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Verstärkter Beton

Die Lebenserwartung von Stahlbeton beträgt etwa 50 bis 100 Jahre.

Stahlbewehrung war eine revolutionäre Erfindung des neunzehnten Jahrhunderts. Stahlstäbe sorgen für Festigkeit und ermöglichen lange, freitragende Strukturen und dünnere, weniger unterstützte Platten. Und weil weniger Beton benötigt wird, um solche Platten zu gießen, werden die Bauzeiten erheblich verkürzt. Aber wissen Sie, wie lange Stahlbeton hält?

Ingenieure im frühen 1,000. Jahrhundert sagten voraus, dass Stahlbetonkonstruktionen sehr lange halten würden, vielleicht 50 Jahre. In Wirklichkeit haben sie eine Lebensdauer von 100-XNUMX Jahren, manchmal weniger.

Was ist Stahlbeton? 

Beton ist ein Verbundmaterial, eine mit Zuschlagstoffen verstärkte Zementmatrix, die unter Druck gut funktioniert, aber nicht unter Zug. Dieses Problem kann gelöst werden, indem nasser Beton um massive Stahlbewehrungsstäbe gegossen wird, die zu einem Käfig zusammengebunden sind.

Wenn der Beton um die Stäbe herum aushärtet, erhalten wir ein neues Verbundmaterial namens Stahlbeton, auch bekannt als verstärkter Zementbeton oder RCC, das bei Zug oder Druck gut funktioniert: Der Beton widersteht dem Zusammendrücken, was für Druckfestigkeit sorgt. Im Gegensatz dazu widersteht der Stahl Biegung und Dehnung, was für Zugfestigkeit sorgt. Bewehrter Beton verwendet im Wesentlichen ein Verbundmaterial in einem anderen: Beton dient als Matrix, während Stahlstangen oder -drähte für die Bewehrung sorgen.

Stahlstäbe, auch als Rebar bekannt, kurz für Bewehrungsstäbe, bestehen typischerweise aus verdrillten Litzen mit Noppen oder Graten, die sie fest im Beton verankern, ohne herumzurutschen.

Theoretisch könnten wir jedes Material verwenden, um Beton zu verstärken. Stahl wird häufig verwendet, weil es sich bei Hitze und Kälte ungefähr so ​​stark ausdehnt und zusammenzieht wie Beton, was bedeutet, dass es den ihn umgebenden Beton nicht reißt, wie es ein anderes Material könnte, wenn es sich mehr oder weniger ausdehnt. Andere Materialien, wie verschiedene Kunststoffe, werden gelegentlich verwendet. (Quelle: Erkläre das Zeug)

Risse im Beton

Risse sind das Letzte, was Sie in einem Betongebäude oder einer Brücke sehen möchten, insbesondere in einem relativ neuen. Aber wenn Betonkonstruktionen bis in die Römerzeit zurückreichen, wie kommt es dann, dass einige Betonbrücken, Wolkenkratzer und andere Konstruktionen, die erst vor wenigen Jahrzehnten, im späten XNUMX. Jahrhundert, gebaut wurden, bereits auseinanderfallen?

Es gibt mehrere mögliche Erklärungen. Älterer Puzzolanbeton vom römischen Typ, der aus Vulkanasche hergestellt wurde, riss weniger als modernere Betonformen und wurde hauptsächlich in Kompression verwendet, so dass sich Risse, selbst wenn sich Risse bildeten, weniger wahrscheinlich ausbreiteten. Da Stahlbeton eher unter Spannung verwendet wird, enthält er Bewehrungsstäbe aus Stahl. Wie wir gesehen haben, kann es jedoch immer noch reißen, wenn es nicht vorgespannt ist.

Moderner Beton versagt aufgrund eines Zustands, der umgangssprachlich als Betonkrebs oder Betonkrankheit bekannt ist und drei miteinander verbundene Probleme beinhaltet. Erstens reagieren Alkalien im Zement mit der Kieselsäure in den Zuschlagstoffen, die zur Herstellung des Betons verwendet werden. Dadurch wachsen neue Kristalle sehr langsam im Beton und nehmen mehr Platz ein als das Original Kristalle, was dazu führt, dass der Beton von innen nach außen reißt oder von der Oberfläche abblättert, wodurch Wasser von außen eindringen kann.

Jedes Wasser, das in eine Struktur wie eine Autobahnbrücke eindringt, kann aufgrund der Salze, die zur Behandlung der Straße im Winter verwendet werden, alkalisch sein. Das zweite Problem ist, dass das Wasser, das eindringt, schließlich mit den Stahlbewehrungsstäben im Inneren in Kontakt kommt, was dazu führt, dass sie rosten und zerfallen, sich möglicherweise ausdehnen und fatale strukturelle Schwächen verursachen.

Die schmutzigen braunen Flecken auf Beton beschriftet Krebs werden häufig durch rostiges Wasser verursacht, das durch Ritzen abfließt. Ein drittes Problem ist, dass Wasser, das durch Risse in den Beton eindringt, im Winter gefrieren kann, sich ausdehnt und neue Schäden verursacht, durch die noch mehr Wasser eindringen kann, was zu einem Teufelskreis aus Degeneration und Verfall führt. (Quelle: Erkläre das Zeug)

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