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Frischbeton

Der Beton, bei dem der Zementleim noch nicht abgebunden ist, wird als Frischbeton bezeichnet. Während des Abbindens des Zementleims wird der Beton als junger Beton oder grüner Beton bezeichnet. Nachdem der Zementleim abgebunden hat, wird er Festbeton genannt.

Bestandteile und Zusammensetzung

Die Zusammensetzung des Betons ist von vielen Parametern, wie z. B. Festigkeitsklasse und Umweltbedingungen, abhängig. Bei einem normalen Beton der Festigkeitsklasse C25/30 hat ein Kubikmeter als Mengenanteile 285 kg Zement, 200 l Wasser sowie 1900 kg Zuschläge, was einem Mischungsverhältnis von 1:0,6:7 entspricht.

Konsistenz

Die Konsistenz des Frischbetons ist so zu wählen, dass er ohne wesentliches Entmischen gefördert, eingebaut und praktisch vollständig verdichtet werden kann. Die dafür maßgebende Frischbetoneigenschaft ist die Verarbeitbarkeit. Die Frischbetonkonsistenz ist vor Baubeginn festzulegen und während der Bauausführung einzuhalten. Mit zunehmender Fließfähigkeit wird der Beton teurer. Bei einem Pumpen des Betons sollte die Betonkonsistenz mindestens im plastischen Bereich, d. h. Ausbreitmaßklasse F2, besser F3, liegen. Zur Kontrolle der Konsistenz gibt es genormte baustellengerechte Verfahren, den Ausbreitversuch, den Slump-Test und den Verdichtungsversuch. Das nachträgliche Zumischen von Wasser zum fertigen Frischbeton, z. B. bei Ankunft auf der Baustelle, ist nach den deutschen Vorschriften unzulässig, weil dadurch der w/z-wert und in der Folge die Werkstoffeigenschaften negativ beeinflusst werden können. Transportbeton darf aber vor Ort mit Fließmittel vermischt werden um die Verarbeitbarkeit zu verbessern. Die zulässige Höchstmenge liegt bei 2 Liter/m³ was aus einem plastischen Beton einen leicht fließfähigen Beton macht.

 

Konsistenzbereiche des Frischbetons nach DIN 1045-2

Konsistenzbereich

Ausbreitmaßklassen

Verdichtungsmaßklassen

Geeignete Verdichtungsmaßnahmen

 

Klasse

Ausbreitmaß [mm]

Klasse

Verdichtungsmaß

 

sehr steif

-

-

C0

≥1,46

Kräftiges Stampfen, sehr intensives Rütteln

steif

F1

≤340

C1

1,45?1,26

Sehr intensives Rütteln

plastisch

F2

350?410

C2

1,25?1,11

Rütteln

weich

F3

420?480

C3

1,11?1,04

Rütteln

sehr weich

F4

490?550

 

 

Stochern oder leichtes Rütteln

fließfähig

F5

560?620

 

 

Stochern oder leichtes Rütteln

sehr fließfähig

F6

≥630

 

 

Stochern oder leichtes Rütteln

SVB

-

>700

 

 

selbstverdichtend

Festigkeitsklassen

Die Druckfestigkeit ist eine der wichtigsten Eigenschaften des Betons. Die DIN 1045-1:2001-07 zur Bewehrung von Stahlbetontragwerken schreibt eine Beurteilung durch die Prüfung nach 28 Tagen anhand von Würfeln mit 15 cm Kantenlänge (Probewürfeln) oder 30 cm langen Zylindern mit 15 cm Durchmesser vor. Anhand der ermittelten Druckfestigkeit lässt sich der Beton den Festigkeitsklassen zuordnen. Ein C12/15 hat danach die charakteristische Zylinderdruckfestigkeit von 12 N/mm² sowie eine charakteristische Würfeldruckfestigkeit von 15 N/mm². Das C in der Nomenklatur steht für englisch concrete (deutsch: Beton). Im Zuge der Harmonisierung des europäischen Normenwerks sind diese Betonfestigkeitsklassen in der aktuellen Normengeneration europaweit vereinheitlicht. Die zuvor gültige Bezeichnung lautete in Deutschland beispielsweise B15.

Druckfestigkeitsklassen für Normalbeton nach DIN 1045-1 und DIN1045-2*

Überwachungs-
klasse

Festigkeitsklasse

charakteristische Zylinder-
druckfestigkeit fck (N/mm²)

Mittelwert der Zylinder-
druckfestigkeit fcm (N/mm²)

Mittlere Zugfestigkeit(N/mm²)

1

C8/10*

8

-

-

C12/15

12

20

1,6

C16/20

16

24

1,9

C20/25

20

28

2,2

C25/30

25

33

2,6

2

C30/37

30

38

2,9

C35/45

35

43

3,2

C40/50

40

48

3,5

C45/55

45

53

3,8

C50/60

50

58

4,1

3

C55/67

55

63

4,2

C60/75

60

68

4,4

C70/85

70

78

4,6

C80/95

80

88

4,8

C90/105

90

98

5,0

C100/115

100

108

5,2

Spannungsdehnungsbeziehung von Beton für verschiedene Festigkeiten

Baustellenbeton

Betoneinbau mit Schlauchkübel

Baustellenbeton ist Beton, der in einem eigenen Werk direkt auf der Baustelle hergestellt wird, im Gegensatz zu Transportbeton, der mit Mischfahrzeugen von einer stationären Anlage angeliefert wird. Dies ist in Deutschland nur bei Baustellen mit großem Betonbedarf, die eventuell auch nur auf langen Anfahrtswegen zu erreichen sind, üblich. Beispielhaft ist hier die Berliner Großbaustelle rund um den Potsdamer Platz zu nennen. Hier bestand über Jahre hinweg ein großer Betonbedarf für die Wohn- und Geschäftskomplexe, die Straßen- und U-Bahntunnel sowie die Bahnhöfe. Die Baustellenbetonwerke liefern, sofern technisch und personell dafür ausgelegt, sämtliche Betonfestigkeitsklassen und -sorten wie eine stationäre Anlage.

Transportbeton

Transportbeton ist Beton, der in stationären Betonmischanlagen zentral hergestellt und dann mit Betonmischfahrzeugen auf den Baustellen angeliefert wird. Eine andere Bezeichnung von Transportbeton ist Fertigbeton, weil er bereits fertig gemischt ist und nur noch eingebracht werden muss. Die Herstellung von Transportbeton ist in der Europäischen Norm EN 206 festgelegt.

Ortbeton

Mit Ortbeton bezeichnet man Beton, der vor Ort auf der Baustelle verarbeitet wird und dort, meist in einer Schalung, abbindet, im Gegensatz zu Betonfertigteilen, die in erhärtetem Zustand direkt eingebaut werden. Ortbeton wird entweder als Transportbeton auf die Baustelle geliefert oder dort als Baustellenbeton hergestellt. Nach dem Einfüllen in die Schalungen muss der Ortbeton verdichtet werden, das heißt eingeschlossene Luftblasen werden mit Rüttelmaschinen entfernt.

Spritzbeton

Spritzbeton ist Beton, der mit Druckluft in Rohrleitungen oder Schläuchen zu einer Spritzdüse gefördert wird, wo der Beton flächenartig aufgetragen und dadurch gleichzeitig verdichtet wird. Insbesondere im Tunnelbau bei der Sicherung freigelegter Fels- oder Lockergesteinsflächen, aber auch bei der Sanierung und Verstärkung von Beton- und Stahlbetonkonstruktionen hat dieses Betonierverfahren eine große Bedeutung.

Unterwasserbeton

Unterwasserbeton ist Beton, der unter Wasser eingebaut wird. Damit sich der Beton beim Betonieren nicht entmischt, sind besondere Betonierverfahren, wie das Benutzen von ortsfesten Trichtern (Kontraktorverfahren), notwendig. Der Beton muss ein gutes Zusammenhaltevermögen und eine gute Verarbeitbarkeit haben. Dazu sollte der Zementgehalt mindestens 350 kg/m³ betragen. Unterwasserbeton wird insbesondere bei Schlitzwänden und im Grundwasser als Sperrschicht bei Bodenplatten verwendet.

Walzbeton

Walzbeton oder HGT-Beton (hydraulisch gebundene Tragschicht) ist ein erdfeuchter Beton, der mit einem Straßenfertiger oder einem lasergesteuerten Grader, mittels Radlader in Lagen von etwa 18?20 cm Dicke eingebaut und vorverdichtet wird. Die Nachverdichtung erfolgt mit Gummiradwalzen. Walzbeton hat einen niedrigen Zementgehalt (180 kg/m³) und eine grobe Körnung von 0?32 mm und wird vor allem im Straßenbau und bei Industrieböden eingesetzt.

Schleuderbeton

Schleuderbeton ist Beton, der mit schnell rotierenden Stahlschalungen verdichtet wird. Dadurch ergibt sich ein niedriger Wasserzementwert von 0,3 und somit ein dichter und sehr fester Beton. Vor allem Rohre, Maste und Pfähle werden mit diesem Verfahren hergestellt.

Vakuumbeton

Unter Vakuumbeton versteht man ein Verfahren, bei dem mit einer Vakuumpumpe und Saugmatten nach dem Betonieren ein Unterdruck erzeugt wird. Dadurch wird dem Frischbeton ein Teil des nicht zur Hydratation benötigten Wassers entzogen. Durch die besondere Behandlung des Frischbetons wird z. B. die Schwindrissbildung vermindert. Es entstehen dichtere und verschleißfestere Betonoberflächen. Außerdem erreicht man durch dieses Verfahren schon sehr früh hohe Festigkeiten, wodurch eine frühere Nutzung der Oberfläche möglich ist und der Beton eine höhere Frostbeständigkeit erhält.

Aufbeton

Als Aufbeton wird Beton bezeichnet, der nachträglich auf bestehenden Beton aufgebracht wird.

Estrichbeton

Estrichbeton ist ein Spezialbeton zur Herstellung von Fußbodenschichten in Gebäuden. Er erfüllt besondere Anforderungen, u. a. durch Begrenzung der Korngröße (i. A. bis maximal 8 Millimeter) der Zuschlagstoffe, so dass dünne Schichten von wenigen cm Dicke bei guten Oberflächeneigenschaften (insbesondere Widerstandsfähigkeit, Glättbarkeit) hergestellt werden können.

Porenbeton

Porenbeton (früher Gasbeton) ist ein mineralischer Werkstoff, welcher durch chemisches Aufschäumen einer Mörtelmischung erzeugt wird. Die alkalische Mörtelsuspension reagiert unter Bildung von Gas mit Pulvern unedler Metalle wie z. B. Aluminium. Da Porenbeton so gut wie keine Zuschläge enthält, erfüllt er strenggenommen nicht die Definition von Beton. Vor dem Härten in gespanntem Sattdampf im Autoklaven werden die Blöcke zu Wandelementen, Dämmelementen oder Steinen geschnitten. Porenbeton besitzt im Vergleich zu konventionellem Beton wegen seiner geringen Rohdichte eine geringe Festigkeit und eine geringe Wärmeleitfähigkeit. Bauteile aus Porenbeton können wie solche aus Stahlbeton eine Bewehrung zur Aufnahme der Zugkräfte enthalten. Neben den Wandbausteinen und meist unbewehrten Wandelementen lassen sich so auch bewehrte Balken- und Deckenelemente (werkseitig) herstellen, die als Fertigteile an der Baustelle zusammengefügt werden.

Faserbeton

Beim Faserbeton werden dem Beton zur Verbesserung der Zugfestigkeit, und damit des Bruch- und Rissverhaltens, Fasern zugegeben. Diese Fasern sind in der Matrix (Zementstein) eingebettet. Sie wirken als Bewehrung. Bei höheren Zugbeanspruchungen treten Risse im Beton auf. Durch die Verwendung eines Faserbetons werden die Risse in viele sehr schmale und damit normalerweise unschädliche Risse verteilt.

Es können kurze oder lange in Zugbeanspruchungsrichtung eingelegte Fasern verwendet werden. Lange Fasern werden meist in Form von Glasfasertextilmatten eingesetzt. Man spricht dann von textilbewehrtem Beton oder auch Textilbeton.

Glasfasern Normales Glas reagiert mit den Alkalien des Betons. Deshalb müssen alkalibeständige Glasfasern verwendet werden (z. B.: AR-Glasfaser).

Stahlfasern Es werden Stahlfasern verschiedenster Art verwendet. (Nicht rostend, Baustahl, aufgebogen, nicht aufgebogen, ?)

Kunststofffasern Hier sind insbesondere die in den USA entwickelten Kevlarfasern interessant, da sie ähnlich gute Eigenschaften wie die übrigen Fasern besitzen.

Kohlenstofffasern Kohlenstofffasern besitzen den höchsten E-Modul der hier angeführten Fasern.

Polymerbeton (PC)

Polymerbetone enthalten im Gegensatz zum normalen Beton ein Polymer (Kunststoff) als Bindemittel, das die Gesteinskörnung (Zuschlag) zusammenhält. Zement wird im Polymerbeton, wenn überhaupt, nur als Füllstoff, also als Erweiterung der Gesteinskörnung in den Feinstkornbereich hinein eingesetzt und übernimmt keine Bindewirkung. Polymerbetone werden hauptsächlich in der Sanierung bestehender Bauteile benutzt. Durch die geringen Topfzeiten (Erhärtungszeiten) der Polymere von unter einem Tag können bei Straßen und Brücken lange Sperrzeiten vermieden werden.

Die am meisten verbreitete Polymermatrix für Polymerbeton (PC = Polymer Concrete) ist ungesättigtes Polyesterharz (UP-Harz). Durch Mischen verschiedener Körnungen werden Füllgrade bis über 90 % (m/m) erreicht. Die in Deutschland wichtigsten Anwendungen sind Rohre und Rinnensysteme, die komplett aus Polymerbeton gegossen werden. Polymerbeton hat in seinem Anwendungsbereich deutlich bessere mechanische und chemische Eigenschaften als Zement-Beton. Die Gelierzeit (oder kurz: Gelzeit) dieser Harze kann durch die Menge der verwendeten Katalysatoren (meist Kobaltsalze) und Härter (meist Methylethylketonperoxyd) individuell eingestellt werden.

Polymerbeton (auch Mineralguss genannt) findet auch eine breite Anwendung bei der Herstellung von Maschinengestellen. Durch seine sehr gute Schwingungsdämpfung können große Genauigkeiten bei Dreh- oder Fräsmaschinen erreicht werden. Das Polymer (Bindemittel) besteht zum größten Teil aus Epoxydharz.

Splittbeton, Drainbeton

Splittbeton enthält Splitt einer Körnung sowie Zement und Wasser. Nach dem Abbinden ergibt sich ein zusammenhängendes Hohlraumsystem, durch das Wasser abfließen kann. Dadurch besteht geringere Frostgefahr im Winter. Splittbeton wird im Straßen- und Wegebau sowie beim Setzen von Randsteinen etc. angewendet. Splittbeton wird heute im Brückenbau häufig unter Verwendung von polymeren Bindemitteln hergestellt, da sonst die relativ große innere Oberfläche bei der Verwendung von hydraulischen Bindemitteln zu einer schnellen Auswaschung desselben und zur Entstehung von Aussinterungen in und an Tropftüllen und an Bauwerksunterseiten führt.

Splittbeton ist nicht grundsätzlich Drainbeton, da der Splitt auch zur Herstellung von Sieblinien für den Transportbeton in den Korngruppen 2/8, 8/16 und 16/22 Verwendung findet.

Asphaltbeton

Asphaltbeton ist eine Bezeichnung für ein Gemisch aus Bitumen und Gesteinskörnung.

Mineralbeton

Mineralbeton ist eine Bezeichnung für ein hochverdichtetes Mineralstoffgemisch, meist unter Verwendung eines hohen Anteils gebrochenen Korns. Die Sieblinie ist gemäß der Fuller-Parabel aufzubauen, es ist ein für die Verdichtung optimaler Wassergehalt einzustellen. Beim Einbau sind Entmischungen zu vermeiden. Mineralbeton wird ohne Bindemittel zu einem hochstandfesten Baustoff, der etwa in Straßendecken verwendet wird. Gängiges Produkt ist die korngestufte Schottertragschicht als Frostschutzmaterial gemäß ZTVT-ST B95 0?32 mm. Da er ohne Zement hergestellt wird, ist er strenggenommen kein Beton.

Konkretbeton

Konkretbeton ist eine Bezeichnung für einen Beton mit einem Zusatz von Splitt, Schutt oder ähnlichem, der früher manchmal verwendet wurde. Er ist deshalb wasserdurchlässiger (poröser) und von schlechter Qualität. Die englische Bezeichnung für Beton ?concrete? findet sich in dem Wort wieder.

Blauer Beton

Als blauer Beton wird eine besonders widerstandsfähige Betonsorte bezeichnet, die insbesondere vor und im Zweiten Weltkrieg für den Bau von Bunkern verwendet wurde

Neuere Entwicklungen

Selbstverdichtender Beton

Durch geeignete Rezepturen oder Zusatzmittel ist es möglich Beton herzustellen, der ohne von außen zugeführte Verdichtungsenergie (Rütteln) auskommt. Dieser Beton wird als SVB (selbstverdichtender Beton) oder SCC (Self-Compacting Concrete) bezeichnet.

Hochfester Beton

Hochfeste Betone werden mit Hilfe von Zementen mit hoher Druckfestigkeit, Hochleistungsverflüssigern und eventuell mit extrem feinen Zusatzstoffen (Silika-Stäube) hergestellt.

Ultrahochfester Beton

Ultrahochfester Beton (UHFB), international als ?Ultra High Performance Concrete (UHPC)? bezeichnet, stellt das Ergebnis der weitergeführten Forschungstätigkeit auf Grundlage des Hochfesten Betons dar. Aufgrund seines vorzugsweise geringen Größtkorndurchmessers und der hohen Reaktivität seiner festen Bestandteile umreißt die auf frühe dänische (Bache) und auf französische Forschungen in den achtziger Jahren zurückreichende Parallelbezeichnung ?Reaktionspulverbeton? bzw. ?Béton de Poudres Réactives? (?BPR?) oder ?Reactive Powder Concrete? (?RPC?) seine technologische Besonderheit sehr treffend. Er erreicht Druckfestigkeiten bis über 200 MPa und ? mit Fasern versetzt ? Zugfestigkeiten von 15 und Biegezugfestigkeiten bis zu 45 MPa. In Deutschland wurden mehrere Brücken im Umkreis von Kassel mit UHFB gebaut.

Infraleichtbeton oder Ultraleichtbeton

Bei einer Trockenrohdichte von maximal 800 kg/m³ spricht man von Infraleichtbeton oder Ultraleichtbeton. Eine untere Gewichtsgrenze für diese Betonsorte liegt technisch derzeit bei etwa 350 kg/m³. Die geringe Dichte ergibt sich durch die besondere Herstellung, unterschiedliche Leichtbetonzuschlagstoffe und die Gefügeart des Infraleichtbetons. Zur Herstellung benutzt man leichte Tongranulate, z. B. Liapor. Die Druckfestigkeit ist so gering, dass er noch nicht als Konstruktionsbeton benutzt werden kann. Diesbezüglich laufen derzeit an verschiedenen Instituten in Deutschland Untersuchungen. Wesentliche Vorteile dieses Betons sind neben dem geringen Gewicht die niedrige Wärmeleitfähigkeit. Mit einem Lambda von zirka 0,18 W/mK ist diese maßgebende Eigenschaft ungefähr halb so hoch wie die Werte des Leichtbetons nach DIN 1045.

Transluzenter Beton

Durch das Einlegen von optischen Fasern gelang es dem Ungarn Aron Losonczi, lichtdurchlässige Betonelemente herzustellen. Der ?Leuchtbeton? wird unter dem Namen ?LiTraCon? (Light Transmitting Concrete) vermarktet. Der Beton weist einen Glasfaseranteil von 3?5 % auf und die annähernd verlustfreie Lichtleitung durch die optischen Fasern, ermöglicht es auch noch bei bis zu zwanzig Metern Wanddicke Licht, Schattenwürfe oder sogar Farben zu sehen.[6] Im Gegensatz zu Faserbeton oder Textilbeton werden hier optische Fasern eingesetzt, die eine Weiterleitung des Lichts erlauben. Handelsübliche und im Beton beständige AR-Glasfasern sind zu dünn für das Phänomen der Totalreflexion im Bereich des sichtbaren Lichts.

Papierbeton

Papercrete oder Papier-Beton ist ein Baustoff, der leicht ist und eine hohe Festigkeit aufweist. Natürlich können auch andere Faser- und Metall-Verarbeitungsabfälle Anwendung finden, wie beispielsweise beim Textilbeton. Entscheidend ist die Mischung (Papercrete ~ 60 Papier ? 20 Staub/Mineral ? 20 Feinzement). Man hat bereits einfache Geodätische Kuppeln mit diesem Material gebaut, wobei auch Metallgeflecht-Verstärkung (Bewehrung) verwendet werden kann.

Glasschaum-Beton

Glasschaum-Beton oder ?Vetrocell?-Beton ist eine Betonmischung, die statt Sand und Kies Glasschaum verwendet. Der Baustoff ist hart und tragend, aber auch sehr leicht. Durch den Glasschaum werden außerdem sehr gute Wärmedämmeigenschaften erreicht. Die Druckfestigkeit liegt bei 8 bis 47 MPa, bei einem Raumgewicht von ungefähr 800 bis 1600 kg/m³ und einem Wärmeleitwert zwischen 0,12 und 0,38 W/(m K).

Selbstreinigender Beton

Um Fassaden mit selbstreinigenden Betonoberflächen zu erhalten, gibt es neuere Entwicklungen. Ähnlich wie beim Lotuseffekt muss die Oberfläche entweder stark wasserabweisend (superhydrophob) oder wasseranziehend (superhydrophil) sein. Vor allem der zweite Weg scheint erfolgversprechend zu sein, wobei sowohl Methoden der nachträglichen Oberflächenbehandlung als auch der Betonzugabe beim Mischprozess angewendet werden. Durch hydrophobe alkalische Silikatlösungen werden ähnliche Effekte auch bei älterem Beton erzielt. Derartige Zusatzmittel können sich auch positiv auf die Abrieb- und Druckfestigkeit auswirken.

Säurebeständiger Beton

Bei diesen Betonen geht es darum, die chemische Beständigkeit stark zu erhöhen. Das wird erreicht, wenn das dreidimensional vernetzte Calciumhydroxidgefüge der Zementsteinmatrix unterbrochen und die Menge des Ca(OH)2 begrenzt wird.

Quelle Eigene und Wikipedia im Juni 2009