Die Duktilität ist ein spezieller Wertausdruck
der Verformbarkeit des Stahls.
Seine Größe wird mit den Kenngrößen Streckgrenze
und Zugfestigkeit definiert, so wird
die Streckgrenze Re definiert „als der Beginn der
bleibenden Verformung“, während
die
Zugfestigkeit Rm als die „Rissgrenze des Betonstahls“
definiert wird.
Zur Veranschaulichung dieses Sachverhalts wird „in der
Vorstellung“ ein Stab an zwei Enden immer von zwei sich
verstärkenden Kräften gezogen. Nach einer geraumen Zeit
beginnt sich der Stabstahl einzuschnüren (Rn) und wird bei
einer noch stärkeren Zugkraft dann zerreisen (Rm).
Aus dieser Veranschaulichung gilt die einfache Relation
Rm
> Re oder Rm
/ Re > 1 .
Der Quotient „Rm/Re“ wird als Duktilität
D bezeichnet und ist ein Maß der Verformbarkeit
oder der Bearbeitbarkeit des Betonstahls.
Die Duktilität gibt damit eine gewisse Dehnbarkeit oder Biegsamkeit
des Betonstahls wieder. Das Material „BSt 500“ ist
umso dehnbarer oder biegbarer, je größer deren Duktilität
ist, also je höher die Zugfestigkeit (Rissgrenze) von der
Streckgrenze bei deren Einhaltung des Wertes von 500N/mm²
entfernt ist. Zum anderen verharrt er nach dem Biegen in der Stellung
ohne den großen Rückspanneffekt.
Genau diese Aussagen sind in der Bearbeitung von Betonstahl gewünscht.
Es wird erwartet, dass der Betonstahl nach einer fest definierten
Bearbeitung (einer Biegung) auch danach noch dem Zustand „BSt
500“ entspricht (oder davon nur minimal abweicht!) oder
nach einem leichten Durchbiegen (Beanspruchung) die alte Form
wieder annimmt.
Mit der Definition der Duktilität ist ein Gradmesser der
Bearbeitungsvielfalt des Betonstahls gegeben. Laut DIN 1045-1
werden zwei Duktilitätsklassen definiert, nämlich die
Normalduktilität, wenn D = Rm / Re > 1,05
und die
Hochduktilität,
wenn D = Rm / Re > 1,08.
Da die DIN 1045-1 weiter für den Betonstahl 500
S die Mindestbedingungen Re = 500 N/mm² und Rm = 550 N/mm²
fordern, muss die Normalduktilität, die Werte Rm = 550 und
Re = 550/1,05 = 523,8 N/mm² und die Hochduktilität,
die Werte Rm = 550 und Re = 550/1,08 = 509,3 N/mm² mindestens
annehmen.
Die Duktilitätswerte des warm gewalzten Betonstahls liegen
in der Regel oberhalb von 1,1. Damit ist die Zugfestigkeit oberhalb
von 550 N/mm², weil die Streckgrenze den Mindestwert von
500 einhalten muss, während für kalt gewaltzten Betonstahl
teilweise maximal die Normalduktilität gilt..
Auch liegen die meisten anderen Stahlarten diese Werte in den
Bereichen von 500 bis 1000 N/mm² und darüber, so hat
der bekannte Ripinox (Rostfreier Betonstahl) die Werte von Rm
= 850 > Re = 700 N/mm² und der qualitativ etwas
geringerwertige Betinox hat die Werte Rm = 800 > Re =
650 N/mm². Durch die Annahütte in Hammerau/Bayern
wurde erst kürzlich ein neues Bewehrungssystem mit Druckgliedern
hochfesten Betonstahls von Rm = 800 > Re = 670 N/mm²
in ihrem Interneteintrag unter www.annahuette.com
vorgestellt.