Das Wichtigste zum Bauen mit Beton
Beton übt bereits seit Jahrhunderten eine große Anziehungskraft auf den Menschen aus. Aber warum eigentlich? Was macht ihn so anders als andere Baustoffe? Und ist das Bauen mit Beton noch zeitgemäß? Erfahren Sie hier alles, was Sie über Beton wissen müssen.
Als Tischplatte oder polierter Estrich hat Beton ein cooles, modernes Image. Zeitgleich ist der uralte Baustoff so umstritten wie wohl noch nie zuvor in seiner Geschichte. Das nehmen wir zum Anlass, uns einmal näher mit seiner Herstellung und Verwendung auseinanderzusetzen.
Was ist Beton?
Kurz erklärt ist Beton ein künstlicher Stein aus Zement, Gesteinskörnungen (Sand und Kies), Wasser und Zusätzen. Oft herrscht Verwirrung über den Unterschied zwischen Beton und Zement. Begrifflich gehören Beton und Zement tatsächlich eng zusammen, aber sie bezeichnen nicht das Gleiche: Zement ist nämlich ein im Zementwerk fein gemahlenes Bindemittel auf Basis von Kalkstein und Ton und bildet eine Grundzutat in der Betonherstellung. In der Regel besteht ein Kubikmeter Normalbeton aus 2000 kg Kies, 250 bis 400 kg Zement und 150 kg Wasser. Die Gesteinskörner machen 70 Prozent und somit den mengenmäßig größten Anteil des Betons aus.
Was sind die Eigenschaften von Beton?
Besonders für Beton spricht seine Druckfestigkeit. Sie ist aber nicht immer gleich hoch. Das ist in der Praxis auch nicht notwendig. Beispiel: Ein Beton-Estrich im Innenbereich muss andere Eigenschaften aufweisen als eine Betonfahrbahndecke. Deshalb werden verschiedenen Betonzusatzmittel verwendet, die meist flüssig in sehr geringen Mengen zugegeben werden. In größeren Mengen kommen Gesteinsmehle oder Farbpigmente als sogenannte Betonzusatzstoffe zum Einsatz.
Warum wird Beton hart?
Wird Zement mit Wasser angerührt, entsteht Zementleim. Aufgrund einer chemischen Reaktion, der sogenannten Hydratation (= Wasserbindung), wird dieser Zementleim und folglich der Beton hart.
Je nach dem Mischverhältnis von Wasser und Zement (= Wasser-Zement-Wert), variiert die Druckfestigkeit und Porosität. In typischer Zement kann eine Wassermenge von rund 40 Prozent seiner Masse binden. Dies entspricht einem w/z-Wert von 0,40. Welcher Wert "gut" ist, ist davon abhängig, was der Beton aushalten soll. Allgemein gilt: Je höher die Beanspruchung, desto niedriger muss der w/z-Wert sein.
Warum bricht Beton?
Die größte Schwachstelle des Betons ist, dass er bei Zugspannungen schnell reißt. Um das zu verhindern, setzt man Stahl im Beton ein, der die Zugkräft aufnimmt (= Stahlbeton). Bei solchen auf Zug oder Biegung belasteten Stahlbetonbauteilen sind Risse aber ganz normal und sogar miteingeplant. Denn bevor der Stahl die Zugkräfte vollständig übernehmen kann, ist der Beton bereits gerissen. Die Risse dürfen nur nicht zu breit werden oder müssen planmäßig geschlossen werden.
Ein weiterer Grund, warum Beton bricht, ist ein nicht ausreichender w/z-Wert. Zu viel Wasser kann vom Zement nicht mehr gebunden werden und winzige saugfähige Poren entstehen. Der Beton ist dann nicht so fest wie erwünscht und Wasser tritt aus - der Beton blutet.
Was ist beim Beton mischen zu beachten?
Zement, Gesteinskörnungen und Wasser müssen so lange gemischt werden, bis eine homogene Masse entstanden ist. Das dauert bei Normalbetonen mindestens 30 Sekunden, bei Leichtbetonen mindestens 90 Sekunden. In der Regel wird der Baustoff sofort nach dem Mischen verarbeitet. Bei trockenem und warmem Wetter sollte der Beton innerhalb einer halben Stunde, bei kühler und feuchter Witterung innerhalb einer Stunde eingebracht und verdichtet sein. Grundsätzlich gilt: Beton nur in den Mengen anmischen, die sofort eingebracht und verdichtet werden können.
Um Risse im Frischbeton zu verhindern, muss beim Betonieren darauf geachtet werden, dass er nicht zu früh aushärtet, das heißt, das Wasser darf nicht verdunsten. Besonders stabil wird er, wenn er während des Aushärtens möglichst feucht gehalten wird. Deshalb ist es wichtig, ihn mit einer Folie vor allem vor Sonne und Wind zu schützen. Auch bei Regen und Frost kann betoniert werden, wird aber zu einer heikleren Angelegenheit. Zum Beispiel muss im Winter darauf geachtet werden, dass der Beton seine Gefrierbeständigkeit erreicht hat, bevor die Betontemperatur das erste Mal auf unter Null Grad absinkt. Gefrierbeständig ist er, wenn seine Temperatur wenigstens drei Tage +10 °C nicht unterschritten hat.
Wie lange braucht Beton zum Trocknen?
Der Beton braucht viel Zeit zum Aushärten - ungefähr 28 Tage und länger. Betreten oder bearbeiten kann man ihn allerdings in der Regel schon nach ein bis zwei Tagen.
Warum Beton verdichten?
Nur ein vollständig verdichteter Beton ist von Dauer. Wurde nicht gut verdichtet, neigt der Beton zu Rissen und Fehlstellen. In den meisten Fällen wird Beton durch Rütteln verdichtet. Das geschieht so lange, bis sich der Beton nicht mehr setzt, die Betonoberfläche mit Feinmörtel geschlossen ist und keine größeren Luftblasen mehr aufsteigen. Solange der Beton noch verformbar ist, kann er auch nachverdichtet werden.
Welche Betonsorten gibt es? Und wo werden sie eingesetzt?
| Betonsorte | Eigenschaften | |
| Verwendung | ||
| Normalbeton | Die am häufigst verwendete Betonart. Umgangssprachlich als "Beton" bezeichnet. | So gut wie in jedem Bereich einsetzbar (Straßenbau, Industrie, Wohnbau etc.) |
| Leichtbeton | Hat im Vergleich zum Normalbeton ein geringeres Gewicht. Gewichtsersparnisse von 400 bis 1200 kg/m³ Beton. Wärmedämmend. | Für Wohnungsbau und für Bereiche, wo für Transport, Montage oder Gebrauch ein leichter Beton benötigt wird (Hochbau, Brückenbau) |
| Schwerbeton | Ist ein Beton mit hoher Rohdichte. Diese wird erreicht, indem unterschiedliche Gesteinskörnungen mit hoher Kornrohdichte (z. B. Eisenerz) verwendet werden. | Zur Abschirmung von z. B. Röntgenstrahlung verwendet, für Tresore, Kontergewichte für Kräne o. Ä. |
| Stahlbeton | Beton hat eine hohe Druckfestigkeit, kann aber auf Zug nur wenig Kraft aufnehmen. Deshalb sorgt in den Beton eingelegter Stahl (=Bewehrung) für die Aufnahme der Zugkräfte. Man spricht dann von Stahlbeton. Üblicherweise wird Baustahl mit aufgewalzten Rippen (Rippentorstahl) bzw. Baustahlgitter verwendet. | Fundamente, Stützwände, Stahlbeton-Decken, Gebäudewände, Brücken- und Tunnelbau etc. |
| Faserbeton | Zur Verbesserung der Zugfestigkeit werden Fasern aus Glas, Stahl, Kunststoff oder Kohlenstoff zugemischt. Rissbildungen im Beton, die bei höheren Zugbeanspruchungen entstehen, können so reduziert werden. | Fundamente, Bodenplatte, Kellerbau, zur Verbesserung des Brandschutzes, Wohnbau im Allgemeinen |
| Textilbeton | Ein feinkörniger Beton, der mit Glas, Carbon oder Bambus bewehrt ist. Er ist leicht, tragfähig und ist - anders als Stahlbeton - gut formbar. Eine weitere Besonderheit: Er ist vollständig recycelbar! | Zur Verstärkung bestehender Bauteile, für Brücken |
| Splittbeton | Enthält neben Zement und Wasser auch Splitt, der ihn wasserdurchlässiger macht. Der Vorteil: geringe Frostgefahr im Winter. | Hauptsächlich verwendet im Straßen- und Wegebau |
| Polymerbeton | Hier ersetzt ein Polymer, also ein Kunststoff, den Zement als Bindemittel. Hat eine geringe Erhärtungszeit. | Sanierung von Bauteilen, Straßen, Brücken |
| Lichtbeton | Lichtdurchlässiger Beton weist einen Glasfaseranteil von drei bis fünf Prozent auf. Lichtwellenleiter im Beton ermöglichen Effekte, Kontraste und Strukturen, die durch den Beton sichtbar sind. | Raumteiler, Treppenstufen, Einbauten für Wellnessbereiche etc. |
| Selbstverdichtender Beton | Enthält neben Zement und Wasser neuartige Fließmittel auf Basis von Polycarbonat Polycarboxylat-Ethern. Beim selbstverdichtenden Beton entfällt das Rütteln als Arbeitsschritt (weniger Lärm), er hat eine weichere Konsistenz und weist ein extrem gutes Fließverhalten auf. Der Vorteil: eine fast porenlose Betonoberfläche. | Fertigteilbau, Wohnbau in dicht besiedelten Gebieten, Betonagen bei Nacht, für Sichtbetonwände |
| Selbstreinigender Beton | Superhydrophile Oberflächen besitzen eine mikroskopisch kleine, raue, noppenartige Struktur. Schmutzpartikel, die in der Regel größer als die Noppen sind, setzen sich auf den Spitzen der Noppen ab und werden von abfließenden Wassertropfen abgewaschen (Lotus-Effektt). Zusätzlich wird die Oberfläche z. B. mit Titandioxid beschichtet (der Beton wird dann weiß) und mit UV-Licht bestrahlt. | Fassaden, Gärten, Terrassen |
Wieso verursacht Beton CO2?
Um Zement (ein wichtiger Bestandteil von Beton) herzustellen, muss viel Energie aufgewendet werden: Seine Bestandteile werden bei knapp 1500 Grad Celsius erhitzt. Die dafür genutzten fossilen Brennstoffe (Stein- und Braunkohle) pumpen viel Kohlendioxid in die Atmosphäre. Zusätzlich wird beim Verbrennen das in den Zementbestandteilen gebundene CO2 freigesetzt.
Um die Ökobilanz von Beton zu verbessern, arbeitet die Zementproduktion an effizienteren Technologien. In Österreich werden immerhin bereits über 75 Prozent der benötigten thermischen Energie durch alternative Brennstoffe aufgebracht. Verbrannt werden z. B. Altreifen, nicht recyclerbare Altkunststoffe, Sonnenblumenkernschalen und Klärschlämme. Damit ist das Problem aber noch nicht gelöst. Es wird weltweit an alternativen Bindemitteln geforscht, die Zement ersetzen können.
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