Die Betonschwelle:

Da die Holzschwelle aus einem teuren Rohstoff besteht, wurde experimentiert was für Materialien sich für die Unterkonstruktion eines Gleises noch bieten würde. Man suchte nach einem Baustoff der leicht in Form zu bringen war, da bot sich der Baustoff Beton an.
Durch die leichte Verarbeitung des frischen Betons bietet sich eine Reihe von Möglichkeiten der Formgestaltung an.
Die ersten Betonschwellen wurden um 1890 eingeführt.

Herstellung von Betonschwellen:
Damit der Schwellenkörper bei Belastung von Zugkräfte keine Schäden (Rissbildung) verursachen können, wird eine Bewehrung angeordnet. Beim Frühausschalen des Betons sind in die Betonschwelle längliche Hohlräume eingesetzt worden, damit später die Stahlbewehrung durch diese eingezogen und gespannt werden kann. Nach dem Gießen und Aushärten der Schwelle erfolgt das Abbinden.

Das Abbinden von Beton ist ein bei hoher Temperatur ein schneller, chemischer, exothermer Prozess. Durch das Zuführen von Dampf (Wärme) hat man das Abbinden beschleunigt um die Festigkeiten die erforderlich ist, früher zu erreichen.
Im Winter bei extremer Kälte muss man Wärme von Außen dem Beton zuführen. Die eingeführten Spannstähle werden in die Kanäle eingeführt. Anschließen die Zugkraft aufgebracht und die Hohlräume zwischen Stahl und Beton mit Zementschlämme ausgefüllt.
Beim Spätausschalen wird die Schalung als Spannbett für die Bewehrung verwendet. Für die Vorspannung im direkten Verbund wird die Spannbewehrung vor dem Betonieren gespannt (gegen die Schalung) und anschließend im gespannten Zustand vom frischen Beton umhüllt. Bis der Beton genügend ausgehärtet ist, bleibt der Beton solange in der Schalung (Spätausschalen).

Für die Vorspannung wird zunächst der Beton der Schwelle hergestellt und muss dann abbinden um die Druckfestigkeit zu erreichen. Das nennt man dann Betonherstellung mit nachträglichem Verbund. Anschließend wird der Spannstahl eingefädelt und gegen den Beton vorgespannt.
Die Druckfestigkeit sollte nach der Fertigstellung der Schwelle 60 N/mm² betragen. Nach ca. einem Tag hat die neue hergestellte Betonschwelle ihre äußere Form erreicht, aber die endgültige Festigkeitsentwicklung des Betons dauert ca. 28 Tage und somit wesentlich länger.

Vor- und Nachteile der Betonschwelle:

Vorteile:

• gegen tierischen und pflanzlichen Schädlingen unempfindlich
• Sanierung mit Kunststoffdübel ist umsetzbar
• hohes Eigengewicht dadurch bessere Lagesicherheit
• gute Spurhaltung
• niedriger Preis
• lange Lebensdauer

Nachteile:

• hohes Gewicht beim Einbau
• bei Entgleisung entsteht hoher Schaden an der Schwelle, eine Schwellenauswechslung wird notwendig
• keine Aufarbeitung bei Rissbildung

Quelle: Beschreibungen und Bilder von Thorsten Schaeffer