Faserbeton enthält kurze Fasern aus Stahl, Kunststoff oder Glas, die beim Mischen im gesamten Betonvolumen verteilt werden. Druckfester wird der Beton dadurch nicht: Die Fasern verändern, wie er reißt und wie er sich nach dem Reißen verhält.
Richtig gewählt, verhindern sie Frühschwindrisse, machen Bodenplatten und Fertigteile zäher und ersetzen in vielen Fällen die Betonstahlmatte. Falsch gewählt, verteuern sie den Beton ohne Nutzen. Dieser Leitfaden zeigt die Faserarten, die übliche Dosierung und wo welche Faser sinnvoll ist.
Wofür Fasern im Beton sorgen
Fasern wirken in zwei verschiedenen Phasen des Betons:
- In den ersten Stunden, solange der Beton noch kaum Festigkeit hat, verliert die Oberfläche Wasser und schwindet. Mikrofasern vernähen diese Schicht und verringern plastische Schwindrisse, die sogenannten Frühschwindrisse.
- Im erhärteten Beton überbrücken Makrofasern und Stahlfasern einen entstehenden Riss und übertragen weiter Kräfte. Das nennt man Nachrisszugfestigkeit oder Duktilität: Das Bauteil bricht nicht schlagartig entzwei.
Ein dritter, speziellerer Einsatz: Polypropylen-Mikrofasern schmelzen im Brandfall und hinterlassen Kanäle, durch die der Wasserdampf entweichen kann. Das verringert explosionsartige Abplatzungen in Tunneln und brandbeanspruchten Bauwerken.
Faserarten und Dosierung
| Faser | Norm | Übliche Dosierung | Funktion | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|---|
| Stahlfaser | DIN EN 14889-1 | 20–40 kg/m³ | Tragend: hohe Nachrissfestigkeit | Industrieböden, Fertigteile, Spritzbeton im Tunnelbau |
| Kunststoff-Makrofaser (Polypropylen, Polyolefin) | DIN EN 14889-2, Klasse II | 2–6 kg/m³ | Tragend oder teiltragend, rostet nicht | Bodenplatten, Spritzbeton, Fertigteile, Meer- und Wasserbau |
| Polypropylen-Mikrofaser | DIN EN 14889-2, Klasse I | ≈ 0,6–1 kg/m³ | Frühschwindrisse; Brandschutz | Bodenplatten, Mörtel, Estriche, Tunnel |
| Alkaliresistente Glasfaser (AR-Glas) | DIN EN 15422 | Je nach System | Bewehrung dünner Bauteile | Glasfaserbeton: Fassadenplatten und dekorative Fertigteile |
| PVA (Polyvinylalkohol) | DIN EN 14889-2 | Je nach System | Sehr guter Verbund mit der Matrix | Technische Mörtel, Fertigteile, duktile Betone |
Orientierungswerte aus dem Markt. Die Dosierung für das einzelne Bauvorhaben legen Faserhersteller und Tragwerksplaner fest.
Mikro und Makro unterscheiden sich nicht nur in der Größe: DIN EN 14889-2 trennt Fasern unter 0,30 mm Durchmesser (Klasse I, Mikrofasern) von solchen über 0,30 mm (Klasse II, Makrofasern), und nur Letztere kommen für tragende Zwecke in Betracht.
Ersetzen Fasern die Betonstahlmatte?
Das ist die häufigste Frage, und die Antwort hängt vom Bauteil ab:
- Bodenplatten auf Baugrund. In vielen Fällen ja. Die Matte in einer Bodenplatte dient meist dazu, Risse aus Schwinden und Temperatur zu begrenzen, und das leisten Stahlfasern oder Makrofasern gut – mit dem Vorteil, dass sie über die ganze Dicke verteilt sind und nichts verlegt oder auf Abstandhalter gesetzt werden muss.
- Tragende Bauteile. Nur mit einer eigenen Bemessung des Faserbetons auf Grundlage seiner Nachrissbiegezugfestigkeit. Für Stahlfaserbeton gilt in Deutschland die DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton, die DIN EN 1992-1-1 mit Nationalem Anhang sowie DIN EN 206 und DIN 1045-2 ergänzt; sie ordnet den Beton nach seiner Nachrissbiegezugfestigkeit in Leistungsklassen ein. Kunststoff-Makrofasern deckt die Richtlinie nicht ab: Ihr tragender Einsatz braucht einen eigenen Verwendbarkeitsnachweis.
- Wo die Bemessung Bewehrung verlangt, ersetzen Fasern sie nicht. Ist bei dieser Bewehrung die Korrosion das Problem, liegt die Lösung nicht im Weglassen, sondern im Materialwechsel: GFK-Bewehrung rostet nicht (mehr dazu im Beitrag GFK-Bewehrung oder Betonstahl).
Gibt es eine Mindestdicke für Faserbeton?
Eine pauschale Zahl lässt sich nicht nennen. Die Dicke ergibt sich aus der Bemessung, der Expositionsklasse und der Faserlänge: Die Fasern brauchen im Querschnitt Platz, um sich räumlich zu verteilen; in sehr dünnen Bauteilen legen sie sich flach und wirken anders als im Prüfbalken. Bauteile von wenigen Zentimetern Dicke sind deshalb das Feld von Glasfaserbeton und Mikrofasern, tragende Bodenplatten aus Stahlfaserbeton sind in der Praxis deutlich dicker. Für bemessene Bauteile legt der Tragwerksplaner die Dicke fest.
Herstellung und Einbau
- Zugabe: im Werk oder vor dem Entladen in den Fahrmischer, mit ausreichender Mischzeit, damit sich die Fasern gleichmäßig verteilen.
- Igelbildung: Stahlfasern, die auf einmal zugegeben werden, können Knäuel bilden, sogenannte Igel. Sie werden deshalb nach und nach zugegeben oder in verklebten Bündeln geliefert, die sich beim Mischen lösen.
- Konsistenz: Fasern verringern die Verarbeitbarkeit. Ausgeglichen wird mit Fließmittel, nie mit Wasser (siehe Arten von Betonzusatzmitteln).
- Oberfläche: Bei geglätteten Bodenplatten sorgt sorgfältiges maschinelles Glätten dafür, dass keine Fasern herausstehen.
- Nachbehandlung: Fasern verringern Schwindrisse, ersetzen aber die Nachbehandlung nicht.
Fasern und Graphen: jedes an seinem Platz
Fasern wirken, wenn der Beton bereits gerissen ist; Graphen wirkt früher, in der Matrix. In den Zusatzmitteln SmartADDITIVES greift das Graphen in die Zementhydratation ein und verdichtet den Zementstein – das bringt mehr Festigkeit bei weniger Wasser. Beides ergänzt sich: eine dichtere Matrix und Fasern, die Risse überbrücken, wenn sie dennoch entstehen.
Deshalb umfasst die Reihe auch Solid FIBER mit PVA-Fasern, Makro- und Mikrofasern zum Reduzieren oder Ersetzen der Bewehrung, verträglich mit allen Zusatzmitteln der Reihe.
