1. Stahlfaserverstärkter Beton
Als Bewehrung stehen verschiedene Stahlfasertypen zur Verfügung.Runde Stahlfasern, die üblicherweise verwendete Art, werden durch Schneiden von Runddraht auf kurze Länge hergestellt.Der typische Durchmesser liegt im Bereich von 0,25 bis 0,75 mm.Stahlfasern mit einem rechteckigen Querschnitt werden durch Verschlammung der etwa 0,25 mm dicken Bleche hergestellt.
Faser aus gezogenem Weichstahldraht.Gemäß IS:280-1976 werden in Indien praktisch Drahtdurchmesser von 0,3 bis 0,5 mm verwendet.
Runde Stahlfasern werden durch Schneiden oder Hacken des Drahtes hergestellt, flache Blechfasern mit einem typischen c/s-Wert im Bereich von 0,15 bis 0,41 mm Dicke und 0,25 bis 0,90 mm Breite werden durch Verschlammung flacher Bleche hergestellt.
Es gibt auch verformte Fasern, die lose mit wasserlöslichem Kleber in Form eines Bündels gebunden sind.Da einzelne Fasern dazu neigen, sich zusammenzuballen, ist ihre gleichmäßige Verteilung in der Matrix oft schwierig.Dies kann durch die Zugabe von Faserbündeln vermieden werden, die sich beim Mischvorgang trennen.
2. Polypropylenfaserverstärkter (PFR) Zementmörtel und Beton
Polypropylen ist eines der billigsten und am häufigsten verfügbaren Polymere. Polypropylenfasern sind gegen die meisten Chemikalien beständig und es handelt sich um eine zementartige Matrix, die sich bei aggressiven chemischen Angriffen zuerst zersetzen würde.Sein Schmelzpunkt ist hoch (ca. 165 Grad Celsius).Damit eine Arbeitstemperatur gewährleistet ist.Eine Temperatur von 100 Grad Celsius kann über kurze Zeiträume ohne Beeinträchtigung der Fasereigenschaften aufrechterhalten werden.
Da Polypropylenfasern hydrophob sind, können sie leicht gemischt werden, da sie während des Mischens keinen langen Kontakt benötigen und nur gleichmäßig in der Mischung beansprucht werden müssen.
Polypropylen-Kurzfasern in kleinen Volumenanteilen zwischen 0,5 und 15 werden kommerziell in Beton verwendet.
Abb.1: Polypropylenfaserverstärkter Zementmörtel und Beton
3. GFRC – Glasfaserbeton
Glasfaser besteht aus 200–400 einzelnen Filamenten, die leicht miteinander verbunden sind, um einen Ständer zu bilden.Diese Ständer können in verschiedene Längen geschnitten oder zu Stoffmatten oder Klebeband kombiniert werden.Mit herkömmlichen Mischtechniken für Normalbeton ist es nicht möglich, mehr als ca. 2 % (Volumen) Fasern mit einer Länge von 25 mm zu mischen.
Die Hauptanwendung von Glasfasern ist die Verstärkung der Zement- oder Mörtelmatrizen, die bei der Herstellung von Dünnblechprodukten verwendet werden.Die am häufigsten verwendeten Glasfasertypen sind E-Glas.Bei der Verstärkung von Kunststoffen und AR-Glas weist E-Glas eine unzureichende Beständigkeit gegenüber den in Portlandzement enthaltenen Alkalien auf, während AR-Glas verbesserte alkalibeständige Eigenschaften aufweist.Manchmal werden den Mischungen auch Polymere zugesetzt, um einige physikalische Eigenschaften wie die Feuchtigkeitstransport zu verbessern.
Abb.2: Glasfaserbeton
4. Asbestfasern
Die natürlich verfügbare, kostengünstige Mineralfaser Asbest wurde erfolgreich mit Portlandzementpaste kombiniert, um ein weit verbreitetes Produkt namens Asbestzement zu bilden.Asbestfasern verfügen über eine thermische, mechanische und chemische Beständigkeit, wodurch sie für Blechrohre, Ziegel und Welldachelemente geeignet sind.Asbestzementplatten sind etwa zwei- bis viermal so groß wie unverstärkte Matrixplatten.Aufgrund der relativ kurzen Länge (10 mm) weisen die Fasern jedoch eine geringe Schlagfestigkeit auf.
Abb.3: Asbestfaser
5. Kohlenstofffasern
Kohlenstofffasern sind die neueste und wahrscheinlich spektakulärste Ergänzung des für den kommerziellen Einsatz verfügbaren Fasersortiments.Kohlefaser zeichnet sich durch ein sehr hohes Elastizitätsmodul und eine hohe Biegefestigkeit aus.Diese sind expansiv.Es wurde festgestellt, dass ihre Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften sogar denen von Stahl überlegen sind.Sie sind jedoch anfälliger für Beschädigungen als Glasfasern und werden daher im Allgemeinen mit einer Schutzbeschichtung behandelt.
Abb.4: Kohlenstofffasern
6. Organische Fasern
Organische Fasern wie Polypropylen oder Naturfasern können chemisch inert sein als Stahl- oder Glasfasern.Sie sind auch günstiger, besonders wenn sie natürlich sind.Eine große Menge Pflanzenfasern kann verwendet werden, um einen Verbundwerkstoff mit mehreren Rissen zu erhalten.Das Problem des Mischens und der gleichmäßigen Verteilung kann durch Zugabe eines Fließmittels gelöst werden.
Abb.5: Organische Ballaststoffer
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. Juli 2022