fib Bulletin 105: der internationale Standard für faserverstärkten Beton

fib Bulletin 105 ist der State-of-the-Art-Report der International Federation for Structural Concrete (fib) zu faserverstärktem Beton, erschienen Ende 2022. Er bündelt das internationale Bemessungswissen — von Restfestigkeit und Grenzzuständen bis UHPFRC —, das der Model Code 2020 nur knapp behandelt, und bildet damit die vollständigste Bemessungsgrundlage für Tragwerksplaner, die mit Faserbeton arbeiten.

Was ist fib Bulletin 105?

Ende 2022 erschien fib Bulletin 105, herausgegeben von der International Federation for Structural Concrete (fib), der internationalen Betonföderation, die auch die Model Codes publiziert. Der Report enthält den aktuellen Wissensstand zu faserverstärktem Beton (Fibre Reinforced Concrete, FRC) — ausdrücklich nicht beschränkt auf Stahlfaserbeton, sondern mit Blick auf mehrere Fasertypen, darunter Kunststoff-Makrofasern.

Der Report charakterisiert faserverstärkten Beton über das Nachrissverhalten: Weil Fasern Rissflächen überbrücken, behält der Beton nach dem Reißen Zugfestigkeit. Unbewehrter Beton verliert seine Zugfestigkeit bei Rissbildung nahezu sofort; Faserbeton behält eine messbare Restfestigkeit. Dieser eine Mechanismus ist die Basis jeder konstruktiven Bemessung mit Fasern — und damit der rote Faden durch das gesamte Bulletin.

Für die Praxis ist das relevant, weil im Wissenszentrum-Thema Nachhaltigkeit, Normen und Innovation genau hier alles zusammenläuft: Ohne anerkannte Bemessungsregeln bleibt Faserbeton auf nichttragende Anwendungen beschränkt — so gut das Material auch performt.

Warum der Model Code 2020 diesen Report brauchte

Vor fib Bulletin 105 fehlte ein umfassendes, international getragenes Nachschlagewerk speziell zum Bemessen mit faserverstärktem Beton. Der Model Code 2010 führte als erster eine brauchbare FRC-Klassifizierung ein; der Model Code 2020 setzt diese Linie fort, behandelt das Thema aber nicht in der Tiefe, die die Praxis inzwischen verlangt. Faserbeton hat sich im letzten Jahrzehnt von der Schwindrisskontrolle in Böden hin zu (semi-)tragenden Bauteilen entwickelt — und diese Verschiebung verlangt detaillierte Bemessungsregeln, Rechenbeispiele und Prüfrahmen.

Bulletin 105 füllt genau diese Lücke: Es ist keine Norm mit verbindlichen Anforderungen, sondern das Referenzdokument, auf das sich Tragwerksplaner, Prüfer und Auftraggeber zur Begründung von Entwurfsentscheidungen berufen. Wer in einem Leistungsverzeichnis oder einer Berechnung „Bemessung gemäß fib-Richtlinien“ schreibt, stützt sich in der Praxis auf dieses Bulletin.

Restfestigkeit: der Kernbegriff hinter jeder Faserbetonbemessung

Alle Bemessungsregeln in fib Bulletin 105 drehen sich um die Restfestigkeit von Faserbeton nach der Rissbildung. Sie wird mit dem Biegeversuch nach EN 14651 bestimmt: Ein gekerbtes Prisma von 150 × 150 × 550 mm wird im Dreipunkt-Biegeversuch belastet, wobei die Nachrissbiegezugfestigkeiten fR,1 bis fR,4 bei zunehmender Rissöffnung (CMOD von 0,5 bis 3,5 mm) gemessen werden.

Auf Basis dieser Prüfwerte klassifiziert die fib-Systematik den Faserbeton: eine Festigkeitsklasse auf Basis von fR,1k (der charakteristischen Restfestigkeit bei kleiner Rissöffnung) plus ein Buchstabe a bis e für das Verhältnis fR,3k/fR,1k, das angibt, ob das Material bei größerer Rissöffnung Festigkeit verliert (Softening) oder behält (Hardening). Eine Bezeichnung wie „3c“ sagt einem Tragwerksplaner also auf einen Blick, was das Material nach dem Reißen tut.

Wichtig zu verstehen: Die Restfestigkeit ist keine Produkteigenschaft der Faser allein, sondern der Kombination aus Faser + Dosierung + Betonmischung. Dieselbe Faser liefert bei 20 kg/m³ eine andere Klasse als bei 35 kg/m³. Praktische Anhaltspunkte je Anwendung finden Sie in unserem Artikel zur Dosierung von Betonfasern.

Was behandelt der Report?

fib Bulletin 105 behandelt unter anderem:

• Den Einfluss der Fasereigenschaften (Material, Länge, Verankerung, Zugfestigkeit) auf die mechanischen Leistungen des Betons.

• Bestimmungsmethoden für die mechanischen Eigenschaften von Faserbeton, mit EN 14651 als Dreh- und Angelpunkt.

• Bemessung sowohl im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit (SLS) als auch im Grenzzustand der Tragfähigkeit (ULS) — die zwei Hauptkategorien, in denen tragender Beton nachgewiesen wird.

• Dauerhaftigkeitsaspekte, Brandschutz und Mischungsentwurf.

• Verstärkung bestehender Tragwerke und erdbebensichere Bemessung.

• Ausgearbeitete Bemessungsbeispiele, von analytischen Handrechnungen bis zu fortgeschrittenen nichtlinearen Finite-Elemente-Analysen (NLFEA).

• Praxisbeispiele mit Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC), sowohl im Ingenieurbau als auch im Hochbau.

UHPFRC: wo das Labor Praxis wird

Ein eigener Kapitelteil widmet sich UHPFRC — ultrahochfestem Beton mit Fasern, mit Druckfestigkeiten indikativ über 150 N/mm² und Fasergehalten, die mit circa 2 bis 3 Volumenprozent ein Vielfaches von gängigem Faserbeton betragen. UHPFRC ermöglicht schlanke, materialsparende Konstruktionen: dünne Brückendecks, Fertigteile und Instandsetzungsschichten, die mit traditionell bewehrtem Beton nicht machbar sind.

Für den Markt ist UHPFRC vor allem ein Signal für die Richtung, in die sich die Faserverstärkung entwickelt; in unserem Überblick über fünf Trends der Faserverstärkung nimmt es entsprechend prominenten Raum ein. Die tägliche Arbeit — Industrieböden, Fundamente, Fertigteile — spielt sich im regulären FRC-Bereich ab, für den Bulletin 105 die Bemessungsregeln liefert.

Wie verhält sich fib Bulletin 105 zu Eurocode 2 und NEN-EN 1992?

Der Eurocode 2 (in den Niederlanden umgesetzt als NEN-EN 1992) ist die gesetzlich verankerte Bemessungsnorm für Betontragwerke — aber die derzeit im Baurecht angewiesene Generation enthält keine Bemessungsregeln für faserverstärkten Beton. Tragwerksplaner, die Fasern konstruktiv ansetzen wollen, mussten daher auf Richtlinien außerhalb des Eurocodes zurückgreifen: den fib Model Code, CUR-Empfehlungen und eben fib Bulletin 105.

Das ändert sich. In der neuen Generation des Eurocode 2 (EN 1992-1-1, veröffentlicht 2023) ist ein Anhang für Stahlfaserbeton enthalten, der die Bemessung mit Fasern erstmals in die Eurocode-Systematik holt. Die nationale Einführung — mit zugehörigem nationalen Anhang — folgt in den kommenden Jahren. Die Bemessungsphilosophie dieses Anhangs lehnt sich stark an das fib-Gedankengut an: dieselben Restfestigkeitsklassen, dieselbe Prüfmethode (EN 14651), derselbe Grenzzustandsansatz.

Praktisch bedeutet das: Wer heute nach fib Bulletin 105 und der Model-Code-Klassifizierung bemisst, schließt später nahezu nahtlos an die neue NEN-EN 1992 an. Das Bulletin ist damit keine Zwischenlösung, die verschwindet, sondern die Wissensbasis, auf der die kommende Eurocode-Generation aufbaut — und es bleibt das tiefergehende Nachschlagewerk neben dem kompakteren Normtext.

Produktnorm, Bemessungsrichtlinie oder Empfehlung: wer macht was?

Rund um Faserbeton kursieren mehrere Normen und Richtlinien, die jeweils einen anderen Teil der Kette abdecken. Die Aufgabenteilung im Überblick:

• EN 14889-1/-2 — Produktnorm für die Faser selbst: Anforderungen an Stahlfasern (Teil 1) und Polymerfasern (Teil 2), Basis der CE-Kennzeichnung. Sagt nichts über die Bemessung des Tragwerks aus.

• EN 14651 — Prüfnorm: schreibt vor, wie die Restfestigkeit einer Faserbetonmischung gemessen wird.

• CUR-Empfehlung 111 — niederländische Bemessungsrichtlinie für Stahlfaserbeton-Industrieböden auf Pfählen; jahrelang das Dokument, mit dem tragender Stahlfaserbeton in den Niederlanden berechnet wurde, aber auf diesen Anwendungsbereich beschränkt.

• fib Model Code & fib Bulletin 105 — internationale Bemessungsbasis für das gesamte FRC-Spektrum: von Böden über Wände und Fertigteile bis zur Verstärkung bestehender Tragwerke.

• NEN-EN 1992 (Eurocode 2) — die gesetzliche Bemessungsnorm; nimmt Faserbeton über den neuen Anhang schrittweise in die formale Normstruktur auf.

Kurz gesagt: EN 14889 stellt sicher, dass die Faser nachweislich leistet, fib Bulletin 105 beschreibt, wie Sie mit dieser Faser ein Tragwerk bemessen. Was CE-Kennzeichnung und die Systeme 1 und 3 für Ihre Materialwahl bedeuten, lesen Sie in unserem Artikel über EN 14889 und CE-Kennzeichnung für Faserbeton; alle Normen auf einen Blick finden Sie in der Normenübersicht.

Was bedeutet das für Ihr Projekt?

Die Auswirkung von fib Bulletin 105 unterscheidet sich je nach Rolle im Bauprozess.

Für Tragwerksplaner

Das Bulletin bietet eine anerkannte, international getragene Basis, um Entwurfsentscheidungen zu begründen — inklusive ausgearbeiteter Rechenbeispiele für SLS und ULS. Das ist unmittelbar verwendbar gegenüber der Bauaufsicht oder einem prüfenden Büro, das bei einer Bemessung außerhalb des CUR-111-Anwendungsbereichs eine Begründung verlangt. Essenziell bleibt, dass Sie mit Restfestigkeitswerten aus EN-14651-Versuchen an der tatsächlichen Mischung rechnen; konstruktive Stahlfasern nach EN 14889-1 werden deshalb mit deklarierten Leistungsdaten als Ausgangspunkt geliefert.

Für Bauunternehmen und Bodenleger

Sie müssen das Bulletin nicht auswendig kennen, aber es bestimmt, was der Tragwerksplaner von Ihrer Mischung verlangt: eine Restfestigkeitsklasse statt nur „x kg Fasern pro m³“. Fragen Sie Ihren Lieferanten daher nach Leistungsdaten je Dosierung und halten Sie die gewählte Klasse im Leistungsverzeichnis fest. Das verhindert Diskussionen bei der Abnahme — die Prüfbalken sind dann der Maßstab, nicht der Dosierschein.

Für Auftraggeber und Aufsichtsbehörden

Der Report ist das Signal, dass faserverstärkter Beton eine ausgereifte, wissenschaftlich fundierte Technologie ist — keine Nische ohne normative Basis. Wer Faserbeton in einer Ausschreibung zulässt oder vorschreibt, kann auf Bulletin 105 als Prüfrahmen verweisen. In Kombination mit dem Umweltgewinn schlankeren Konstruierens (weniger Stahl, weniger Beton) stärkt das auch die Nachhaltigkeitsbewertung; siehe unseren Artikel über die Nachhaltigkeitszertifizierung von Fasermaterialien.

Praxisbeispiel: das BetonBallon-Konzept

Dass der Hochbau bereits mit diesem Wissen arbeitet, zeigt das BetonBallon-Konzept, auf das der Report unter anderem verweist: ein dreigeschossiges Bürogebäude in Schijndel, gebaut mit faserbewehrtem Spritzbeton. Kein Boden und keine Verschleißschicht, sondern ein tragendes Gebäude — eine Anwendung, die ohne fundierte Bemessungsbasis für das Nachrissverhalten die Prüfung nicht bestanden hätte. Es illustriert den Kern von Bulletin 105: Faserverstärkter Beton ist von der Risskontrolle zum Tragwerk aufgestiegen.

Vom Report ins Leistungsverzeichnis: so wenden Sie es an

Möchten Sie fib Bulletin 105 in einem Projekt praktisch nutzen? Drei Schritte, die sich in der Praxis bewähren:

• Lassen Sie den Tragwerksplaner die erforderliche Restfestigkeitsklasse spezifizieren (zum Beispiel auf Basis von fR,1k und fR,3k), nicht nur eine Faserdosierung.

• Wählen Sie eine Faser mit CE-Kennzeichnung nach EN 14889-1 (Stahl) oder EN 14889-2 (Kunststoff) und deklarierten Leistungen; wer konstruktiv mit Makrofasern bemessen will statt mit Stahl, kann mit hybriden Kunststoff-Makrofasern derselben Klassifizierungssystematik folgen.

• Legen Sie fest, wie die Restfestigkeit nachgewiesen wird: EN-14651-Versuche an der Projektmischung oder dokumentierte frühere Prüfergebnisse bei identischer Rezeptur.

Sind Sie unsicher, welche Faser und Dosierung zu Ihrer Anwendung passt? Der Auswahlhelfer bringt Sie mit wenigen Fragen auf den Weg, und für eine projektspezifische Beratung mit Leistungsdaten fordern Sie ein Angebot an. Fasern ersetzen traditionelle Bewehrung übrigens nicht in jeder Situation vollständig: Bei tragenden Bauteilen gehört immer eine Berechnung durch den Tragwerksplaner dazu.