Druckfestigkeit in kPa - Bedeutung

Generelles zur Druckfestigkeit

Jedes Material kann einer Zugbelastung oder einer Druckbelastung ausgesetzt werden. Bei der Druckfestigkeitsprüfung wird nur geprüft, welche Drucklast das Material aushalten kann.

• Die Prüfung kann einaxial, zweiaxial oder dreiaxial durchgeführt werden. Wenn ein Stoff einaxial geprüft wird, kann der Prüfkörper sich nach den Seiten ausdehnen. Das können Sie zum Beispiel beobachten, wenn Sie auf einen kleinen Block Schaumgummi drücken. Dieser dehnt sich dann nach den Seiten aus. Wenn Sie diese Ausdehnung in zwei Richtungen blockieren, also zum Beispiel eine Rechts-links-Ausdehnung verhindern, dann ist es eine zweiaxiale Belastung. Wenn der Körper sich in keine Richtung ausdehnen kann, ist es eine dreiaxiale Prüfung.
• Die genannten Bedingungen werden Sie in der Praxis häufiger antreffen - zum Beispiel, wenn Dämmstoffe oder Estriche rechts und links oder an allen Seiten an feste Baustoffe stoßen.

Die Größe kPa realistisch einordnen

• Die Einheit Pa ist eine Einheit des Drucks. 1 Pa (Pascal) bedeutet, dass mit der Kraft 1 N auf eine Fläche von 1 m² gedrückt wird. kPa steht für 1000 Pa. Es wird also mit einer Kraft von 1000 N auf 1 m² gedrückt.
• 1000 N ist etwa die Gewichtskraft die 100 kg ausüben. Sie können also auf einen Bodenbelag, der 1 kPa aushält etwas stellen, das mit 100 kg vollflächig auf 1 m² aufliegt.
• In der Praxis wird aber kaum etwas vollflächig auf so eine große Fläche drücken. Überlegen Sie, welches Gewicht Sie auf einen cm² stellen können - 100 Kg/1 m² = 100 kg/ 10.000 cm² = 100.000 g/10.000 cm² = 10 g/cm².

Druckfestigkeit konkreten Bildern zuordnen

• Angenommen sie haben eine Säule, die eine Grundfläche von 1 cm auf 1 cm hat und 10 cm hoch ist, dann würde diese 10 g wiegen, sofern sie aus Wasser wäre. Ein Werkstoff, der eine Druckfestigkeit von 1 kPa hat, würde maximal diese Säule verkraften.
• Ein Stuhl, der auf 4 Füßen von 2 cm x 2 cm steht, hat eine Grundfläche von 4 x 2 x 2 cm² = 16 cm². Wenn er 5 kg wiegt und ein Mensch von 80 kg darauf sitzt, dann drücken also 85 kg oder 850 N auf 16 cm², was etwa 53 N/cm² bzw. 530 kPa entspricht. Ein Fußbodenbelag der 500 kPa verkraftet, ist also kaum der Belastung eines Stuhls gewachsen.
• Solche praxisbezogenen Beispiele helfen Ihnen, die Festigkeit von Werkstoffen besser einzuordnen. Wie Sie an dem Beispiel sehen, ist die Einheit kPa eine sehr kleine Einheit. Sie werden dieser meistens nur bei Dämmstoffen begegnen, die Sie mit dem Finger leicht eindrücken können. Die Festigkeit von sogenannten harten Baustoffen wird in N/mm² oder in mPa angegeben (1 mPa = 1.000 kPa).