich nach dem Stützenraster der Halle. Der geeignete Zeitpunkt richtet sich nach der Betonrezeptur (Zementmenge bzw. -art, Zusatzmittel, Stahlfasergehalt usw.) und den Witterungsverhältnissen (Wind, Innen- bzw. Außentemperatur, Sonneneinstrahlung usw.). Bei einer geschlossenen Halle sollten die Fugen 24 bis 48 Stunden nach der Betonage geschnitten werden.

8 Hierfür muss der Beton eine gewisse Festigkeit aufweisen. Zu frühes Schneiden kann zu einem Herausreißen der Fasern und zu einem Ausfransen des Fugenschnittes führen. Zu spätes Schneiden kann zu Überschreiten der Zugfestigkeit und zu wilden Rissen des jungen Betons führen. Fugenlose Felder bis zu einem Raster von 50 m x 50 m sind mit Stahlfasern und speziellen Betonrezepturen möglich.