Stahlbeton
Stahlbeton ist ein Verbundwerkstoff aus Beton und Betonstahl, der die Vorteile von Beton (relativ hohe Druckfestigkeit) und von Stahl (hohe Zugfestigkeit) miteinander kombiniert.
Die Zugfestigkeit von Beton ist relativ gering. Sie beträgt nur ca. 10% der Druckfestigkeit. Unbewehrter Beton versagt somit unter geringer Zugbeanspruchung nach einer Rissbildung schlagartig. In Stahlbetonbauteilen werden dagegen die Zugkräfte von der mit dem Beton in Verbund liegenden Bewehrung übernommen, wodurch sich das Bauteilversagen durch eine intensive Rissbildung und große Verformungen ankündigen kann.
Von großem Vorteil für den Verbundwerkstoff Stahlbeton ist der gleiche Wärmeausdehnungskoeffizient (ca. 10-5) von Betonstahl und Beton. Diese dehnen sich also bei Erwärmung gleich stark aus. Dadurch kommt es zu keinen Differenzverschiebungen und somit zu keinen Spannungen im Material. Jedoch kann im Brandfall die unterschiedliche Wärmeleitzahl von Beton und Stahl dazu führen, dass sich im Bauteil die Temperaturen der Baustoffe stark unterscheiden und es somit zu inneren Zwangbeanspruchungen kommt. Aus diesem Grund müssen tragende Stahlbetonteile unter anderem eine ausreichende Betondeckung haben um den Anforderungen an den baulichen Brandschutz zu genügen. Daneben gewährt der im Beton enthaltene Zement dem Bewehrungsstahl durch sein alkalisches Milieu mit einen pH-Wert von 10-11 bei ausreichender Betondeckung einen dauerhaften Korrosionsschutz.
Der Stahlbeton wurde im 19. Jahrhundert von Joseph Monier, einem französischen Gärtner patentiert, der Pflanzkübel aus Zementmörtel mit einem Eisengeflecht verstärkte, damit sie nicht so leicht zerbrachen. 1867 erhielt er darauf dieses Patent. Bis heute heißen die verwendeten Eisenteile Moniereisen. Ältere Bezeichnungen für Stahlbeton sind Eisenbeton und Monierbeton. Durch den Erwerb der Patente durch Conrad Freytag aus Neustadt a. d. Weintraße kam diese Technik nach Deutschland.
Die Erfindung des Verbundbaustoffes ist schwer festzumachen. Jedenfalls gilt der Ingenieur Coignet als eine der ersten der die Verbesserung der Tragfähigkeit durch Stahleinlagen erkannte. Ebenfalls 1855 meldete der Gutspächter Joseph Loius Lambot ein Patent für einen neuen "Holzbauwerkstoff" an, der er "Ferciment" nannte. Seiner Patentschrift kann folgendes entnommen werden: "Meine Erfindung hat ein neues Erzeugnis zum Gegenstand, das dazu dient, das Holz im Schiffsbau und überall dort zu ersetzen, wo es feuchtigkeitsgefährdet ist, .. Ich gebe diesem Netz (aus Draht und Stäben) eine Form, die im bestmöglichen Maße dem Gegenstand angepasst ist, den ich herstellen will und bette es anschließend in hydraulischen Cement oder ähnliches wie Bitumen, Teer oder ihren Gemischen ..." Dieses Patent wurde dann von Coignet erweitert. Parallel zu den französischen Ingenieuren führte ein amerikanischer Rechtsanwalt namens Thadeus Hyatt seit 1855 Versuche über die Verwendung von Stahleinlagen in Beton durch. In seinem Grundpatent von 1878 schrieb er unmissverständlich: " ... Hydraulic cements and concretes are combined with metal bars and rods, so as to form slabs, beams and arches. The tensible strength of the metal ist only utilized by the position, in which it is placed in slabs, beams etc. ...". Damit erkannte Hyatt eindeutig bereits die richtige Tragwirkung.--Mebner 09:58, 20. Mai 2005 (CEST)
Siehe auch: Übergreifungsstoß Spannbeton
Kategorie:Baustoff
Kategorie:Konstruktionswerkstoff
Kategorie:Verbundwerkstoff