Vorspannung

Nachspannung ist ein Verfahren zur Bewehrung von Beton, bei dem hochfeste Stahlspannlitzen (üblicherweise siebendrähtige Litzen oder Massivstäbe) durch im Beton verlegte Kanäle geführt werden. Nach dem Aushärten des Betons auf die Zieldruckfestigkeit, normalerweise nach 28 Tagen oder nach Festigkeitsprüfung, werden diese Spannlitzen angespannt. Die Spannlitzen werden an beiden Enden mit mechanischen Vorrichtungen, sogenannten Verankerungen, verankert, die den Stahl unter Spannung festlegen. Dieser Prozess verdichtet den Beton, was den Zugspannungen entgegenwirkt, die entstehen, wenn die Konstruktion Lasten trägt.

Der verwendete Stahl ist Güteklasse 270 oder 300 (nach nordamerikanischer Bezeichnung) mit Bruchfestigkeiten typischerweise zwischen 18.900 und 22.500 psi. Spannlitzen können vergütet sein, wobei nach dem Spannen Mörtel in den Kanal gepresst wird, um sie dauerhaft zu sperren, oder unvergütet, wobei der Stahl frei beweglich bleibt. Die auf jede Spannlitze aufgebrachte Kraft reicht von einigen zehntausend Pfund bei kleinen Bauteilen bis über eine Million Pfund bei großen Spannweiten oder schweren Industrieböden.

Nachspannung unterscheidet sich vom Vorspannen, bei dem Spannlitzen vor dem Betonieren angespannt werden. Nachspannung ermöglicht größere Spannweiten, weil sie gezielt nur dort angewendet und vor Ort angepasst werden kann. Das Verfahren ist gebräuchlich bei Brückenentwässerungen, Parkgaragen, großspannigen Deckenkonzeptionen und Behältern. Die Methode erfordert erfahrene Fachleute, die mit den spezifischen Verankerungskomponenten, den Spannpressen und den Abläufen vertraut sind, da ungleichmäßiges oder falsch angeordnetes Spannen den Beton reißen oder die Konstruktion beschädigen kann.

Häufige Probleme und Grenzen

Korrosion unvergüteter Spannlitzen ist ein langfristiges Problem, besonders in Küstengebieten oder wo Streusalze verwendet werden; die Vergütung mit Mörtel bietet besseren Schutz, kann ihn aber nicht garantieren, wenn die Verpressung unvollständig ist. Unsachgemäße Verpressung, Risse in Spannlitzen beim Spannen und falsch eingestellte Verankerungsdrücke sind Feldausfälle, die genaue Überprüfung und Instandsetzung erfordern. Die Kosten für Nachspannstahl, Verankerungen, Kanäle und Arbeit sind höher als für Betonstahl, doch die Einsparungen bei Betonmenge und Spannweitenfähigkeit rechtfertigen den Aufwand bei Decken, Brücken und großen Konstruktionen oft.

Der Begriff spiegelt die Reihenfolge wider: Das Spannen wird nach dem Gießen und Aushärten angewendet, nicht davor. Diese einfache Unterscheidung trennt das Verfahren vom Vorspannen (in Betonfertigungswerken für Träger und Betonfertigteile verwendet) und von passiver Bewehrung mit Betonstahl, die Lasten nur durch Haftung und Reibung trägt, nicht durch aktive Verdichtung.