Beton und Betontechnologie
Wissenswertes zu Beton und -technologie
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Beton
Betonbestandteile
Betonarten
Nachbehandlung
Was ist Beton ?
Selbst nach jahrelanger Arbeit mit und für den Beton sind es manchmal die vermeintlich
ganz einfachen Fragen, deren Beantwortung dann doch nicht so simpel ist, wie man
denkt. Für alle Fälle haben wir hier ein paar Informationen, Definitionen und mehr, rund
um das Thema Beton und Betontechnologie zusammengetragen.
Was ist Beton ?
“Baustoff, erzeugt durch Mischen von Zement, grober und feiner Gesteinskörnung und
Wasser, mit oder ohne Zugabe von Zusatzmitteln, Zusatzstoffen und Fasern. Beton
erhält seine Eigenschaften durch Hydratation des Zements.”
Beton ist ein künstlicher Stein, bei dem Zement als Bindemittel den Zusammenhalt der
anderen Bestandteile ermöglicht. Die Festigkeit des Betons wird durch Kristallisierung
der Klinkeranteile des Zementes und die Verzahnung der entstehenden Kristallnadeln
verursacht.
Geschichte
Vergleichbare Baustoffe (Kalkmörtel) konnten an bereits über 10.000 Jahre alten Bau-
werksresten in der heutigen Türkei nachgewiesen werden. Vor mehr als 2000 Jahren
wurde Beton bei den Römern unter dem Begriff “opus caementitium” (opus ... Werk,
Bauwerk; caementitium ... Zuschlag, behauener Stein) verwendet.
Im Mittelalter kommt Beton kaum zur Anwendung und erfährt erst in der Neuzeit eine
rasche Entwicklung. Mit dieser Entwicklung sind zahlreiche Namen wie J. Parker
(Romanzement, 1796), Louis-Joseph Vicat (künstlicher hydraulischer Kalk, 1818),
Joseph Aspdin (Portlandzement, 1824) oder Joseph Monier (Stahlbeton 1867, “Monier-
eisen”) verbunden.
Betonbestandteile
Zement
Zement ist ein hydraulisches Bindemittel, das unter Wasseraufnahme erhärtet. Luft wird dabei nicht
benötigt, so dass er auch unter Wasser erhärtet. Das Zement-Wasser-Gemisch (Zementleim) verbindet
die Zuschlagkörner zu einem festen Gefüge. Die gebräuchlichsten Zementarten sind Portlandzement
(CEM I), Portlandkompositzement (CEM II) und Hochofenzement (CEM III). Zement wird in ver-
schiedenen Festigkeitsklassen (z.B. 32,5/42,5/52,5) und unterschiedlicher Festigkeitsentwicklung (N ...
normal- / R ... schnellerhärtend) hergestellt. Sondereigenschaften wie niedriger Alkaligehalt (Kennung
NA), niedrige Hydratationswärme (NW, neu auch als LH [low heat] und VLH [very low heat] ) oder hoher
Sulfatwiderstand (HS) sind ebenfalls verfügbar.
Gesteinskörnungen (Zuschlag)
Der Betonzuschlag (Sand, Kies, Splitt, ... aus Sandstein, Granit, Basalt, Baryt ... oder z.B. als Blähton)
stellt den größten Teil des Betonvolumens und definiert mit seiner Dichte zugleich die Betonart (Normal-
beton, Schwerbeton, Leichtbeton)
Wasser
Der Wassergehalt des Betons setzt sich aus dem Zugabewasser (Leitungs-, Brunnen-, Restwasser), der
Feuchte der Zuschläge und gegebenenfalls dem Wasser aus Zusatzmitteln/-stoffen zusammen.
Zusatzmittel
Betonzusatzmittel sind flüssige oder pulverförmige Stoffe bzw. Granulate, die dem Beton in kleinen
Mengen zugegeben werden und durch chemische und/oder physikalische Wirkung die Eigenschaften
des Frisch- bzw. Festbetons beeinflussen. Bekannte Zusatzmittelarten sind z.B. Verflüssiger (BV),
Fließmittel (FM), Verzögerer (VZ) oder Luftporenildner (LP).
Zusatzstoffe/Fasern
Zusatzstoffe sind feine anorganische oder organische Stoffe, die im Beton zur gezielten Eigenschafts-
anpassung verwendet werden. Sie sind als Volumenbestandteile im Stoffraum zu beachten. Es werden
zwei Zusatzstofftypen unterschieden:
Typ I:
nahezu inaktive Zusatzstoffe (Gesteinsmehle, Pigmente, Organische Stoffe, Fasern)
Typ II: puzzolanische oder latent hydraulische Stoffe (Trass, Flugasche, Silikastaub, Hüttensandmehl)
Baustellenbeton
Baustellenbeton wird in einem Werk direkt auf der Baustelle
hergestellt und ist in Deutschland nur auf Großbaustellen mit
großem Betonbedarf und/ oder langen Anfahrtswegen üblich.
Die Baustellenbetonwerke können, sofern dafür ausgelegt,
sämtliche Betonfestigkeitsklassen und -sorten (ähnlich einer
stationären Anlage) liefern.
Transportbeton
Transportbeton wird zentral in stationären Mischanlagen
hergestellt und mit Betonmischfahrzeugen zu den Baustellen
geliefert wird. Transportbeton wird auch als Fertigbeton
bezeichnet, das er bereits fertig gemischt ist und nur noch
eingebaut werden muss. Die Herstellung von Transportbeton ist
in der Europäischen Norm EN 206 festgelegt.
Ortbeton
Beton, der vor Ort auf der Baustelle verarbeitet wird und dort
abbindet, wird im Gegensatz zu Betonfertigteilen als Ortbeton
bezeichnet. Er wird als Transport- oder Baustellenbeton
geliefert.
Stahlbeton
Stahlbeton ist ein künstlicher Baustoff, der als Verbundwerkstoff
aus Beton und Bewehrungsstahl besteht. Die hohe
Druckfestigkeit des Betons bei niedriger Zugfestigkeit wird durch
die hohe Zugfestigkeit des Stahl ergänzt und ermöglicht eine
beanspruchungsorientierte Bauweise.
Faserbeton
Beim Faserbeton werden dem Beton zur Verbesserung der
Zugfestigkeit, des Bruch- und Rissverhaltens, Fasern
zugegeben und wirken als Bewehrung. Es können kurze oder
lange Fasern verwendet werden. Lange Fasern werden meist in
Form von Glasfasertextilmatten eingesetzt. Man spricht dann
von textilbewehrtem Beton oder auch Textilbeton.
Als Fasern werden Glasfasern (alkalibeständige Fasern),
Stahlfasern verschiedenster Art, (Nicht rostend, Baustahl,
aufgebogen, nicht aufgebogen, …), Kunststofffasern oder
Kohlenstofffasern eingesetzt werden. Letztere besitzen den
höchsten E-Modul der hier angeführten Fasern.
Polymerbeton
Polymerbetone enthalten ein Polymer (Kunststoff, Epoxidharz)
als Bindemittel. Zement wird hier, allenfalls als Füllstoff ohne
Bindewirkung eingesetzt. Polymerbeton (auch Mineralguss
genannt) wird häufig zur Sanierung oder wegen seiner hohen
Schwingungsdänpfung zur Herstellung von Maschinengestellen
verwendet.