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Top-Stahllösung für den Hoch- und Tiefbau

Nichtrostender Bewehrungsstahl von Swiss Steel

Korrosion ist der Feind jeder Stahlbewehrung. Sie gefährdet die Optik und Sicherheit von Bauwerken und führt schlimmstenfalls zum Versagen der gesamten Konstruktion. Das Resultat ist eine meist kostspielige Instandsetzung. Der Stahlhersteller Swiss Steel bietet mit dem Werkstoff 1.4003 jetzt in Deutschland und der Schweiz eine kosteneffiziente Lösung aus nichtrostendem Betonstahl: Der Top12-500 verfügt über eine bis zu fünfmal höhere Korrosionsbeständigkeit gegenüber Chloriden als der Standardstahl B500B und ist resistent gegenüber Karbonatisierung. Dadurch steigt die Lebensdauer von Ingenieurbauwerken, wie Tunneln oder Brücken, signifikant. Dies hat sinkende Lebenszykluskosten zur Folge. Weitere Vorteile des Stahls: Hochbauwerke können filigraner und leichter konstruiert werden. Seit September 2016 liegt die bauaufsichtliche Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik für den deutschen Markt vor.


Im Hochbau ist die sogenannte Karbonatisierung ein gefürchtetes Phänomen bei Fachleuten: Durch die Reaktion des Zementsteins mit dem CO2 der Luft sinkt der pH-Wert des Betonporenwassers. Die Folge ist Flächenkorrosion am Stahl. Der Rost führt mittel- bis langfristig zu Rissen und Abplatzungen am Beton – diese Gefahr besteht insbesondere bei geringer Bewehrungsüberdeckung. Das ästhetische Erscheinungsbild leidet. Im Tiefbau haben Baufachleute häufig mit Chloriden zu kämpfen, die durch Spritzwasser oder Sprühnebel in den Beton von Brücken oder Tunneln eindringen.

Aber auch Bauwerke im Hochbau, wie z. B. Parkhäuser, sind betroffen. Chloride wirken je nach Konzentration extrem korrodierend und lösen Lochfraß am Bewehrungsstahl aus. Die Korrosion führt zu einem hohen Materialabtrag und verringert den Querschnitt des Stahls. Dieser Prozess ist von außen nicht sichtbar und stellt eine große Gefahr für die Standsicherheit des Bauwerks dar: Durch die Reduzierung des Stahlquerschnitts verringert sich die Tragfähigkeit der Bewehrung und im Extremfall droht Einsturzgefahr für die gesamte Konstruktion.

Bei Verwendung von konventionell eingesetztem Betonstahl wird die kalkulierte Lebensdauer von Bauteilen je nach Chloridkonzentration in vielen Fällen unterschritten – Baukosten haben sich dann oft längst nicht amortisiert. Zudem ist Bewehrungskorrosion häufig Ursache von aufwändigen und kostspieligen Sanierungsarbeiten. Mit dem Mehraufwand steigen auch die Instandsetzungskosten, insbesondere an schwer zugänglichen Stellen. Der volkswirtschaftliche Schaden, den Verkehrsstaus, gesperrte Fahrstreifen von Straßen, Brücken oder Tunneln auslösen, ist enorm.

Das Erfolgsrezept: Top12-500

Das Ziel ist es, dass die Lebenszykluskosten bereits in der Projektierung von Stahlbetonbauten kalkuliert werden. Mit dem Top12-500 bietet Swiss Steel, ein Unternehmen der SCHMOLZ + BICKENBACH Gruppe, die optimale Stahllösung, um höchste Ansprüche an die Beständigkeit im Hoch- und Tiefbau zu erfüllen. Beim Top12-500 handelt es sich um einen hochlegierten, nichtrostenden Betonstahl mit der Werkstoffnummer 1.4003. Im Gegensatz zum Standardbetonstahl weist der Spezialstahl von Swiss Steel eine bis zu fünfmal höhere Korrosionsbeständigkeit gegenüber Chloriden auf.

Das Geheimnis der hervorragenden mechanisch-technologischen Werkstoffeigenschaften und der hohen Korrosionsbeständigkeit liegt in der Stahlherstellung: Ein ausschlaggebender Faktor ist die gezielte Zugabe von Legierungen in der Stahlschmelze, darunter mehr als 12 % Chrom. Anschließend wird der flüssige Stahl in der Stranggießanlage zu Knüppeln vergossen. Mit einem patentierten Walzverfahren erfolgt die Fertigung des gerippten Betonstahls. Diesen stellt Swiss Steel per Warmwalzen direkt aus dem Stahlknüppel her. Nach dem Walzen wird der Stahl kontrolliert, gezielt abgekühlt und erhält so sehr gute mechanische Eigenschaften.

Um die Korrosionsbeständigkeit anforderungsgerecht zu steigern, beizt Swiss Steel den Top12-500 im Anschluss an das Warmwalzen – eine weitere Stellschraube, um die Korrosionsbeständigkeit um das Fünffache zu erhöhen. Durch das Beizen wird die sogenannte Walzhaut entfernt. Die Staboberfläche ist im Ergebnis glatter und homogener und der Rippenstahl ist gegen Flächenkorrosion und Lochfraß gewappnet. Während der herkömmliche, unlegierte Betonstahl B500B einem Chloridgehalt von ca. 0,5 Masse-% im Beton standhält, ist dieser Wert beim Top12-500 bis zu fünfmal höher.

Geprüft: Top-Dauerhaftigkeit

Das entscheidende Argument für den Top12-500 ist die lange Lebensdauer im Einsatz als Beton- und Bewehrungsstahl. Ein Beispiel ist die Anwendung in Brückenpfeilern. Die Anforderung an die Lebensdauer liegt bei rund 80 Jahren, häufig ist jedoch bereits nach 40 Jahren eine Sanierung erforderlich. Denn als sicherheitsrelevante Außenbauteile sind sie hohen Traglasten, der Witterung sowie Spritzwasser und saisonal auch Tausalzen ausgesetzt. Um das Einsetzen von Korrosion möglichst lange zu verzögern, wird üblicherweise eine Betonüberdeckung von 5 cm gewählt.

Für die Beständigkeit des Bauteils spielt zudem die Qualität des eingesetzten Betons eine entscheidende Rolle. Im Vergleich zu den Standardbetonstählen weist der Top12-500 eine höhere Korrosionsbeständigkeit auf. Daher setzt sich die Formel zur Erreichung der kalkulierten Lebensdauer im Tiefbau aus folgenden Bestandteilen zusammen: Beton + ausreichende Bewehrungsüberdeckung + Top12-500. So zeigt das Beispiel der Brückenpfeiler, dass Anwender bis zu zwei Sanierungsintervalle sparen, ersetzen sie den Standardbetonstahl durch das Stahlprodukt von Swiss Steel. Im Hochbau kann die Bewehrungsüberdeckung je nach Expositionsklasse auf ein Mindestmaß von 10 bis 15 mm reduziert werden. Dies ermöglicht es den Anwendern, höhere Ansprüche an eine schlanke und ästhetische Bauweise umzusetzen.


In der Schweiz hat Swiss Steel bereits über 1.000 Projekte im Hoch- und Tiefbau mit dem Top12-500 umgesetzt. Ab sofort ist das Spezialprodukt auch für den deutschen Markt zugelassen. Drei Pilotprojekte wurden bereits in Bayern realisiert, zwei davon auf der Autobahn A 96 an den Tunneln Etterschlag und Eching. Die Anforderung der Autobahndirektion Südbayern war es, die Lebensdauer der Bauteile deutlich zu verlängern, die einer hohen Chloridbelastung ausgesetzt sind und nicht regelmäßig vom Regen reingewaschen werden.

Das gilt beispielsweise für die Brückenkappen und Notgehwege im Tunnel. So liegen die Chloridgehalte an der Bewehrung der Gehwege durchgehend bei mehr als 1,7 Masse.-%/z, gemessen an einem Zeitraum von weniger als 20 Jahren. Die optimale Lösung für die Autobahndirektion Bayern ist der Betonstahl Top12-500: Dieser verfügt über einen höheren Chloridwiderstand als konventioneller Betonstahl bei gleichen Bemessungsregeln. Rund 56 t des Top12-500 wurden an den Tunneln Etterschlag und Eching seit Sommer 2016 eingesetzt und ermöglichen eine langfristig intakte Bauteilkonstruktion.

Der Top12-500 erfüllt nachweislich die Normen DIN EN 488, EN 10088, SIA 262 und SIA 2029. Der Betonstahl Top12-500 ist in der Schweiz erhältlich in den Durchmessern 6 bis 20 mm. In Deutschland liegt die Zulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik für Abmessungen von 8 bis 14 mm vor.

 

Mehr Informationen zur SCHMOLZ + BICKENBACH AG:

Kontakt  Herstellerinfo 
SCHMOLZ + BICKENBACH AG
Swiss Steel AG
Postfach
CH - 6021 Emmenbrücke
Tel.: +41 (0) 41 209 50 00
Fax: +41 (0) 41 209 51 04
www.swiss-steel.com
 

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