Wieso gibt es in Beton Stahl?
Wieso gibt es überhaupt Stahlbetone?
Diese Stahlstäbe in Beton verstehe ich nicht.
Wer garantiert dass Beton auf der Stahloberfläche sich haftet? Also vll kann man Stahl in Beton bewegen und es entsehen sogar dann vll Hohlräume?
Beton ist doch ein guter Kelver in sich miteinander.
Wieso gibt man Stahl da rein?
Wenn man 200meter hohe Säulen macht kann man doch auch nur aus beton machen, da beton gut miteinander haftet und kann auch ohne Stahl so lang stehen und sich nicht bewegen oder?
3 Antworten
Es gibt mehrere Gründe:
Stell Dir Beton als einen künstlich hergestellten Stein vor. Beton kann sehr gut Druck aufnehmen (und an den Untergrund weitergeben). Fehlt der Untergrund (z.B. bei einer Decke), dann wirken im Beton Zugkräfte und diese kann Beton nicht weiterleiten. Stelle Dir eine dünne Arbeitsplatte in der Küche vor (und darunter einen Schrank) und stell einen Elefanten drauf =>< die Platte bricht. Stahl als Werkstoff kann sehr gut Zugkräfte aufnehmen, ähnlich wie Glasfaser oder einen Spinnenfaden. Damit der Beton nicht bricht, gibt man Stahl bei, der die Zugkräfte an die Auflager (Wände) ableitet. Damit die Kräfte auch im Beton zum Stahl kommen, ist der Stahl mit Rippen ausgestattet und verzahnt sich mit dem Beton.
Ein anderer Grund ist, dass es beim Aushärten von Beton zu8 sog. Schwinden und Kriechen kommt, der Beton sich also zusammenzieht. Dadurch entstehen Risse. Mit einer Stahleinlage werden diese Spannungskräfte durch den Stahl aufgenommen und es entstehen wenig bis keine Risse. Das hat zudem den Vorteil, dass aggressives Wasser (z.B. saurer Regen) nicht an den Stahl kommt, den der würde rosten und damit keine Kräfte mehr aufnehmen können. Der Beton schützt also den Stahl.
Zu Deiner Annahme einer 200m hohen Säule: Der Beton hat ein hohes Eigengewicht. Je höher also die Säule, desto mehr Gewicht wirkt nach unten und bei einer Stütze auch seitlich. Diese Kraft kann der Beton ja nicht seitlich an die Luft abgeben und eine so hohe Säule wird demnach "zerbröseln". Wolkenkratzer baut man deswegen aus Stahl, denn im Vergleich zu Beton braucht es weniger Stahl, der damit auch weniger wiegt und zudem in sich die horizontalen "Zugkräfte" nach unten ableiten kann.
Jetzt gibt es natürlich jede Menge Varianten dazu wie Stahlverbundstützen oder vorgespannte Träger aber darauf will ich nicht eingehen.
Ergänzend zu den bislang teils ausführlichen Aussagen:
Stahl und Beton haben einen nahezu identischen Ausdehnungskoeffizienten. Also beide dehnen sich bei Wärme und ziehen sind bei Kälte zusammen. Da sie das in nahezu gleicher Geschwindigkeit tun, ergibt das ein perfektes Zusammenspiel.
Daß es dennoch zu sichtbaren Abplatzungen kommen kann liegt daran, daß manchmal der Beton zu offenporig ist, also Wasser und Lift an den Stahl gelangen können. Das passiert zB, wenn das Eigen zu wenig Überdeckung vom Beton hat, also zu dicht an der Oberfläche liegt. Dann rostet der Stahl, was sein Volumen vergrößert, was den Beton aufplatzen lässt.
Das passiert aber bei der 200m-Säule des FS nur, wenn der Schlauch der Rüttelflasche zu kurz ist 🤣
Beton ist gut für Druckfestigkeit, nicht für Zugfestigkeit.
Stahl ist gut für Zugfestigkeit, nicht für Druckfestigkeit.
Man vereint beide. Was lernen wir daraus?