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Balkenversuche zur Überprüfung der Leistungsfähigkeit von Stahlfasern in Beton

Verfasst von Xavier Delattre | 30. September 2021

Die Leistungsfähigkeit von Stahlfasern in Beton wird durch die „fr“-Werte ausgedrückt. Diese Werte werden anhand eines Tests ermittelt, der als „EN 14651 – Prüfverfahren für metallfaserverstärkten Beton – Bestimmung der Biegezugfestigkeit (Proportionalitätsgrenze (LOP), Restfestigkeit)“ bezeichnet wird .

Wie läuft das Testverfahren zur Bestimmung der Fr-Werte ab?

Bei der Prüfung werden pro Test mindestens 12 Balken aus Faserbeton gegossen. Die Faserdosis wird protokolliert, und es werden einige Prüfwürfel oder -zylinder aus Normalbeton hergestellt, um die Druckfestigkeit des Prüfbetons nach 28 Tagen bestimmen zu können.

Wie werden die Ergebnisse berechnet?

Nachdem alle Träger gemäß EN 14651 auf Biegefestigkeit geprüft wurden, wird ein Mittelwert aus den Ergebnissen aller Träger berechnet, um die Werte fr1, fr2, fr3 und fr4 zu ermitteln.

Die Druckfestigkeit des Prüfbetons wird nach 28 Tagen erfasst, und die FR-Werte können unter Angabe der Faserdosis und der Druckfestigkeit des Prüfbetons veröffentlicht werden, um ein vollständiges Bild zu vermitteln. Mit anderen Worten: Die fr-Werte allein sind irrelevant, da sie im Zusammenhang mit der Faserdosierung UND der Druckfestigkeit des Prüfbetons gesehen werden müssen. Beispielsweise wies die Faser XX bei einer Dosierung von 30 kg in einem 40-MPa-Beton einen fr1-Wert von 3,6 auf.

Wie viele Träger müssen geprüft werden?

Damit die FR-Werte den Anforderungen der Norm EN 14651 entsprechen, müssen sie aus dem Durchschnitt von mindestens 12 Trägern ermittelt werden, wobei ALLE geprüften Träger zu berücksichtigen sind. Werden also nur 3 Träger geprüft, sind die FR-Werte nicht zulässig, da die Stichprobe zu klein ist.

Es können mehr als 12 Balken geprüft werden; dabei sind die auszuschließenden Werte Ausreißer (die mittels des Grubb-Tests gemäß ISO 5725-2: 1994 bei einer Wahrscheinlichkeit von 5 % zu ermitteln sind).

Können die Durchschnittsträger aus verschiedenen Betonchargen verwendet werden?

Nein. Der Versuch muss mit einer einzigen Betoncharge durchgeführt werden, da sich sonst aufgrund der Verwendung unterschiedlicher Betonchargen Abweichungen in den Ergebnissen einschleichen würden. Eine Betonmischung mit 40 MPa kann je nach Zuschlagstoffart, Zementmischung und vielen anderen Faktoren unterschiedliche Biegezugfestigkeiten aufweisen.

Zusammenfassung

  • Fragen Sie nach den FR-Nummern für eine Faser, überprüfen Sie die Faserdosis und die Laborergebnisse, aus denen die Druckfestigkeit des im Versuch verwendeten Betons hervorgeht.
  • Überprüfen Sie, ob die Druckfestigkeit der Betonprüfmischung mit der Druckfestigkeit des zu verwendenden Betons übereinstimmt. Es ist außerdem zu beachten, dass der Beton einen ebenso großen Einfluss auf die FR-Werte hat wie die Faser allein.
  • Stellen Sie sicher, dass die Faserstärkenwerte aus mindestens 12 Betonbalken abgeleitet werden, die alle aus derselben Betoncharge gegossen wurden.

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