Glasfaser-Bewehrungsstab
Pultrudierter S-Glas-Stab in Vinylester-Matrix. Korrodiert nicht, ist unmagnetisch und wiegt rund ein Viertel von Stahl.
Technische Daten auf einen Blick
FSGR und FSGS sind pultrudierte glasfaserverstärkte Kunststoffstäbe aus S-Glas-Endlosroving in einer Vinylester-Matrix, lieferbar gerippt oder glatt in Ø 6–32 mm. Die Zugfestigkeit laut Datenblatt beträgt 950 MPa, der Zug-E-Modul 47 GPa; die Zugkennwerte sind nach ASTM D7205 geprüft, und die Stäbe werden zusätzlich nach GB/T 26743-2011 hergestellt und geprüft. Mit 2,1 g/cm³ wiegt der Stab etwa ein Viertel von Stahl gleichen Durchmessers, trägt kein Korrosionsrisiko aus Chlorid, Karbonatisierung oder Alkalien und ist weder elektrisch leitfähig noch magnetisch.
| Eigenschaft | Wert |
|---|---|
| Models | FSGR (ribbed) / FSGS (smooth) |
| Diameter | Ø 6 / 8 / 10 / 12 / 14 / 16 / 20 / 22 / 25 / 28 / 32 mm |
| Fibre | S-glass continuous roving, min 70% by weight |
| Resin Matrix | Vinyl-ester |
| Tensile Strength | 950 MPa (datasheet value, ASTM D7205) |
| Tensile Elastic Modulus | 47 GPa (datasheet value, ASTM D7205) |
| Elongation at Break | 2.1% (ASTM D7205) |
| Density | 2.1 g/cm³ (about 1/4 of steel) |
| Corrosion | Non-corrosive — immune to chloride, carbonation and alkali attack |
| Electromagnetic | Non-conductive, non-magnetic |
| Packaging | 6 m and 12 m straight bars; bent shapes to order |
| Shelf Life | 2 years from manufacture, stored flat and out of direct sunlight |
Wo es eingesetzt wird
Meeres- und Küstenbauwerke
Kaimauern, Anleger, Ufermauern und Platten in der Spritzwasserzone, wo Chlorid die Bewehrung erreicht und über die Nutzungsdauer des Bauwerks entscheidet.
Brückenplatten und Kappen
Bauteile, die jeden Winter Taumittel abbekommen. Das Salz kommt weiterhin an; im Stab ist nur nichts da, was es angreifen könnte.
Chemie-, Abwasser- und Entsalzungsanlagen
Becken, Gerinne und Platten im Kontakt mit aggressiven Prozesswässern, wo die Betondeckung allein den Stahl über die Entwurfslebensdauer nie geschützt hätte.
MRT-Räume, Umspannwerke und Radarfundamente
Orte, an denen Stahl überhaupt nicht zulässig ist. Der Stab ist weder leitfähig noch magnetisch, verzerrt also kein Feld und führt keinen Strom.
Soft-Eye-Bereiche im Tunnelbau
Temporäre Wände, die eine Tunnelbohrmaschine durchfahren muss. GFRP lässt sich von der TBM schneiden, Stahl nicht — deshalb wird das Soft Eye damit bewehrt.
Dauerbauwerke mit langer Entwurfslebensdauer
Jedes Bauteil, dessen Lebensdauer von der Korrosion und nicht von der Festigkeit begrenzt wird — und bei dem eine spätere Instandsetzung mehr kosten würde als der Stab heute.
Auswahlhilfe
| Modell | Oberfläche | Wann Sie es wählen |
|---|---|---|
| FSGR | Gerippt — Rippen über die Stablänge | Die Standardwahl für tragende Bewehrung. Die Rippen bauen über Verzahnung mechanischen Verbund zum Beton auf, genau wie ein gerippter Betonstahl. Gebogene Formen sind lieferbar, im Werk auf Bestellung geformt. |
| FSGS | Glatt — blanker Rundstab, wie pultrudiert | Wenn nicht der Verbund die maßgebende Einwirkung ist, oder wenn eine saubere runde Oberfläche für das Handling oder für eine auf der Baustelle aufgebrachte Oberflächenbehandlung gewünscht ist. Die mechanischen Kennwerte sind identisch mit FSGR. |
| Gegenüber Betonstahl | GFRP (FSGR / FSGS) | Was sich für Sie ändert |
|---|---|---|
| Korrosion | Keine — unempfindlich gegen Chlorid, Karbonatisierung und Alkalien | Das ist der ganze Grund, es einzusetzen. Wo die Stahlkorrosion die Nutzungsdauer bestimmt — Meerwasser, Taumittel, Abwasser, Meerwasserentsalzung — gibt es dieses Versagensbild schlicht nicht. |
| Gewicht | 2,1 g/cm³ gegenüber 7.85 bei Stahl | Rund ein Viertel des Gewichts je Meter. Weniger Leute zum Verlegen, günstigere Fracht, und einen 12 m langen Stab trägt ein Arbeiter allein. |
| Festigkeit | 950 MPa Zugfestigkeit (Datenblatt) gegenüber 400 MPa Streckgrenze bei Stahl | Mehr als das Doppelte der beworbenen Zahl — lesen Sie aber die Bemessungstabelle weiter unten, bevor Sie damit rechnen. Die Normbeiwerte nehmen davon ein großes Stück weg. |
| Steifigkeit | 47 GPa gegenüber rund 200 GPa bei Stahl | Der Punkt, an dem sich die meisten verschätzen. Bei etwa einem Viertel des Stahl-E-Moduls sind in der Regel Durchbiegung und Rissbreite maßgebend, nicht die Festigkeit. |
| Duktilität | Linear-elastisch bis zum Bruch, 2,1% Bruchdehnung — kein Fließplateau | GFRP fließt nicht, deshalb werden Querschnitte normalerweise druckbestimmt bemessen (der Beton versagt zuerst) statt zugbestimmt. Der ausgeglichene Bewehrungsgrad liegt bei rund 0.0078 gegenüber 0.0335 bei Stahl (ACI 440.1R-15 Table 7.2.1, f'c = 34.5 MPa). |
| Elektromagnetik | Nicht leitfähig, nicht magnetisch | MRT-Räume, Umspannwerke, Radar- und Antennenfundamente, Bahnsignaltechnik — Orte, an denen Stahl überhaupt nicht zulässig ist. |
Beide Modelle kommen als gerade Stäbe in 6 m und 12 m; Biegungen werden im Werk auf Bestellung geformt, denn GFRP lässt sich auf der Baustelle nicht biegen — das Harz ist bereits ausgehärtet. Die Lagerfähigkeit beträgt 2 Jahre ab Herstellung, flach auf Unterlagen gelagert, vom Boden abgehoben und vor direkter Sonne geschützt.
Die Werte auf dieser Seite sind Werkstoffkennwerte aus unserem Datenblatt, keine Bemessungswerte. GFRP-bewehrter Beton wird nach ACI 440.1R / ACI 440.11 oder dem lokalen Äquivalent bemessen, und die Norm setzt Abminderungen an, die das Datenblatt nicht zeigt — siehe die zweite Tabelle unten. Die TDS sagt es unmissverständlich: die Bemessung muss von einem unabhängigen, zugelassenen Ingenieur bestätigt werden.
Stabdurchmesser und Bemessungswerte
Stabdurchmesser und Versandgewicht
| Stab-Ø (mm) | Nennquerschnitt (mm²) | GFRP (kg/m) | Stahl gleichen Ø (kg/m) | 12 m-Stab (kg) | Nächste ASTM-Stab-Nr. (Nenn-Ø) |
|---|---|---|---|---|---|
| 6 | 28.3 | 0.059 | 0.222 | 0.7 | #2 (6.3 mm) |
| 8 | 50.3 | 0.106 | 0.395 | 1.3 | — |
| 10 | 78.5 | 0.165 | 0.617 | 2.0 | #3 (9.5 mm) |
| 12 | 113.1 | 0.238 | 0.888 | 2.9 | #4 (12.7 mm) |
| 14 | 153.9 | 0.323 | 1.208 | 3.9 | — |
| 16 | 201.1 | 0.422 | 1.578 | 5.1 | #5 (15.9 mm) |
| 20 | 314.2 | 0.660 | 2.466 | 7.9 | #6 (19.1 mm) |
| 22 | 380.1 | 0.798 | 2.984 | 9.6 | #7 (22.2 mm) |
| 25 | 490.9 | 1.031 | 3.853 | 12.4 | #8 (25.4 mm) |
| 28 | 615.8 | 1.293 | 4.834 | 15.5 | #9 (28.7 mm) |
| 32 | 804.2 | 1.689 | 6.313 | 20.3 | #10 (32.3 mm) |
Der Querschnitt ist der nominelle Kreisquerschnitt πd²/4; die Masse rechnet mit der Datenblattdichte 2,1 g/cm³ (Stahl mit 7.85 zum Vergleich). Verwenden Sie diese Werte für Fracht und Handling, nicht für die Bemessung — die ASTM-Spezifikation für GFRP-Stäbe legt für jede Stab-Nr. einen eigenen Nennquerschnitt fest, und der Bemessungsquerschnitt muss aus dem Werkszeugnis der tatsächlich gelieferten Stäbe kommen. Die ASTM-Stab-Nummern in der letzten Spalte sind die nach Nenndurchmesser nächstliegende Bezeichnung; der ASTM-Nennquerschnitt dieser Nummer weicht von πd²/4 unseres metrischen Stabes ab.
Von der Datenblattzahl zur Bemessungszahl (ACI 440.1R-15)
| Umgebungsbeiwert CE | Bemessungs-ffu (MPa) | Grenzwert unter Dauerlast (MPa) | An einer 90°-Biegung, rb/db = 4 (MPa) | Grenzwert für Schubbügel (MPa) | Anteil der beworbenen 950 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.8 | 760 | 152 | 380 | 188 | 80% |
| 0.7 | 665 | 133 | 333 | 188 | 70% |
CE 0.8 gilt für Beton ohne Erd- und Witterungsangriff, CE 0.7 für exponierten Beton (Table 6.2). Die Bemessungsfestigkeit ist ffu = CE × ffu* (Eq. 6.2a), wobei unser Datenblattwert 950 MPa als ffu* angesetzt wird (ein Datenblattwert, kein je Durchmesser garantierter Wert — siehe Hinweis zur Qualitätsprüfung). Dauer- plus Ermüdungsspannung ist für Glasfaser auf 0.20 ffu begrenzt (Table 7.4.1, Sicherheitsbeiwert bereits enthalten). Eine 90°-Biegung behält 0.50 ffu bei rb/db = 4 (Eq. 6.2.1). Schubbügel sind durch eine Dehnungsgrenze von 0.004 begrenzt, ffv = 0.004 Ef (Eq. 8.2d).
Lesen Sie die beiden rechten Spalten der zweiten Tabelle zusammen: ein mit 950 MPa beworbener Stab ist nach Ansatz der Normbeiwerte auf 133 MPa unter Dauerlast in einem exponierten Bauteil begrenzt — etwa ein Siebtel der beworbenen Zahl. Das ist kein Mangel des Produkts, sondern die Art, wie GFRP überall bemessen wird, und jeder Lieferant, der Ihnen die große Zahl ohne diesen Zusammenhang nennt, tut Ihnen keinen Gefallen. Querschnittsbemessung sowie Durchbiegungs- und Rissbreitennachweise gehören dem Projektingenieur.
GFRP-Bewehrung verlegen in sechs Schritten
Bestellen Sie die Biegungen mit dem Stab
GFRP lässt sich auf der Baustelle nicht biegen. Das Harz ist ausgehärtet; eine erzwungene Biegung reißt die Matrix, und der Stab verliert seine Festigkeit, ohne zwingend beschädigt auszusehen. Bügel, Haken und Biegeformen werden im Werk geformt, Formen und Mengen müssen also bei der Bestellung feststehen, nicht erst auf der Baustelle.
Flach und schattig lagern
Bündel auf ebenen Unterlagen vom Boden abgehoben lagern, vor Stoß und dauerhafter UV-Einwirkung geschützt. Die Lagerfähigkeit beträgt bei sachgerechter Lagerung 2 Jahre ab Herstellung. Stäbe über eine Platte zu schleifen frisst die Rippen weg — und die Rippen sind das, was den Verbund aufbaut.
Schneiden, niemals schweißen oder erwärmen
Auf Länge schneiden mit Trennscheibe oder feinzahnigem Blatt; Augenschutz und Staubmaske tragen und für den Umgang mit Glasstaub die SDS beachten. Schnittenden brauchen keinen Korrosionsschutz — im Stab ist nichts, was korrodieren könnte — halten Sie sie aber aus der Verankerungszone heraus, wo die volle Verbundlänge zählt.
Mit Kunststoff oder beschichtetem Draht rödeln
Verwenden Sie Kunststoffclips oder beschichteten Draht. Blanker Rödeldraht im Kontakt mit dem Stab hebt einen Teil des Grundes auf, aus dem Sie GFRP gewählt haben, und Abstandhalter oder Böcke aus Stahl setzen einen Korrosionspfad direkt zurück in die Deckungszone. Verwenden Sie Auflager aus Kunststoff oder faserverstärktem Material.
Betondeckung und Übergreifung einhalten
GFRP baut den Verbund anders auf als Stahl: Übergreifungen sind typischerweise deutlich länger, und ACI 440.1R empfiehlt Verankerungslängen im Bereich von 20–100 Stabdurchmessern, abhängig von Betondeckung und Stabdurchmesser (Eq. 10.3a). Übernehmen Sie keine Übergreifungslänge aus der Stahlgewohnheit — nehmen Sie sie aus der GFRP-Berechnung für Ihren Querschnitt.
Betonieren und prüfen wie gewohnt
Einbau, Verdichtung und Nachbehandlung sind dieselben wie bei stahlbewehrtem Beton. Weil der Stab aufschwimmt — er wiegt ein Viertel von Stahl — prüfen Sie vor und während des Betonierens, ob Auflager und Rödelungen die Lage tatsächlich halten.
Häufige Fragen
Ersetzt GFRP-Bewehrung Stahl eins zu eins?
Nein, und jeder Lieferant, der etwas anderes behauptet, verkauft Ihnen ein Problem. Der Stab ist fester als Stahl, aber rund viermal weniger steif, und er hat kein Fließplateau. Damit ändert sich, welcher Grenzzustand maßgebend wird: meist bestimmen Durchbiegung und Rissbreite, Querschnitte werden druckbestimmt statt zugbestimmt bemessen, und der ausgeglichene Bewehrungsgrad liegt bei rund 0.0078 gegenüber 0.0335 bei Stahl (ACI 440.1R-15 Table 7.2.1, f'c = 34.5 MPa). Der Querschnitt muss nach ACI 440.1R / ACI 440.11 oder dem lokalen Äquivalent neu bemessen und nicht einfach substituiert werden.
Warum liegt die Bemessungsfestigkeit so weit unter 950 MPa?
Weil die Norm es so vorschreibt — für jeden GFRP-Stab von jedem Lieferanten. Die Bemessungsfestigkeit ist der Umgebungsbeiwert mal der garantierten Festigkeit (0.8 oder 0.7, ACI 440.1R-15 Table 6.2), und Dauer- plus Ermüdungsspannung wird für Glasfaser anschließend auf 0.20 dieses Werts begrenzt (Table 7.4.1). In einem exponierten Bauteil bleiben damit rund 133 MPa. Die Tabelle oben zeigt die Rechnung, damit Sie in der Bemessungsphase nicht davon überrascht werden.
Lässt er sich auf der Baustelle biegen oder schneiden?
Schneiden ja, biegen nein. Das Harz ist bereits ausgehärtet, eine Biegung auf der Baustelle reißt deshalb die Matrix, und der Stab verliert Festigkeit, ohne zwingend beschädigt auszusehen. Alle Biegungen, Bügel und Haken werden im Werk auf Bestellung geformt — die Biegeliste muss also vor der Fertigung feststehen und kann nicht auf der Baustelle angepasst werden.
Schwächt eine Biegung den Stab?
Ja, und die Norm beziffert es: die Festigkeit an der Biegung ist (0.05 × rb/db + 0.3) × ffu, bei einem Biegeradius von vier Stabdurchmessern trägt die Biegung also die Hälfte der Bemessungsfestigkeit des geraden Stabs (ACI 440.1R-15 Eq. 6.2.1). Biegungen sind mit diesem abgeminderten Wert nachzuweisen, nicht mit dem Wert des geraden Stabs.
Wie verhält er sich im Brandfall?
Schlechter als Stahl, und es muss für den konkreten Fall beurteilt werden. Die Vinylester-Matrix erweicht in der Nähe ihrer Glasübergangstemperatur, und ohne tragfähige Matrix kann der Stab keine Spannung mehr in die Fasern einleiten. Betondeckung, Bauteiltyp und geforderte Feuerwiderstandsdauer entscheiden, ob GFRP überhaupt zulässig ist — das ist eine projektspezifische Beurteilung durch den Ingenieur und nichts, was ein Datenblatt beantwortet.
Was ist der Unterschied zwischen FSGR und FSGS?
Nur die Oberfläche. FSGR hat Rippen über die Stablänge und baut über die Verzahnung der Rippen mechanischen Verbund zum Beton auf, so wie es ein gerippter Betonstahl tut; FSGS ist blank rund, wie pultrudiert. Faser, Harz, Festigkeit, E-Modul und Dichte sind identisch. Für tragende Bewehrung ist der gerippte Stab die Standardwahl.
Nach welchen Normen wird er hergestellt und geprüft?
Die Zugkennwerte werden nach ASTM D7205 (Prüfverfahren für Zugeigenschaften von FRP-Verbundstäben) geprüft, und die Stäbe werden nach GB/T 26743-2011 hergestellt und geprüft. Eine vollständige Qualifikationsakte nach ASTM D7957 (Tg, Aushärtegrad, Querschub, Verbund, Wasseraufnahme, Alkalibeständigkeit) liegt uns derzeit nicht vor; verlangt Ihre Spezifikation D7957, sagen Sie es uns bei der Anfrage, und wir nennen klar, welche Punkte wir belegen können. Die Bemessung ist eine andere Sache: ACI 440.1R-15 ist der Leitfaden, und ACI 440.11-22 ist der erste GFRP-Baunormentext in verbindlicher Sprache, neben ACI 318.
Haben Sie eine Fremdzulassung für das Produkt?
Nein. Die Stäbe werden mit ihren eigenen technischen Datenblättern geliefert, mit den nach den oben genannten ASTM-Verfahren geprüften Kennwerten, dazu ein Mill Test Certificate und ein Certificate of Analysis für die Charge. Verlangt Ihre Ausschreibung eine bestimmte Fremdzulassung, sagen Sie es uns bereits bei der Anfrage, und wir sagen Ihnen klar, ob wir sie erfüllen können.
Dokumente & Downloads
Zwei Datenblätter, eines je Oberfläche
FSGR für den gerippten und FSGS für den glatten Stab. Beide enthalten die vollständige Kennwerttabelle mit dem ASTM-Prüfverfahren neben jedem Wert.
MTC + COA bei jeder Lieferung
Jede Charge wird mit einem Mill Test Certificate und einem Certificate of Analysis geliefert. Fordern Sie sie bei der Bestellung an, wenn Ihre Ausschreibung deren Ablage verlangt.
Angebot Anfordern
Senden Sie Durchmesser, Längen und Mengen — und die Biegungen, denn die werden im Werk geformt. Ein Ingenieur meldet sich innerhalb von einem Werktag mit dem Angebot, den Gewichten für Ihre Frachtkalkulation und den Datenblättern. Muss Ihr Querschnitt erst noch für GFRP bemessen werden, sagen Sie es, und wir nennen Ihnen, was der Ingenieur dafür braucht.
