um die Stabilität von Beton zu erhöhen, wird eine Bewehrung eingesetzt (auch Armierung genannt)

Tragfähigkeit und Widerstand des Betons gegenüber Witterungseinflüssen wird erhöht

als fester Werkstoff mit geriffelter Oberfläche dem flüssigen Beton zugefügt, entlastet Stahl den Beton deutlich und es entsteht der Verbundwerkstoff Stahlbeton

absorbiert sowohl Zugspannungen als auch Druckkräfte - großer Vorteil für die Statik

kommt in Form von Stahlbeton -Matten, -Stäben oder Stahlbügeln in unterschiedlichen Durchmessern von bis zu 40 Millimetern zum Einsatz

Ausgangsmaterialien für Stahlschmelze: Eisenschrott, Calciumcarbonat und Ferrolegierungen

99 % Eisenschrott wird mittels eines Lichtbogens im Drehstromverfahren eingeschmolzen

Eisenschwamm aus der Direktreduktion DRI, HBI kann als Einsatzmittel verwendet werden

Anteil an Kohlenstoff in der Schmelze muss kleiner als 2 % sein, um von Stahl zu sprechen - Gusseisen enthält 2,1 bis 7 % und Stahl 0,03 bis 2 %

Prozess:

1. Lichtbogenofen wird von oben mit dem Schmelzmaterial Stahlschrott, Eisenschwamm befüllt und anschliessend mit einem Deckel verschlossen; am Deckel befinden sich drei Graphitelektroden, die den Strom leiten und dabei einen Lichtbogen zwischen Elektroden und Schmelzmaterial entzünden

2. elektrische Energie wird mit hohem Wirkungsgrad in Schmelzwärme umgewandelt -Stromspannung liegt dabei im Kilovolt-Bereich und dient dem Erhalt des Lichtbogens; hohe Stromstärken im Kiloampere- Bereich sorgen für Wärme

3. Gasgemisch zwischen den Graphitelektroden wird ionisiert thermische Energie wird durch nachfolgende elektrische Gasentladung abgegeben, Graphitelektroden brennen dabei ab

4. Schmelzmaterial wird bei ca. 1600 °C flüssig sehr hohe Temperaturen von bis zu 3.500 °C im Lichtbogen

5. beim Stranggiessen wird der flüssiger Stahl in eine gekühlte, bodenlose Gussform Kokille gegossen und erstarrt in Form eines langen Bandes Bramme

6. durch Glätten in Walzwerken bekommt der Stahl seine Form

hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht

Duktilität, kann sich vor dem Versagen stark plastisch verformen große Reservestärke

vorhersagbare Eigenschaften

Langlebigkeit - geringer Wartungsaufwand

eignet sich hervorragend für Vorfertigung und Massenproduktion

CO₂ -Bilanz gem. EPD Stahl Gerlafingen AG pro m³

Modul A1-3 berücksichtigt Ressourcenbereitstellung inkl. Transport und Herstellung des Stahls bis zum Werkstor

Modul A4 stellt den Transport über 200 km vom Werkstor zur Baustelle dar

CO₂ -Emissionen Modul A1-3: 2888,02 kg

CO₂ -Emissionen Modul A4: 62,17 kg

sehr energieintensiv & teuer in der Herstellung

geringe Wärmespeicherkapazität ermöglicht

kein so natürliches Wohngefühl wie Holz

Schwindung Schrumpfen führt zu Rissentwicklung und Festigkeitsverlust

schlechte Aufnahme von Feuchtigkeit: nimmt langsam H₂0 auf & gibt anschliessend kaum ab

CO₂-Berechnung nach EPD Stahl Gerlafingen AG gem. ISO 14067 & EN 15804+A2

Lin et al. (2019) ‘State-of-the-art review on the bond properties of corroded reinforcing steel bar‘, Construction and Building Materials, Volume 213, 2019, Pages 216-233.

Assad, Gergess & Matar (2020) ‘Effect of quality of recycled aggregates on bond strength between concrete and embedded steel reinforcement‘Journal of Sustainable Cement-Based Materials, Volume 9, 2020.

Joos, Thomas (2016) Lichtbogen.

Navigant Energy Germany GmbH (2019) & Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung ‘Branchensteckbrief der Eisen- und Stahlindustrie‘ für das BMWK, Deutschland

baunetzwissen.de