Was ist Relaxation?

Relaxation ist der allmähliche Abfall der Spannung in einem Werkstoff, der dauerhaft auf einer konstanten Verformung gehalten wird. Das Bauteil wird weder länger noch kürzer, aber die Kraft, die es ausübt, nimmt mit der Zeit ab.

Relaxation oder Kriechen?

Relaxation und Kriechen sind zwei Seiten desselben zeitabhängigen Verhaltens und werden oft verwechselt:

	Was bleibt konstant?	Was ändert sich mit der Zeit?
Kriechen	Die Spannung (Belastung)	Die Verformung nimmt zu
Relaxation	Die Verformung (Dehnung)	Die Spannung nimmt ab

Ein Balken, der sich über Jahre unter Eigengewicht weiter durchbiegt, kriecht. Ein Stahldraht, der auf fester Länge gespannt ist und dadurch langsam an Kraft verliert, relaxiert.

Wo spielt Relaxation eine Rolle?

Spannstahl. Hier ist Relaxation am wichtigsten. Litzen oder Drähte werden gespannt und im Beton verankert, also auf fester Länge gehalten. Durch Relaxation geht ein Teil der Vorspannkraft verloren, zusätzlich zu den Verlusten aus Kriechen und Schwinden des Betons.
Beton. Wird Beton auf einer aufgezwungenen Verformung gehalten, etwa durch Setzungsunterschiede oder behinderte Verformung, baut sich die Spannung durch Relaxation teilweise ab. Das wirkt meist zu deinen Gunsten: Ein Teil der Zwangsspannung verschwindet.
Gummi und Dichtungen. Dauerhaft zusammengedrückte Gummiprofile verlieren Anpresskraft. Eine Dichtung kann dann undicht werden, obwohl sie noch gut aussieht.

Relaxationsklassen im Eurocode 2

DIN EN 1992-1-1 (Abschnitt 3.3.2) unterscheidet drei Relaxationsklassen für Spannstahl:

Klasse 1: Draht oder Litze, normale Relaxation
Klasse 2: Draht oder Litze, niedrige Relaxation
Klasse 3: warmgewalzte und behandelte Stäbe

Maßgebend ist ρ1000: der Relaxationsverlust in Prozent nach 1000 Stunden bei 20 °C. Als Annahme nennt die Norm 8 % für Klasse 1, 2,5 % für Klasse 2 und 4 % für Klasse 3. Alternativ darf der Wert aus dem Prüfzeugnis verwendet werden.

Praxistipps

Frag bei Spannbetonarbeiten nach der Relaxationsklasse und prüfe das Zeugnis: Dort steht der Relaxationswert des gelieferten Stahls.
Relaxation nicht getrennt von Kriechen und Schwinden betrachten. Die Verluste beeinflussen sich gegenseitig. Lass sie vom Tragwerksplaner gemeinsam ermitteln.
Denk an den Kraftverlust bei Gummiprofilen und Dichtungen, besonders in Fugen, die sich zusätzlich bewegen.