Stahlfasern ersetzen Bewehrung

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Die Arbeit zielt darauf ab, Betonstahl vollständig durch Stahlfaserbeton zu ersetzen. Auf Materialebene wird die Menge an Stahlfasern optimiert, um eine hohe Tragfähigkeit zu gewährleisten, während die Fasern für maximale Wirksamkeit gezielt ausgerichtet werden. Hierfür werden 140 kg/m³ Makrostahlfasern einem hochfesten Beton hinzugefügt. Die eindimensionale Ausrichtung erfolgt über ein innovatives Innenschalungskonzept, das einen Balken in Lamellen unterteilt, an denen sich die Fasern während der Betonage orientieren. Bei flächigen Bauteilen erfolgt die Ausrichtung indirekt durch die Steuerung von Betonage und Geometrie. Bei horizontaler Betonage und begrenzter Bauteilhöhe richten sich die Fasern automatisch in die Haupttragrichtungen aus, wodurch ein Aufstellen verhindert wird. Die Orientierung wird mithilfe induktiver Messmethoden validiert. Die Tragfähigkeit des Stahlfaserbetons wird durch Vierpunkt-Biegezugversuche und axiale Zugversuche an knochenförmigen Probekörpern getestet. Ein spezieller Zugversuchsstand wird dafür entwickelt. Die Probekörper werden an den Kraftfluss und die Gegebenheiten eines flächigen Bauteils angepasst. Die gesteuerte Ausrichtung und die hohe Zugtragfähigkeit werden in ein Bewehrungskonzept integriert, indem der Stahlfaserbeton als 10 cm dicke Platte hergestellt wird. Diese ersetzt die oberflächennahe Biegezugbewehrung in einem Einzelfundament. Der Vergleich mit einem betonstahlbewehrten Fundame