{"id":222,"date":"2011-10-24T11:50:27","date_gmt":"2011-10-24T09:50:27","guid":{"rendered":"http:\/\/www.werkstoff-blog.de\/?p=222"},"modified":"2026-04-02T11:13:04","modified_gmt":"2026-04-02T09:13:04","slug":"was-ist-eigentlich-spannbeton-eigenspannungen-teil-1","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.werkstoff-service.de\/blog\/was-ist-eigentlich-spannbeton-eigenspannungen-teil-1\/","title":{"rendered":"Was ist eigentlich \u2026 Spannbeton? (Eigenspannungen – Teil 1)"},"content":{"rendered":"
Spannbeton \u201elebt\u201c von seinen Eigenspannungen. Was Eigenspannungen sind, welche gro\u00dfe Bedeutung sie f\u00fcr Bauteile haben, und wie sie erzeugt werden, das soll in diesem und in weiteren Beitr\u00e4gen beschrieben werden. Das Thema \u201eSpannbeton\u201c ist sehr gut zum Einstieg in das Sujet \u201eEigenspannung\u201c geeignet. Dann steigen wir mal ein:<\/p>\n

Beton ist ein au\u00dferordentlich vielseitiger Werkstoff mit zahlreichen St\u00e4rken. Dazu geh\u00f6rt u.a., dass Beton sehr hohe Druckkr\u00e4fte ertragen kann \u2013 das nutzen wir zum Beispiel beim Bau hoher Geb\u00e4ude. Wo St\u00e4rken sind, gibt es nat\u00fcrlich auch Schw\u00e4chen. Dazu geh\u00f6rt die sehr geringe Zugfestigkeit des Betons. Schon relativ geringe Zugkr\u00e4fte f\u00fchren dazu, dass Beton rei\u00dft. Nun gibt es aber zahlreiche Anwendungsf\u00e4lle im Baubereich, wo Zugkr\u00e4fte ertragen werden m\u00fcssen, wo man aber dennoch gern den sehr flexiblen Baustoff Beton einsetzen m\u00f6chte. Geht das? Ja, mit Spannbeton.<\/p>\n

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Dazu brauchen wir einige Stangen aus hochfestem Stahl, in unserem Bild drei an der Zahl. Hochfest bedeutet, dass die Zugfestigkeit (Kraft, bei der die Stange rei\u00dft) und die Streckgrenze (Kraft, bei der sich die Stange erstmals makroskopisch sichtbar verformt) au\u00dferordentlich hoch sind.<\/p>\n

Diese Zugfestigkeit und Streckgrenze gestatten uns, die Stahlstangen mit einer Zugspannung (\u2190 \u2192) sehr stark vorzuspannen, so wie es im n\u00e4chsten Bild zu sehen ist. Dabei dehnen wir die Stangen nur elastisch. Das bedeutet, dass sie ihre Ursprungsl\u00e4nge wieder annehmen w\u00fcrden, wenn die Zugkraft verschwindet.<\/p>\n

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Wir halten die Stahlstangen, die sich z.B. in einer Form befinden, mit einer Spannvorrichtung unter dieser Zugspannung und f\u00fcllen die Form nun mit Beton. Der Beton h\u00e4rtet aus und geht mit den Stahlstangen eine kraftschl\u00fcssige und formschl\u00fcssige Verbindung ein. Kraftschl\u00fcssig, weil Reibungskr\u00e4fte Bewegungen zwischen Beton und Stahloberfl\u00e4che verhindern, formschl\u00fcssig, weil die Stahlstangen meist gerippt sind und ihr Oberfl\u00e4chenprofil eine Bewegung zwischen Beton und Stahlstange verhindert. Ist der Beton ausgeh\u00e4rtet, dann stehen die Stahlstangen nat\u00fcrlich immer noch unter Zugspannungen wogegen der Beton mehr oder weniger spannungsfrei ist \u2013 das zeigt das nachfolgende Bild.<\/p>\n

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Jetzt werden die Zugkr\u00e4fte \u201eabgeschaltet\u201c \u2013 z.B. indem das ausgeh\u00e4rtete Betonbauteil aus der Spannvorrichtung genommen wird. Sobald die Zugkr\u00e4fte nicht mehr an den Stahlstangen angreifen, wollen sich diese nat\u00fcrlich zusammenziehen. Das tun sie dann auch, und zwar gegen den Widerstand des Betons, der eigentlich keine Veranlassung sieht, sich auch zusammenzuziehen. Er wehrt sich also tapfer, wird aber dennoch etwas zusammengepresst.<\/p>\n

Wegen der \u201eGegenwehr\u201c des Betons k\u00f6nnen sich die Stahlstangen nicht vollst\u00e4ndig entspannen. Das Ergebnis ist, dass die Stahlstangen immer noch unter Zugspannungen stehen, welche bei Weitem nicht mehr so hoch sind wie im vorgespannten Zustand. Der Beton aber ger\u00e4t unter Druckspannung (\u2192 \u2190), weil er ja gezwungen wird, sich etwas zusammenzuziehen. Das verdeutlicht das n\u00e4chste Bild.<\/p>\n

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Wir haben nun ein Betonbauteil, auf das keine \u00e4u\u00dferen Kr\u00e4fte (oder Spannungen) mehr wirken, in dessen Inneren es aber Spannungen gibt: Zugspannungen in den Stahlstangen und Druckspannungen im Beton. Solche Spannungen, die ohne das Wirken \u00e4u\u00dferer Kr\u00e4fte vorliegen, nennen wir Eigenspannungen. Eigenspannungen k\u00f6nnen die Funktionsf\u00e4higkeit eines Bauteils sehr stark zum Guten oder zum Schlechten beeinflussen. In unserem Fall tun sie es nat\u00fcrlich zum Guten. Warum?<\/p>\n

Dazu betrachten wir das letzte Bild. Wenn jetzt auf das Betonbauteil eine \u00e4u\u00dfere Zugspannung (<= =>) wirkt, dann \u00fcberlagern sich \u00e4u\u00dfere Spannung und die im Inneren wirkenden Eigenspannungen. Das Ergebnis ist, dass die Stahlstangen wieder unter starke Zugspannungen geraten, was auf den Werkstoff Stahl aber keine Auswirkung hat. Im Beton \u00fcberlagern sich \u00e4u\u00dfere Zugspannung und innere Druckeigenspannung und solange das Ergebnis der \u00dcberlagerung keine zu hohe \u201eGesamt-Zugspannung\u201c bewirkt, kann der Beton auch erhebliche \u00e4u\u00dfere Zugkr\u00e4fte ertragen, ohne dass er rei\u00dft.<\/p>\n

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