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Bewehrungsstahl
Form und Eigenschaft
Heutzutage kommt ausschließlich Betonstahl mit einer charakteristischen Fließ- oder Streckgrenze von 500 N/mm² zur Anwendung. Die erforderlichen Eigenschaften sind beispielsweise in der DIN 1045-1:2008-08 bzw. DIN 488:2009-08 geregelt. Der Betonstahl wird in verschiedenen Formen produziert. In Deutschland sind lieferbar:
Betonstabstahl BSt 500 S(B) (DIN 1045-1) bzw. B500B (DIN 488), als warmgewalzter und gerippter Stabstahl mit Durchmessern von 6, 8, 10, 12, 14, 16, 20, 25, 28, 32 und 40 mm und Lieferlängen bis 18 m (als Sonderwalzung bis 24 m).
Üblich sind, Betonstahlmatten BSt 500 M(A) und (B) (DIN 1045-1) bzw. B500A und B500B (DIN 488), in verschiedenen Varianten, als fertig verschweißte Matten aus geripptem und profiliertem sowie Kaltverformtem Stabstahl (Duktilitätsklasse A) oder warmgewalztem Betonstahl (Duktilitätsklasse B) mit Durchmessern von 6 mm bis 14 mm (14 mm nur in hochduktiler Ausführung, 6 bis 12 mm in normalduktiler oder hochduktiler Ausführung) , Betonstahl in Ringen BSt 500 S(B) (DIN 1045-1) bzw. B500B (DIN 488) warmgewalzt, im Durchmesserbereich von 6 bis 16 mm und BSt 500 S(A) (DIN 1045-1) bzw. B500A (DIN 488) kaltgerippt, im Durchmesserbereich von 6 bis 12 mm für die Weiterverarbeitung auf Richt- und Schneide- oder Bügelbiegeautomaten.
Bewehrungsdraht B500A+P profiliert und B500A+G glatt (DIN 488) im Durchmesserbereich von 4 bis 12 mm für das Bewehren von z.B. Stahlbetonrohren oder Gasbeton- oder Schachtbauteilen. Gitterträger als biegesteife Bewehrung bei Halbfertigteildecken und –wänden.
Die modernen Betonstähle sind bezüglich ihrer Verformungseigenschaften durch einen Elastizitätsmodul von 200.000 bis 210.000 N/mm² und die Einteilung in Duktilitätsklassen gekennzeichnet.
In Deutschland gibt es die normalduktile Klasse A für die kaltverformten Stähle mit einem Verhältnis zwischen Zugfestigkeit und Fließgrenze von mindestens 1,05 und einer Stahldehnung unter Höchstlast von mindestens 2,5 % sowie die hochduktile Klasse B für die warmverformten Stähle mit mindestens 1,08 bzw. 5 %.
Daneben muss der hochduktile Erdbebenstahl Klasse C mit einem Verhältnis zwischen Zugfestigkeit und Fließgrenze von mindestens 1,15 und einer Stahldehnung unter Höchstlast von mindestens 8 % erwähnt werden, der in Teilen Europas verwendet wird und eine reduzierte Fließgrenze von 450 N/mm² besitzt.
Der Wärmeausdehnungskoeffizient für Stahl ist im Mittel wie bei Beton 10 − 5 [1/K], die Wärmeleitzahl mit 50 [W/(m · K)] unterscheidet sich dagegen von Beton. Die heutigen Betonstähle sind alle schweißgeeignet.
Eine wichtige Eigenschaft des Betonstahls ist dessen Verbund mit dem umgebenden Beton. Zur Verbesserung des Verbunds werden Rippen aufgerollt oder aufgewalzt. Die Rippen haben eine maximale Höhe von 4,5 % und einen Abstand von 60 % des Stabdurchmessers.
Durch die Rippen wird eine lokale Verzahnung zwischen dem Beton und dem Stahl erreicht, was eine optimale Kraftübertragung über eine kurze Verbundlänge ermöglicht.