Hochfester Baustahl – S690
Der S690QL ist ein hochfester Baust, der gemäß EN10025:6:2004 hergestellt wird. Das Material wird im Vergütungsverfahren wärmebehandelt und zeichnet sich…
Baustahl ist ein standardisiertes Baumaterial, das aus bestimmten Stahlqualitäten gefertigt und in einer Vielzahl von branchenüblichen Querschnittsformen (sogenannten „Profilen“) angeboten wird. Baustahlqualitäten werden mit spezifischen chemischen Zusammensetzungen und mechanischen Eigenschaften für besondere Anwendungen entwickelt.
In Europa muss Baustahl der europäischen Norm EN 10025 entsprechen, die vom Europäischen Komitee für Eisen- und Stahlnormung (ECISS), einem Unterausschuss des Europäischen Komitees für Normung (CEN), überwacht wird.
Es gibt zahlreiche europäische Baustahlqualitäten – zum Beispiel S195, S235, S275, S355, S420 und S460. In diesem Artikel konzentrieren wir uns auf die chemische Zusammensetzung, die mechanischen Eigenschaften und die Anwendungsbereiche der Qualitäten S235, S275 und S355, die zu den am häufigsten verwendeten Baustahltypen in verschiedensten Bauprojekten innerhalb der EU gehören.
Gemäß der europäischen Normklassifikation werden Baustähle mit standardisierten Symbolen gekennzeichnet, darunter S, 235, J2, K2, C, Z, W, JR und JO, wobei gilt:
Abhängig vom Herstellungsprozess, der chemischen Zusammensetzung und dem jeweiligen Anwendungsbereich können weitere Buchstaben und Kennzeichnungen verwendet werden, um bestimmte Qualitäten oder Produkte aus Baustahl zu kennzeichnen.
Die EU-Normen sind kein weltweiter Standard. Daher werden in anderen Regionen entsprechende Qualitäten mit gleichen chemischen und mechanischen Eigenschaften, aber anderen Bezeichnungen verwendet. Für den US-Markt beispielsweise muss Baustahl gemäß den Vorgaben der American Society for Testing and Materials (ASTM) spezifiziert werden. Internationale Richtlinien werden mit einem „A“ und der jeweiligen Qualität angegeben, wie zum Beispiel A36 oder A53.
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EU |
US |
|
S235 |
A283C |
|
S275 |
A570Gr40 |
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S355 |
A572Gr50 |
In den meisten Ländern ist Baustahl reguliert und muss festgelegte Mindestanforderungen hinsichtlich Form, Größe, chemischer Zusammensetzung und Festigkeit erfüllen.
Die chemische Zusammensetzung von Baustahl ist von größter Bedeutung und streng geregelt. Sie ist ein grundlegender Faktor, der die mechanischen Eigenschaften des Stahls bestimmt. In der folgenden Tabelle sind die maximalen prozentualen Anteile bestimmter regulierter Elemente in den europäischen Baustahlqualitäten S235, S275 und S355 aufgeführt.
Die chemische Zusammensetzung von Baustahl ist äußerst wichtig und streng normiert. Sie ist ausschlaggebend für die mechanischen Eigenschaften des Stahls. In der nachfolgenden Tabelle sind die maximalen Prozentsätze bestimmter regulierter Elemente in den europäischen Baustählen S235, S275 und S355 aufgeführt.
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EU-Güteklasse |
C% |
Mn% |
P% |
S% |
Si% |
|
S235 |
0,22 max |
1,60 max |
0,05 max |
0,05 max |
0,05 max |
|
S275 |
0,25 max |
1,60 max |
0,04 max |
0,05 max |
0,05 max |
|
S355 |
0,23 max |
1,60 max |
0,05 max |
0,05 max |
0,05 max |
Für Ingenieure ist die chemische Zusammensetzung von Baustahl ein entscheidender Faktor, der sich je nach vorgesehenem Einsatzbereich und Qualität ändern kann. S355K2W ist beispielsweise ein gehärteter Baustahl („K2“), dessen chemische Zusammensetzung speziell auf erhöhte Wetterbeständigkeit („W“) ausgelegt ist. Diese Qualität unterscheidet sich daher leicht von der Standardausführung S355.
Die mechanischen Eigenschaften von Baustählen sind grundlegend für ihre Klassifikation und Anwendung. Obwohl die chemische Zusammensetzung maßgeblich die mechanischen Eigenschaften bestimmt, ist es ebenso wichtig, die Mindestanforderungen an diese Eigenschaften, insbesondere an die Streckgrenze und Zugfestigkeit, zu kennen, die im Folgenden näher erläutert werden.
Die Streckgrenze gibt die minimale Kraft an, die erforderlich ist, um im Stahl eine bleibende Verformung hervorzurufen. Das Benennungssystem nach EN 10025 bezieht sich auf die Mindeststreckgrenze der jeweiligen Stahlqualität, gemessen bei einer Dicke von 16 mm.
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Baustahlgüte bei 16mm |
Mindeststreckgrenze bei Nennstärke 16mm |
|
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psi |
N/mm2 (MPa) |
|
|
S235 |
33 000 |
235 N/mm2 |
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S275 |
36 000 |
275 N/mm2 |
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S355 |
50 000 |
355 N/mm2 |
Die Zugfestigkeit beschreibt den Punkt, an dem bei Zugbelastung eine dauerhafte Verformung des Stahls eintritt, wenn das Material längs seiner Achse gezogen oder gestreckt wird.
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Baustahlgüte |
Zugfestigkeit in MPa bei Nenndicke zwischen 3 mm und 16 mm |
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S235 |
360 – 510 MPa |
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S275 |
370 – 530 MPa |
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S355 |
470 – 630 MPa |
Baustahl ist in vielen Qualitäten erhältlich, wird jedoch üblicherweise vorgefertigt in definierten Querschnittsformen verkauft, die für bestimmte Anwendungen ausgelegt sind. Häufig findet man Baustahl in Form von I-Trägern, Z-Trägern, Kastenträgern, Hohlprofilen (HSS), L-Profilen und Stahlplatten.
Je nach gewünschtem Einsatz spezifiziert der Ingenieur eine Stahlqualität – in der Regel, um Mindestfestigkeit, maximales Gewicht, eventuell Wetterfestigkeit sowie die Profilform passend zur Einbausituation und zu erwartenden Belastung festzulegen.
Baustähle finden vielfältige Verwendung und ihre Einsatzmöglichkeiten sind breit gefächert. Besonders vorteilhaft sind sie aufgrund ihrer guten Schweißeignung in Kombination mit garantierten Festigkeitswerten. Baustahl ist ein äußerst anpassungsfähiges Produkt und wird oft bevorzugt, wenn Ingenieure eine maximale Festigkeit oder „S“-Struktur bei möglichst geringem Gewicht erzielen wollen.
Es ist wenig überraschend, dass die Bauindustrie der größte Verbraucher von Baustahl ist. Hier wird er für zahlreiche Zwecke eingesetzt – vom kleinen Kastenträger, der die Last einer tragenden Wand in einem Wohngebäude aufnimmt, bis hin zum massiven I-Träger, der als Auflager für die Fahrbahn einer Brücke dient. Baustahl kann für jede Art von Aufgabe spezifiziert, konstruiert und gefertigt werden.
