MasterFiberLösungen für alternative Bewehrungen

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Master Builders Solutions von BASF

Master Builders SolutionsUnter der Marke Master Builders Solutions bündelt BASF ihre gesamte Kompetenz, Lösungen aus der Chemie für Neubau, Instandhalten, Sanieren und Renovieren von Bauwerken zu bieten. Master Builders Solutions steht für mehr als hundert Jahre Erfahrung in der Baubranche.

Das Know-how und die Erfahrung eines weltweiten Netz-werks von BASF-Baufachleuten bilden den Kern von Master Builders Solutions. Wir kombinieren die richtigen Elemente aus unserem Leistungsangebot, um Ihre spezi-ellen Bauprobleme zu lösen. Wir arbeiten über Fachdiszi-plinen und Regionen hinweg zusammen und setzen unsere Erfahrungen aus zahllosen Bauprojekten in aller Welt ein. Wir nutzen globale BASF-Technologien sowie unsere profunde Kenntnis der baulichen Anforderungen vor Ort, um Innovationen zu entwickeln, die Ihnen helfen, erfolg-reicher zu sein, und nachhaltiges Bauen voranbringen.

Zum umfassenden Portfolio der Marke Master Builders Solutions gehören Betonzusatzmittel, Zementadditive, Lösungen für den Untertagebau, Abdichtungssysteme, Lösungen für Schutz und Reparatur von Beton, Verguss-mörtel und Hochleistungsböden.

Partnerschaft, auf die Sie bauen können: Unsere Master Builders Solutions Experten finden innovative und nachhaltige Lösungen, die Ihre spezifischen Bauanforderungen erfüllen. Mit der Expertise und den Erfahrungen unseres weltweiten Netzwerks unterstützen wir Sie in Ihrem Erfolg – heute und morgen.

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Bessere Leistung und Dauerhaftigkeit durch verbesserten Faserverbund

Beton ist für schlagartiges Versagen anfällig, da es ein sprödbrüchiges Material ist. Sobald seine maximale Trag-fähigkeit durch innere oder äußere Kräfte über schritten wird, kommt es zu Rissen bzw. Brüchen und in der Folge zu schlagartigem Versagen. Risse verringern die Dauer-haftig keit des Betons erheblich, Betonelemente können versagen und es leidet auch die Ästhetik in starkem Maße.

Deshalb ist die Bewehrung des Betons unerlässlich, sie soll die Spannungs- und Dehnungskräfte verteilen und die gewünschte Duktilität herstellen. So kann das Bruch- und Rissverhalten verbessert werden und die Kombination aus Beton und Bewehrung zeigt ein quasi elastisches Material verhalten.

Die Experten von Master Builders Solutions haben eine umfassende Auswahl an Fasern entwickelt. Für jede Anwendung gibt es eine MasterFiber Lösung: Diese Lösun gen sind im Auswahlleitfaden am Ende der Broschüre zusammengefasst.

Im Falle einer ordnungsgemäßen Anwendung sorgen die MasterFiber Produkte für eine äusserst effiziente Faser armierung im Beton, unabhängig davon, ob außerdem herkömmliche Bewehrungssysteme verwendet werden. Die MasterFiber Produkte bieten eine außergewöhnliche Eigenschaftskombination: Sie garantieren eine optimale Dauerfestigkeit bei sehr geringem Einfluss auf das rheologische Verhalten bzw. die Verarbeitbarkeit des Frischbetons.

Die Faserarmierung wird durch eine sehr hohe Menge gleichmäßig verteilter Fasern erreicht, die dem Beton folgende Eigenschaften verleihen:

  verbessert den Widerstand gegen Schwindrisse,   bietet Schutz vor Betonabplatzungen bei

Brand belastung,   erhöht die Bruchzähigkeit des Betons, und   verbessert die mechanische Leistung der

Beton elemente.

Anstatt mit Bewehrungsstäben, die von Hand verlegt werden müssen, können viele Bauwerke durch eine MasterFiber Lösung armiert werden. Dies hat zwei wesentliche Vorteile:

  Sicherheit und Wirtschaftlichkeit Die Faserarmierung ist bereits in der Betonmischung enthalten und gleichmäßig verteilt. Dadurch entfällt das Problem der korrekten Positionierung der Stahlarmierung und den damit verbundenen hohen Arbeitskosten, den Gefahren für die Arbeiter vor Ort und das Bauwerk im Falle einer falschen Positionierung.

  Beständigkeit und Nachhaltigkeit Diese Faserarmierung, die mit dem alkalischen Milieu des Betons verträglich ist, birgt keine Korrosionsgefahr und erfordert keine gegen Karbonatisierung schützende Betondeckung. Damit können schlankere und leichtere Bauwerke errichtet werden, wodurch auch nachhalti ge res Bauen möglich wird.

Instandsetzung eines alten Gebäudes mittels dünner Fassadenelementen (3 cm Dicke), gefertigt aus

Hochleistungsbeton mit MasterFiber Bewehrung und einer Aussendämmung. – iMAT Projekt

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Das plastische Schwinden entsteht durch die verduns-tungs bedingte Volumenveränderung des Frischbetons (Wasserverlust) nach dem Einbau, wenn das Gemisch noch plastisch ist und bislang noch keine Festigkeit erreicht hat. Wird dieses Schwinden behindert, kann es zur Rissbildung kommen.

Das MasterFiber Fasernetzwerk ist eine der effektivsten Methoden, um die Rissbildung beim plastischen Schwinden zu reduzieren. Die Fasern wirken auf Grund des dreidimen-sionalen Fasernetzwerks aufeinander ein und re du zieren so das Schwinden sowie die Spannungs ent wick lung. Bereits bei einem Faseranteil von 0,1 % des Volumens reduziert sich die gesamte Rissfläche um 30 bis 40 %.

MasterFiber – Verbessert den Widerstand gegen Schwindrisse

MasterFiber 012 & MasterFiber 018

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In Kombination mit einem Schwindreduzierer MasterLife SRT, der die Oberflächenspannung in den Betonporen reguliert, reduziert das MasterFiber Netzwerk die Spannun gen durch Schwinden und Verformungen, ohne die Druckfestigkeit und den Elastizitätsmodul zu beeinflussen. Dieses System ermöglicht einen extrem fließfähigen Beton, der sich leicht pumpen und ein bringen

lässt. Die Fasern wirken sich positiv auf die Wassermigration durch den Beton aus, sorgen für ein einheitlicheres Feuchte-profil (typisch für betonierte oder gepflasterte Bodenauf-bauten) und bieten Vorteile gegenüber Bewehrungsmatten, die sich nur schwer richtig positionieren lassen. Dies alles trägt zu einer einfach anwendbaren Lösung bei, die Arbeit einspart und für eine höhere Oberflächenqualität sorgt.

Zeitliche Entwicklung des Schwindens mit MasterLife SRT

Sch

win

den

[‰

]

Probenalter [Tage]

Referenz MasterLife SRT: 1% MasterLife SRT: 2 %

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

0,00 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91

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MasterFiber – Erhöht die Bruchzähigkeit des Betons

Die Bruchzähigkeit ist die Widerstandsfähigkeit eines Materials gegen das Weiterwachsen eines Risses und das Versagen einer Probe nach Überschreiten der Bruchfestig-keit. Diese Fähigkeit ist bei vielen Anwendungen erforder lich: Industrieböden, Verkehrsflächen, Deckenabhängungen, Meeresbauwerke und Spritzbetonschalen im Untertagebau.

Bei gerissenem Beton mit einer hohen Anzahl an optimal geformten und platzierten Makrofasern nimmt das MasterFiber Netzwerk, die weitere Belastung auf, indem sie diese Last über den, durch die Fasern überbrückten, Riss auf die unbeschädigten Betonbereiche überträgt.

Dieser Effekt der Lastverteilung durch die Faserarmierung ermöglicht den effizienten Ersatz der traditionellen Beweh-rungsmatten zur Kontrolle der Rissausbreitung.

Je nach Art der Anwendung wird die optimale MasterFiber Faserarmierung durch Makrofasern aus Stahl und /oder Kunststoff erreicht.

Kunststoff-Makrofasern bieten einige Vorteile:

 bedeutend weniger Verschleiß der Ausrüstung,  eine dem Wasser vergleichbare Dichte und somit eine

viel geringere Entmischungsneigung,  können nicht korrodieren und benötigen somit keinen

Korrosionsschutz,  eine bessere Verteilung im Beton auf Grund der guten

Oberflächeneigenschaften der Fasern.

Bei Arbeiten mit Spritzbeton verbessern Kunststofffasern wie zum Beispiel MasterFiber 150 die Kohäsion des Betons und ermöglichen eine bessere Pumpbarkeit über große Entfernungen.

Bei Arbeiten mit normalem bis zu selbstverdichtendem Beton ermöglichen Kunststofffasern wie zum Beispiel MasterFiber 240 eine einfache Handhabung mit guter Verteilung im Beton und erhöhen die Sicherheit sowie Dauerhaftigkeit der Betonelemente.

C50 – Bewertung der Bruchzähigkeit bei unterschiedlicher Faserdosierung

7

6

5

4

3

2

1

0

0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

Fest

igke

it [

MP

a]

Rissöffnungsbreite / CMOD [mm]

Rostfreie Stahlfaser 30 mm 30 kg / m3

MasterFiber 240 16,6 kg / m3

MasterFiber 240 12 kg / m3

MasterFiber 240 8 kg / m3

00

10

20

30

40

50

Last

[kN

]

MasterFiber 150 – 6 kg / m3

im Spritzbeton C30 / 37 (ASTM C1550)

5 10 15 20 25 30

Arb

eits

verm

ög

en [

J]

Verformung [mm]

900

800

700

600

500

400

300

200

1000

MasterFiber 150

MasterFiber 240

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Bei Innovationen im Ingenieurbau legt man immer mehr Wert auf die Verwendung von Baumaterialien, die das Erstellen leichterer, festerer, sicherer, flexiblerer und dauerhafterer Bauwerke ermöglichen und die außerdem kosteneffizient sind.

Die Verwendung von Hochleistungsfasern erhöht die Zug-, Biege-, Scher- und Torsionsfestigkeit von Beton im Ver gleich zu unbewehrtem Beton deutlich und fördert die Duktilität auch bei besonderen Druckbelastungen wie im Falle von Stützen.

Die Möglichkeit zur Reduzierung der Betonstärke durch das Verhindern einer minimal nötigen Überdeckung als Korrosionsschutz der Stahlarmierung bietet im Falle von isolierten Fassadenelementen eine optimierte Lösung, bei der anstatt des eingesparten Betons mehr Isolations-material verwendet werden kann oder dünnere Wand-stärken realisiert werden können.

Unsere MasterFiber Faserarmierung bietet große Vorteile gegenüber herkömmlichen Lösungen wie Stahlmatten-bewehrung:

  Es müssen keine Stahlkörbe gehandhabt und in den Schalungen fixiert werden.

  Es gibt keine Korrosionsgefahr.   Neue, effizientere Formen können gestaltet werden.   Schlankere und leichtere Bauwerke können errichtet

werden.

Durch die Verwendung des neuesten, optimierten und sehr hochleistungsfähigen Betons (VHPC, Very High Performance Concrete) und MasterFiber 400 können bei bautechnischen und architektonischen Anwendungen große Vorteile hinsichtlich der Konstruktion erzielt werden.

MasterFiber – Verbessert die mechanische Leistung der Betonstruktur

Auftreten mehrfacher Risse bei einem mit MasterFiber bewehrten Beton 4-Punkte Biegezugversuch, durchgeführt im Materiallabor in Lausanne

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10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

Last

[kN

]

Verhalten des faserverstärkten Betons beim 4-Punkt-Biegeversuch:

Erstriss

9.117 kN

0 5 10 15 20 25 30 35

Verformung [mm]

Nachrissfestigkeit erreicht bei 30 kg / m3 MasterFiber 400

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MasterFiber – Bietet Schutz vor Beton-abplatzungen unter Brandbedingungen

Bei hohen Temperaturen, wie im Falle eines Brands, ver-dampft die Feuchtigkeit im Beton. Wenn die Temperatur schneller ansteigt, als der Dampf entweichen kann, führt der ansteigende Dampfdruck zu hohen Zugspannungen, die nicht mehr vom Beton aufgenommen werden können, so dass es zu „explosionsartigen“ Betonabplatzungen kommt.

Diese Abplatzungen führen im Falle eines Brands zu einem schnellen Verlust der Oberflächenschichten des Betonbauwerks. Dadurch wird der darunterliegende Beton den Brandtemperaturen ausgesetzt, wodurch sich die Geschwindigkeit der Hitzeübertragung bis zum Kernbeton und seiner Bewehrung erhöht.

Die MasterFiber Faserarmierung bietet einen besonders effektiven Schutz des Bauwerks vor Betonabplatzungen. Im Brandfall schmelzen die Polypropylen-Mikrofasern, feine Monofilamente mit einem Durchmesser von 30 μm, sehr schnell innerhalb des Betons und schaffen so Mikrokanäle, durch die der Dampfdruck entweichen kann. Bereits ein Fasergehalt von 1 kg / m3 kann ausreichen, um die strengsten Brandprüfungen (RWS-Anforderungen) ohne nachteilige Auswirkung auf die Tragfähigkeit zu bestehen.

Bei den CTRL-Tests verwendete Standard-Brandkurven

Tem

per

atur

[°C

]

Zeit [Minuten]

1.600

1.400

1.200

1.000

800

600

400

200

00 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Rijkswaterstaat RWS

Eurocode 1 – Kohlenwasserstoffe

ISO 834 – Cellulose

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Unsere Expertise – Umfassende Unter-stützung für alle Ihre Anforderungen

Auf Grund ihrer umfassenden Kenntnis und Erfahrung beim Mischungsentwurf können die BASF-Experten von Master Builders Solutions ihren Kunden eine breitge fäch erte Unterstützung bieten, um die besten Alternativen gegen-über herkömmlichen Bewehrungsmatten aufzu zeigen.

In jedem Land steht Ihnen ein fachkundiger Experte für Faserbeton zur Verfügung, um die richtige Lösung für Ihre Anforderungen zu finden. Dabei werden berücksichtigt:

Ein Berechnungsservice in Zusammenarbeit mit dem Ingenieur-Team, um die korrekte Faserstärke und Faserdosierung für Standardanforderungen zu ermitteln.

Der Mischungsentwurf, bei dem die richtige Konsistenz und eine angepasste Sieblinie zu beachten sind, um die optimale Rheologie bzw. Verarbeitbarkeit für die erforderliche Faserdosierung zu erreichen.

Die richtige Faser, die aus der umfassenden Produkt-palette von Master Builders Solutions ausgewählt werden kann.

Lösung

Mischungs - entwurf

Faser - armierung

Produkt- Design

1

2

3

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MasterFiber 012 & MasterFiber 018 MasterFiber 150

MasterFiber 240 MasterFiber 400

MasterFiber 482 MasterFiber 530

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MasterFiber – Auswahlleitfaden

Mas

terF

iber

1-9

9

Mas

terF

iber

100

-199

Mas

terF

iber

200

-299

Mas

terF

iber

300

-399

Mas

terF

iber

400

-499

Mas

terF

iber

500

-599

Mas

terL

ife S

RT

Plastisches Schwinden •

Trocknungsschwinden • • •

Brandschutz •

Bruchzähigkeit bei Spritzbeton • •

Bruchzähigkeit bei normalem bis zu selbstverdichtendem Beton • •

Mechanische Nachrissfestigkeit bei niedrig- bis mittelfestem Beton (≤ C50 / 60)

• •

Mechanische Nachrissfestigkeit bei hochfestem Beton (C55 / 67– C100 /115)

• •

Mechanische Nachrissfestigkeit bei ultra-hochfestem Beton (> C100 / 115)

•

Mischbauweise aus Stahlstützen, dünner Fassadenpaneele und einem venezianischen Sonnenschutz aus Hochleistungsbeton, bewehrt mit MasterFiber. F & E Projekt mit ASCAMM \ iMat – Bautechnologien

Master Builders Solutions von BASF für die Baubranche

Die in diesem Dokument enthaltenen Daten basieren auf dem aktuellen Stand unseres Wissens und unserer Erfahrungen. Sie stellen aufgrund der zahlreichen Faktoren, die die Bearbeitung und An-wendung unserer Produkte beeinflussen können, nicht die vertraglich zugesicherte Produktqualität dar und befreien den Bearbeiter nicht von eigenständig auszuführenden Recherchen und Prüfungen. Die vereinbarte Produktqualität zum Zeitpunkt des Gefahrenübergangs wird einzig im aufgestellten Spezifikationsdatenblatt aufgeführt. Alle Beschreibungen, Zeichnungen, Fotos, Daten, Verhältnisse und Gewichte o. ä. können ohne vorherige Ankündigung geändert werden. Es obliegt der Verantwortung des Abnehmers unserer Produkte, sicherzustellen, dass alle Eigentumsrechte und gesetzlichen Bestimmungen befolgt werden (02/14).

® = eingetragene Marke der BASF Gruppe in vielen Ländern. EEBE 1412de

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BASF Construction Solutions GmbHGeschäftsbereich: BetonzusatzmittelErnst-Thälmann-Straße 9 39443 Staßfurt, DeutschlandT +49 (0)39266 941 810 F +49 (0)39266 941 851admixtures-de@basf.com

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