Stahl­be­ton: Über­blick über Ein­satz­be­rei­che und Halt­bar­keit

Stahlbeton ist ein künstlicher Baustoff, der unter anderem bei Massivhäusern zum Einsatz kommt. Der Verbundwerkstoff besteht aus den Komponenten Bewehrungsstahl und Beton.

Reiner Beton hat ein hohe Druckfestigkeit, aber nur eine Zugfestigkeit von etwa zehn Prozent. Stahl hingegen hat eine sehr hohe Zugfestigkeit. Das Prinzip von Stahlbeton ist es, durch Zug beanspruchten Beton mit Stahl zu verstärken. Aber auch bei der Erhöhung der Druckfestigkeit wird Stahlbeton verwendet. Stahlbeton ist der wichtigste Baustoff in Deutschland. Er kann eingesetzt werden, wenn keine filigranen oder leichten Tragestrukturen notwendig sind. Außerdem brennt Stahlbeton nicht und hat einen enormen Feuerwiderstand.

1. Einsatzbereiche und Dauerhaftigkeit von Stahlbeton

2. Rissbildung in Stahlbeton

Durch das hohe Eigengewicht kann Stahlbeton nicht immer eingesetzt werden. Typische Bauteile aus Stahlbeton im Hausbau sind Decken, Balken oder Bodenplatten. Die Bodenplatten aus Stahlbeton tragen Lasten des Bauwerks ab. Bewährte Bodenplatten können auf Biegung beansprucht werden. Das heißt, sie können die Lasten mit relativ dünnen Bauteildicken aufnehmen. Ein weiterer Vorteil von Stahlbeton ist, dass die Komponenten in etwa einen gleich großen Wärmeausdehnungskoeffizienten haben. Stahl und Beton reagieren daher ähnlich auf Temperaturschwankungen und es bilden sich keine Eigenspannungen. Dauerhaft wird Stahlbeton durch die Karbonatisierung. Während der Hydratation des Betons wird Kalkstein in Calciumhydroxid umgewandelt. Dadurch entsteht ein dauerhaftes alkalisches Milieu mit einem pH-Wert von 12–14. Sind die Stahlelemente ausreichend mit Beton überdeckt, wird so die Korrosion der Legierung verhindert.

Bauteile aus Stahlbeton können Risse aufweisen. Sie sind durch das Tragverhalten ausgelöst und sind meist kein direkter Mangel, solange die Rissbreiten nicht größer als die festgelegten Normwerte sind. Prinzipiell können Risse in Stahlbeton drei Ursachen haben. Bewehrungsstahl kann in den Zugzonen aktiviert werden. Dafür muss der Beton einreißen, um die notwendigen Verformungen zuzulassen. Auch indirekte Einwirkungen durch Verformungen können den Bewehrungsstahl in den Zugzonen aktivieren und so zu Rissen führen. Die dritte Möglichkeit, wie Risse in Stahlbeton auftreten können, sind Eigenspannungen. Um breite Risse zu verhindern, können viele dünne statt wenige dicke Stahlelemente verbaut werden. Im Ergebnis entstehen mehr Risse, die jedoch in der Regel deutlich schmaler ausfallen und den optischen Eindruck verbessern. Von diesen Rissen sind die Oberflächenrisse zu unterscheiden. Diese sind unerwünscht und haben oftmals betontechnologische Gründe oder entstehen durch den nicht ordnungsgemäßen Betoneinbau und eine schlechte Nachbehandlung der Frischbetonoberfläche.