Bewehrungsstäbe neu denken: Bewehrung wird grün

Von Chris Bennett, iSCS, CDT und Aurora Jensen

Bewehrungsstäbe, allgemein bekannt als „Bewehrungsstäbe“, liegen in Form von Maschen, Drähten oder Stäben vor und dienen der Verstärkung von Beton unter Spannung. Humanistischer ausgedrückt könnte man Bewehrungsstäbe als Teil des Muskelskelettsystems eines Gebäudes betrachten. Bewehrungsstäbe und Beton wirken zusammen, um Zugkräften standzuhalten und den Nutzen einer Struktur zu erhöhen.1 Ohne Bewehrungsstäbe wären Menschen nicht in der Lage, hoch in den Himmel zu bauen oder große Wasserflächen sicher zu überqueren.

Allerdings ist der verkörperte Kohlenstoff, der bei der Herstellung und dem Transport herkömmlicher Bewehrungsstäbe entsteht, erheblich. Glücklicherweise sind neue Alternativen zur herkömmlichen Bewehrung immer präsenter auf dem Markt und die Stahlindustrie unternimmt Schritte, um nachhaltiger zu bauen.

Betonstahl

Historisch gesehen gab es Bewehrungen in Form von Stahl. Auf allen Arten von Baustellen üblich ist der grundlegende „schwarze“ Stab Bewehrungsstahl aus Kohlenstoffstahl. Es verfügt über eine hohe Zugfestigkeit, korrodiert jedoch leicht, was es zu einer schlechten Wahl für Matrizen macht, bei denen die Wahrscheinlichkeit einer Feuchtigkeitseinwirkung hoch ist. Die CSA Group (CSA) G30.18-09, Carbon Steel Bars for Concrete Reinforcement und CSA A23.1:19, Concrete Materials and Methods of Concrete Construction, deckt Parameter für Längen und Spulen verschiedener Bewehrungen ab. ASTM A615M-09, Standardspezifikation für verformte und unlegierte Kohlenstoffstahlstäbe zur Betonverstärkung, bietet bei Bedarf zusätzliche Leitlinien.

Mit Epoxidharz beschichtete Bewehrungsstäbe sind im Grunde normale Stahlbewehrungsstäbe mit einer dünnen Epoxidschicht. Es bietet eine verbesserte Korrosionsbeständigkeit; Allerdings ist die Beschichtung selbst empfindlich und splittert beim Transport und bei der Installation leicht ab. Dadurch sind die betroffenen Bereiche anfällig für Korrosion. Richtlinien für Bewehrungsstäbe mit schützenden Epoxidbeschichtungen sind in ASTM A775/A775M-19, Standardspezifikation für epoxidbeschichtete Stahlbewehrungsstäbe, enthalten.

Durch den Verzinkungsprozess übernimmt verzinkter Bewehrungsstab eine ähnliche Rolle wie epoxidbeschichteter Bewehrungsstab. Im Vergleich zu mit Epoxidharz beschichteten Bewehrungsstäben sind einige verzinkte Bewehrungsstäbe nicht so korrosionsbeständig, aber es ist schwieriger, sie abzusplittern und zu beschädigen. Das Beschichtungsmaterial für verzinkte Bewehrungsstäbe ist Zink, das in verschiedenen Stärken durch einen Prozess namens „Tauchen“ oder „Heißtauchen“ aufgetragen wird. Bolzen, Anker, Dübel und Anker können alle verzinkt werden. CSA A23.1 bezieht sich auf ASTM A153/A153M, Standardspezifikation für die Zinkbeschichtung (Hot-Dip) auf Eisen- und Stahlbeschlägen für verzinkte Stahlverstärkungen.

Bewehrungsstäbe aus rostfreiem Stahl weisen eine erhebliche Korrosionsbeständigkeit auf und erfordern keine Milderung abgebrochener Bereiche wie epoxidbeschichtete Bewehrungsstäbe. Dies macht es zu einer optimalen Wahl für einfache Installation und Haltbarkeit des Stahlbetons. Allerdings ist die Bewehrung aus rostfreiem Stahl traditionell sehr teuer und kommt typischerweise nur bei Projekten zum Einsatz, die einen langfristigen Korrosionsschutz erfordern, wie etwa Brücken oder in Regionen mit höherer seismischer Aktivität. Es ist außerdem um mehr als 10 Prozent kohlenstoffintensiver als Standardbewehrungsstäbe. In Nordamerika ist die wichtigste Norm für Edelstahlbewehrungsstäbe ASTM A955/A955M, Standard Specification for Deformed and Plain Stainless-Steel Bars for Concrete Reinforcement. Es enthält Maßstabprofile und andere Informationen zur Unterstützung von Projektteams.