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Reiner Beton ist druckfest, aber zugempfindlich. Wenn ein Bauteil eine Spannweite überbrücken oder eine Last tragen muss, die es in Zug beansprucht, reißt unbewehrter Beton und versagt. Bewehrter Beton löst dieses Problem, indem Stahlbewehrungsstäbe, sogenannte Betonstahl oder Bewehrung, vor dem Erhärten in die Betonmasse eingebettet werden. Der Stahl nimmt die Zugspannungen auf, während der Beton die Druckkräfte trägt. Das Ergebnis ist ein Verbundwerkstoff, der deutlich stärker ist als jedes Material allein.

Betonstahl ist in der Regel gerippter Stahl, üblicherweise Qualität 60 oder 75 in Nordamerika, mit Durchmessern gemessen in Achtelzollen: #3 (3/8 Zoll), #4 (1/2 Zoll), #5 (5/8 Zoll) und #6 (3/4 Zoll) sind gebräuchliche Größen. Die Rippen auf der Staboberfläche sorgen für mechanischen Verbund mit dem Beton. Der Betonstahl wird vor dem Betonieren in Körben oder Matten angeordnet, in vorgegebenen Abständen und Überdeckungen positioniert, um sicherzustellen, dass der Stahl vollständig von Beton umgeben ist und dort sitzt, wo die Spannungen am höchsten sind. Eine typische Deckenplatte könnte Bewehrung mit 30 bis 45 cm Abstand in beide Richtungen haben, während ein stark belasteter Balken mehrere Stäbe gebündelt in der Zugzone aufweist.

Korrosion und Überdeckung

Stahl rostet, wenn er Feuchtigkeit und Sauerstoff ausgesetzt ist. In bewehrtem Beton wird der Stab durch das alkalische Betonmilieu und durch Betonüberdeckung geschützt, die Betonschichtdicke zwischen Stahl und der freien Oberfläche. Vorschriften erfordern typisch 25 bis 50 mm Überdeckung in geschützten Umgebungen, mehr in Meeres- oder aggressiven Expositionen. Risse im Beton ermöglichen Wasser und Salzen, den Stahl zu erreichen, was Korrosion auslöst, die den Beton aufquellen lässt und abbröckeln lässt. Unzureichende Überdeckung, schlechte Verdichtung oder minderwertiger Beton verkürzen die Lebensdauer bewehrter Bauwerke erheblich.

Die Prüfung bewehrter Bauteile umfasst eine sichtprüfung auf Risse und Abplatzungen, oft verbunden mit Überdeckungsmessungen mittels Überdeckungsmessgerät, um die tatsächliche Betonschichtdicke über dem Stab zu verifizieren. Wo der Beton beschädigt ist, wird der Betonstahl selbst auf Querschnittsverlust und Oberflächenzustand untersucht. Chloridpenetrationstests werden in Küsten- oder Tausalzumgebungen verwendet, um die verbleibende Lebensdauer vorherzusagen.

Bewehrte Konstruktion ist die vorherrschende Betonpraxis im modernen Hochbau, Brückenbau und Infrastrukturarbeiten. Sie unterscheidet sich von Spannbeton, bei dem Stahl vor oder nach dem Erhärten des Betons vorgespannt wird, und von faserbewehrtem Beton, bei dem verteilte Fasern diffuse Bewehrung bieten. Die Bemessung bewehrter Bauteile folgt etablierten Normen, die Mindeststabdurchmesser und Abstände, Verbundlänge (die Strecke, über die der Verbund Kraft überträgt) und Stoßlängenanforderungen festlegen, wenn Stäbe überlappen müssen, um Kraft zu übertragen.