Carbon-Faserstab & -Rundstab für oberflächennahe Verstärkung (NSM)
Pultrudiertes CFK in Ø 6–12 mm, eingeklebt in einen Schlitz, der in die Betondeckung eines bestehenden Beton-, Holz- oder Mauerwerksbauteils gefräst wird.
Was dieses Produkt ist — und was nicht
FSB (Stab) und FSR (Rundstab) sind pultrudierte kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffprofile, lieferbar in Ø 6, 8, 10 und 12 mm. Beide Datenblätter beschreiben sie auf die gleiche Weise: CFK-Laminate zur Verstärkung von Beton-, Holz- und Mauerwerksbauwerken — zur Erhöhung der Tragfähigkeit eines bereits bestehenden Bauteils, zur Instandsetzung von Schäden oder zur Behebung eines Planungs- oder Ausführungsfehlers.
Der übliche Einsatz ist NSM — oberflächennah eingebettet: Ein Schlitz wird in die Betondeckung gefräst, der Stab wird in einen Klebstoff eingebettet, und der Schlitz wird bündig aufgefüllt. Der Stab liegt am Ende innerhalb der Betondeckung statt auf die Oberfläche geklebt, ist also vor Stoß, Brandeinwirkung und Vandalismus geschützt, und die fertige Oberfläche ändert sich kaum.
Was es nicht ist. Das ist kein Ersatz für die Bewehrung in einem Neubau. Unsere beiden Datenblätter decken ausschließlich Verstärkung ab — sie sagen nichts über den Einsatz als primäre innere Bewehrung und nichts über Meeres-, Tunnel- oder MRT-Einsatz. Ist das Ihre Anwendung, sagen Sie es uns, und wir sagen Ihnen unumwunden, ob wir das mit Prüfdaten stützen können. Wir verlieren die Anfrage lieber, als Ihnen einen Stab gegen ein Datenblatt zu verkaufen, das die Anwendung nicht abdeckt.
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Models | FSB (bar) / FSR (rod) |
| Diameter | Ø 6 / 8 / 10 / 12 mm |
| Colour | Black |
| Dry Fibre Tensile Strength | FSB 4,900 MPa · FSR 5,100 MPa |
| Tensile Strength — mean | FSB 2,000 MPa · FSR 2,400 MPa (EN 2561) |
| Tensile Strength — design | FSB 1,670 MPa · FSR 1,750 MPa |
| Tensile Elastic Modulus | FSB 165 GPa · FSR 150 GPa (EN 2561) |
| Elongation at Break | 1.5% (EN 2561) |
| Fibre Content | FSB min 68% · FSR min 65% |
| Glass Transition Temperature | Tg min 100°C |
| Density | 1.6 g/cm³ |
| Packaging | 6 m / 12 m or customised |
| Storage | Dry, out of direct sunlight, −5°C to +35°C |
| Shelf Life | 2 years |
Wo ein NSM-Stab die richtige Antwort ist
Platten, die mehr tragen müssen
Ein Geschoss, das von Büronutzung auf Lagernutzung umgestellt wird, oder eine Platte, die von vornherein leicht gebaut wurde. Schlitze verlaufen in Spannrichtung, und der Belag schließt darüber.
Balken mit zu geringer Biegetragfähigkeit
Schlitze entlang der Zugseite. Weil der Stab innerhalb der Betondeckung liegt statt darauf, übersteht die Verstärkung Stoß und Abrieb, die eine auf die Oberfläche geklebte Lamelle beschädigen würden.
Schub am Balkensteg
Kurze Schlitze schräg über den Steg geschnitten, Stab eingebettet und bündig aufgefüllt, im Abstand nach Detail des Ingenieurs. Eine praktikable Lösung dort, wo eine vollständige U-Umschließung nicht um die Platte herumkommt.
Holzbalken und -deckenbalken
Beide Datenblätter führen Holz auf. Ein Stab, der in die Ober- oder Unterseite eines alten Deckenbalkens eingefräst wird, erhöht die Tragfähigkeit, ohne den sichtbaren Querschnitt zu verändern — nützlich, wo das Holz die Architektur ist.
Mauerwerkswände, Pfeiler und Bögen
Stäbe, eingebettet in ausgeräumte Lagerfugen oder geschnittene Schlitze. Der Stab ist schlank genug, um in einer Fuge zu verschwinden, sodass die Ansicht wieder auf ihr ursprüngliches Aussehen verfugt werden kann.
Ausbessern, was falsch gebaut wurde
Ein Bauteil, das unterbewehrt ausgeführt wurde, oder ein Durchbruch, der nachträglich hindurchgeschnitten wurde. Beide Datenblätter nennen die Behebung von Mängeln als bestimmungsgemäße Verwendung.
FSB oder FSR — und wie sie gegenüber Stahl abschneiden
| Modell | Was es ist | Wann Sie es wählen |
|---|---|---|
| FSB | Carbon-Faserstab. Mittlere Zugfestigkeit 2.000 MPa, Bemessungswert 1.670 MPa, E-Modul 165 GPa, Fasergehalt min. 68 %. | Steifigkeit zählt mehr als reine Festigkeit. Bei NSM-Verstärkung ist meist die Durchbiegung des Bauteils maßgebend, bevor der Stab wirklich zum Tragen kommt — deshalb ist der steifere Stab die Standardwahl. |
| FSR | Carbon-Faserrundstab. Mittlere Zugfestigkeit 2.400 MPa, Bemessungswert 1.750 MPa, E-Modul 150 GPa, Fasergehalt min. 65 %. | Sie sind eher festigkeits- als steifigkeitsbegrenzt — eine kurze Schlitzlänge, oder ein Detail, bei dem die zusätzlichen 80 MPa Bemessungsfestigkeit die Lücke schließen. Beachten Sie den Tausch: 20 % mehr Festigkeit im Mittel, aber 9 % weniger Steifigkeit. |
| Gegenüber Stahl | Carbon-Faserstab | Was das auf der Baustelle tatsächlich bedeutet |
|---|---|---|
| Bemessungsfestigkeit | 1.670–1.750 MPa, gegenüber rund 500 MPa bei Betonstahl B500 | Etwa 3,3 bis 3,5 mal so stark wie Stahl, bezogen auf Bemessungswerte. Auf Konkurrenzseiten — und, bis diese Seite neu geschrieben wurde, auch auf unserer — lesen Sie ‘5 bis 7 mal stärker als Stahl’. Dieses Verhältnis ergibt sich nur, wenn man den Trockenfaser-Wert gegen Stahl stellt, und mit dem Trockenfaser-Wert kann niemand bauen. |
| Gewicht | 0,045–0,181 kg/m, gegenüber 0,222–0,888 kg/m bei Stahl gleichen Durchmessers | Knapp ein Fünftel des Gewichts, Durchmesser für Durchmesser (Dichte 1,6 gegenüber 7,85 g/cm³). Eine 12 m lange Stange Ø 12 trägt eine Person allein. |
| Steifigkeit | 150–165 GPa, gegenüber rund 200 GPa bei Stahl | Weniger steif als Stahl, nicht mehr. Das ist die Zahl, bei der sich die meisten verschätzen. Der Stab ist deutlich stärker, aber etwas federnder, deshalb entscheiden meist Durchbiegung und Rissbreite — nicht der Bruch — darüber, wie viel Tragfähigkeit Sie hinzufügen können. |
| Duktilität | Keine. Linear bis zum Bruch, bei 1,5 % Dehnung | Stahl fließt und warnt Sie; Carbon-Faser tut das nicht. Jede FRP-Bemessungsnorm begegnet dem, indem sie sicherstellt, dass der Beton oder der Verbund maßgebend wird, niemals der Stab. |
| Biegen auf der Baustelle | Nicht möglich | Das Harz ist bereits ausgehärtet. NSM-Stäbe sind gerade und bleiben gerade — was kein Nachteil ist, denn ein Schlitz ist ebenfalls gerade. |
| Korrosion | Keine | Real, und das ist mit ein Grund, warum der Stab sich für feuchte Innenräume und taumittelbeaufschlagte Decks eignet. Unsere Datenblätter decken Meeres-, Tunnel- oder MRT-Einsatz jedoch nicht als Bemessungsfall ab, daher verkaufen wir ihn nicht dafür. |
Beide Modelle gibt es in Ø 6, 8, 10 und 12 mm, in 6 m und 12 m Längen oder auf Maß geschnitten. Abgesehen vom Fasergehalt teilen sich beide die Bruchdehnung (1,5 %), die Dichte (1,6 g/cm³) und die Glasübergangstemperatur (min. 100 °C).
Alles auf dieser Seite ist ein Werkstoffkennwert aus unseren Datenblättern. Es ist keine Bemessung. Schlitzgröße, Stababstand, Verankerungslänge und der Klebstoff müssen von Ihrem Ingenieur gegen die Norm geprüft werden, nach der Sie bauen — ACI 440.2R in Nordamerika, EN 1992-1-1 Annex J in Europa.
Abmessungen, Gewichte und Bemessungs-Zugkraft
Vier Durchmesser, Gewicht gegenüber Stahl, und was ein Stab trägt
| Stab Ø (mm) | Nennquerschnitt (mm²) | CFK-Masse (kg/m) | Stahlmasse, gleicher Ø (kg/m) | FSB-Bemessungskraft (kN) | FSR-Bemessungskraft (kN) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 28.3 | 0.045 | 0.222 | 47.2 | 49.5 |
| 8 | 50.3 | 0.080 | 0.395 | 83.9 | 88.0 |
| 10 | 78.5 | 0.126 | 0.617 | 131.2 | 137.4 |
| 12 | 113.1 | 0.181 | 0.888 | 188.9 | 197.9 |
Der Querschnitt ist die reine Kreisfläche πd²/4. Die Masse verwendet die Datenblattdichte 1,6 g/cm³, gegenüber 7,85 bei Stahl. Die Bemessungskraft ist die Bemessungszugfestigkeit mal Querschnittsfläche — 1.670 MPa für FSB, 1.750 MPa für FSR. Das ist die Kraft im Stab selbst, und sie ist eine obere Schranke: Bei einer NSM-Anwendung versagt normalerweise zuerst der Verbund zwischen Stab, Klebstoff und Beton, sodass die Kraft, mit der Ihr Ingenieur rechnen kann, vom Schlitz und von der Verbundlänge bestimmt wird, nicht von diesen beiden Spalten.
Von der Headline-Zahl zur Bemessungszahl
| Modell | Trockenfaser (MPa) | Mittlere Zugfestigkeit, EN 2561 (MPa) | Bemessungs-Zugfestigkeit, EN 2561 (MPa) | Bemessungswert als Anteil der Trockenfaser | E-Modul (GPa) | Dehnung bei Bemessungsspannung |
|---|---|---|---|---|---|---|
| FSB | 4900 | 2000 | 1670 | 34% | 165 | |
| FSR | 5100 | 2400 | 1750 | 34% | 150 |
Lesen Sie die Zeile von links nach rechts, und der Punkt ist kaum zu übersehen: Die Zahl, mit der Sie bemessen, beträgt etwa ein Drittel der Zahl in der Überschrift. Der Trockenfaser-Wert ist die Faser für sich allein, bevor sie in Harz eingebettet wird — er ist keine Eigenschaft des Stabs und kann für nichts verwendet werden. Der Mittelwert ist der Durchschnitt der Prüfcharge, die Hälfte der Proben lag also darunter. Der Bemessungswert ist das, was übrig bleibt, wenn diese Streuung berücksichtigt wird. Auch die letzte Spalte verdient einen zweiten Blick: Die Bruchdehnung beträgt 1,5 %, bei seiner Bemessungsspannung hat der Stab also bereits 67 % (FSB) beziehungsweise 78 % (FSR) seiner Dehnfähigkeit ausgeschöpft.
Das sind Stab-Eigenschaften, keine Systemeigenschaften. Ein NSM-System versagt am schwächsten von vier Gliedern — dem Stab, dem Klebstoff, dem Verbund zum Beton oder dem Abplatzen der Betondeckung. Der Stab ist so gut wie nie das schwächste Glied. Fragen Sie Ihren Ingenieur, welches Glied maßgebend ist, bevor Sie irgendetwas aus dieser Tabelle bemessen.
Einen NSM-Stab in sechs Schritten einbauen
Erst die Bewehrung finden, dann schneiden
Scannen Sie die Betondeckung mit einem Bewehrungssuchgerät und markieren Sie die vorhandenen Stäbe. Ein Schlitz, der einen Bügel oder einen Hauptstab anschneidet, richtet mehr Schaden an, als die Verstärkung wieder gutmacht. Legen Sie die Schlitzlinien so fest, dass diese vermieden werden, und stellt sich das als unmöglich heraus, sagen Sie es vor dem Schneiden, nicht danach.
Den Schlitz schneiden
Trockenschnitt mit Diamantblatt und Absaugung, zwei parallele Schnitte, dann die Mitte herausbrechen. Die gängige Faustregel ist ein quadratischer Schlitz von etwa dem 1,5-fachen des Stabdurchmessers, aber holen Sie sich das Maß von Ihrem Ingenieur — es hängt vom Klebstoff und von der tatsächlich vorhandenen Betondeckung ab. Der Schlitz muss innerhalb der Betondeckung bleiben: Es ist ein Schlitz, keine Aussparung in den tragenden Querschnitt.
Richtig reinigen
Schlamm und Staub mit ölfreier Druckluft ausblasen, dann trocknen lassen. Klebstoff verbindet sich mit gesundem Beton, nicht mit Sägestaub. Prüfen Sie, ob der Untergrund trocken ist — die Kunststofffolien-Methode nach ASTM D4263 zeigt Ihnen, ob Feuchtigkeit aufsteigt, auch wenn sie keinen Prozentwert liefert.
Halb füllen, Stab einbetten, auffüllen
Füllen Sie den Schlitz etwa zur Hälfte mit dem Verankerungsklebstoff, drücken Sie den Stab hinein, bis Klebstoff rund um ihn aufsteigt, und füllen Sie dann bündig auf. Den Stab beim Einsetzen leicht zu bewegen, treibt eingeschlossene Luft aus. Der Stab muss am Ende auf allen vier Seiten von Klebstoff umgeben sein, nicht auf dem Boden eines trockenen Schlitzes aufliegen.
Die Verarbeitungszeit respektieren
Verarbeitungszeiten des Klebstoffs werden bei 23 °C für eine kleine Mischung angegeben. Auf einer heißen Platte oder bei einer großen Charge in einem Eimer bleibt deutlich weniger Zeit. Mischen Sie, was Sie einbauen können, und bauen Sie ein, was Sie mischen.
Während der Aushärtung nicht stören
Keine Last, kein Bohren in der Nähe, keine Vibration, bis der Klebstoff die im Datenblatt angegebene Aushärtung erreicht hat. Dann die Oberfläche instand setzen. Weil der Stab innerhalb der Betondeckung liegt, sieht das fertige Bauteil nahezu unverändert aus — meist der Grund, warum NSM überhaupt einer verklebten Lamelle vorgezogen wurde.
Häufig gestellte Fragen
Kann ich das anstelle von Betonstahl in einem Neubau verwenden?
Unsere Datenblätter decken das nicht ab. Beide beschreiben FSB und FSR als CFK-Laminate zur Verstärkung bestehender Beton-, Holz- und Mauerwerksbauteile — sie sagen nichts über primäre innere Bewehrung und nichts über Meeres-, Tunnel- oder MRT-Einsatz. Manche FRP-Stäbe sind für die innere Bewehrung nach Spezifikationen wie ASTM D7957 für Glasfaser qualifiziert. Unsere werden nicht auf dieser Grundlage verkauft. Fragen Sie uns, und wir sagen Ihnen unverblümt, welche Prüfdaten vorliegen, statt zu raten.
Warum ist die Bemessungsfestigkeit so viel niedriger als die 4.900 MPa auf der Vorderseite des Datenblatts?
Weil 4.900 MPa die Trockenfaser ist, bevor sie in Harz eingebettet wird. Der Stab ist Faser plus Matrix, und die Matrix trägt fast nichts von der Zugkraft. Als Stab nach EN 2561 gemessen, liegt FSB im Mittel bei 2.000 MPa, und der Bemessungswert nach Berücksichtigung der Chargenstreuung bei 1.670 MPa — etwa ein Drittel der Headline-Zahl. Jedes ehrliche CFK-Datenblatt hat diese Lücke. Diejenigen, die nur die große Zahl drucken, hoffen, dass Sie nicht nachfragen.
FSR ist stärker als FSB. Warum sollte ich je FSB wählen?
Weil FSB steifer ist: 165 GPa gegenüber 150 GPa. Bei den meisten NSM-Verstärkungen durchbiegt sich das Bauteil lange, bevor irgendein Stab in die Nähe seiner Festigkeit kommt, sodass die Steifigkeit begrenzt, wie viel Last Sie hinzufügen können — und die zusätzliche Festigkeit von FSR nie genutzt wird. Wählen Sie FSR, wenn ein kurzer Schlitz oder ein ungünstiges Detail die Festigkeit zur bindenden Randbedingung macht.
Können Sie ihn in Form biegen?
Nein. Das Harz ist ausgehärtet, deshalb ist der Stab gerade und bleibt gerade. Er kann auf der Baustelle nicht gebogen werden, und wir liefern keine Biegungen. Für NSM ist das selten ein Problem, denn Schlitze sind gerade.
Welcher Klebstoff kommt in den Schlitz?
Ein epoxidharzbasierter Verankerungsklebstoff. Unser FIS FIX ist die übliche Paarung, und wir bieten ihn zusammen mit den Stäben an. Die Wahl ist nicht kosmetisch — in fast jedem NSM-System ist der Verbund, nicht der Stab, das, was maßgebend wird, sodass der Klebstoff mindestens so viel Arbeit leistet wie der Kohlenstoff.
Wie verhält er sich im Brandfall?
Die Glasübergangstemperatur beträgt mindestens 100 °C, und oberhalb der Glasübergangstemperatur erweichen sowohl die Matrix als auch der Klebstoff, sodass der Stab keine Kraft mehr übertragen kann. Dass er innerhalb der Betondeckung liegt, hilft dabei, was ein echter Vorteil gegenüber einer auf die Oberfläche geklebten Lamelle ist, aber es ist keine Feuerwiderstandsklasse. Ein Brandfall braucht einen Planer, der davon ausgeht, dass die Verstärkung verloren ist, und prüft, ob das unverstärkte Bauteil die Brandlastkombination noch trägt.
Welche Längen, und wie wird gelagert?
6 m und 12 m gerade Längen als Standard, oder auf Ihre Schlitzlängen zugeschnitten. Trocken und vor direkter Sonne geschützt lagern, zwischen −5 und +35 °C. Die Lagerfähigkeit beträgt zwei Jahre.
Haben Sie Prüfberichte, oder nur das Datenblatt?
Das Datenblatt enthält die Zug- und E-Modul-Werte nach EN 2561, Mittelwert und Bemessungswert, für beide Modelle. Wenn Ihr Ingenieur den zugrunde liegenden Bericht braucht, fragen Sie, und wir fordern ihn von der Fertigungslinie an — statt Ihnen zu sagen, dass er existiert, obwohl wir ihn nicht gesehen haben.
Dokumente & Downloads
Zwei Datenblätter, eines pro Modell
TDS-FSB für den Stab und TDS-FSR für den Rundstab. Jedes enthält die Trockenfaser-, Mittel- und Bemessungswerte der Zugfestigkeit, den E-Modul nach EN 2561, Fasergehalt, Bruchdehnung, Dichte, Glasübergangstemperatur, Verpackung und Lagerung. Beide finden Sie auf dieser Seite.
Was bewusst nicht darin enthalten ist
Es gibt keine Verbundfestigkeitszahl, keine Verankerungslängentabelle und keine Feuerwiderstandsklasse. Die gehören zum Klebstoff und zur Bemessungsnorm, nicht zum Stab. Wenn Ihnen ein Lieferant eine fertige NSM-Bemessung direkt aus einem Stab-Datenblatt in die Hand drückt, betrachten Sie das als Warnsignal, nicht als Dienstleistung.
Angebot Anfordern
Schicken Sie uns das Bauteil, die zusätzliche Tragfähigkeit, die Sie brauchen, und den Schlitzabstand, den Ihr Ingenieur im Kopf hat. Wir melden uns mit dem Durchmesser, dem Modell und den Metern zurück — und mit dem Datenblatt, damit Ihr Ingenieur unsere Zahlen prüfen kann, statt uns aufs Wort zu glauben.
