Betone mit besonderen Eigenschaften

Beton lässt sich gezielt auf unterschiedliche Aufgaben einstellen. Je nach Beanspruchung und Anforderungen an Verarbeitung oder Nutzung verändern sich Rezeptur und Herstellung. So entstehen Betone, die beispielsweise Wasser oder bestimmten Flüssigkeiten einen hohen Widerstand entgegensetzen, große Lasten aufnehmen, erhöhten Temperaturen standhalten oder sich unter besonderen Bedingungen verarbeiten lassen.

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Zu den wichtigsten Stellschrauben gehört der Wasserzementwert. Er beeinflusst die Kapillarporosität des Zementsteins und damit unter anderem Festigkeit und Dichtigkeit. Auch Art und Menge des Bindemittels, die Gesteinskörnung sowie Zusatzstoffe und Zusatzmittel verändern die Eigenschaften des Betons. Silicastaub kann das Gefüge verdichten, Fließmittel steuern die Verarbeitbarkeit, Fasern wirken sich auf Zugverhalten und Rissbildung aus. Ob der Beton die vorgesehenen Eigenschaften tatsächlich erreicht, hängt außerdem von Herstellung, Transport, Einbau, Verdichtung und Nachbehandlung ab.

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Wasserundurchlässiger Beton

Bauteile im Erdreich oder im Grundwasser benötigen häufig Beton mit hohem Wassereindringwiderstand. Ein niedriger Wasserzementwert und ein dichtes Gefüge begrenzen den kapillaren Porenraum, sodass Wasser nur begrenzt eindringen kann. WU-Beton kommt etwa bei Kellern, Tiefgaragen, Tunneln und Behältern zum Einsatz. Bei Weißen Wannen übernimmt die Stahlbetonkonstruktion tragende und abdichtende Funktionen. Dabei zählt das gesamte WU-Konzept, denn auch Fugen, Durchdringungen und mögliche Risse müssen berücksichtigt werden.

Unterwasserbeton

Wenn Baugruben ins Grundwasser reichen oder Bauteile direkt unter Wasser hergestellt werden, muss der Frischbeton auch dort zusammenhalten. Unterwasserbeton ist so zusammengesetzt, dass Zementleim möglichst wenig ausgewaschen wird und sich das Korngerüst kaum entmischt. Ein hoher Mehlkornanteil, Stabilisatoren und Fließmittel sorgen für eine kohäsive, zugleich gut fließfähige Mischung. Typische Einsatzfelder sind Dichtsohlen in Baugruben, Schleusen, Hafenanlagen und der Spezialtiefbau.

Beton für wassergefährdende Stoffe

Wo Kraftstoffe, Öle, Lösemittel oder andere wassergefährdende Stoffe gelagert, abgefüllt oder verwendet werden, braucht die Betonkonstruktion eine hohe Flüssigkeitsdichtheit. FD- und FDE-Betone bilden hier eine Barriere, etwa in Auffangwannen, Tankstellenbereichen oder Industrieanlagen. Bei FD-Beton begrenzen Vorgaben unter anderem Wasserzementwert und Leimvolumen. FDE-Beton kann von festgelegten Rezepturgrenzen abweichen, wenn Prüfungen seine Dichtheit nachweisen. Auch Anschlüsse und Befestigungen verlangen Aufmerksamkeit, weil Durchdringungen flüssigkeitsdicht ausgebildet werden müssen.

Beton für erhöhte Temperaturen

Dauerhafte oder wiederkehrende Hitze stellt andere Anforderungen an das Betongefüge. Temperaturbeständige Gesteinskörnungen und eine abgestimmte Rezeptur spielen dabei eine wichtige Rolle. Besonders dichte Betone können sich bei starker Erwärmung kritisch verhalten. Verdampft Wasser im Inneren und kann der Dampf kaum entweichen, steigt der Porendruck. Polypropylenfasern können dem entgegenwirken. Bei hohen Temperaturen schmelzen sie und schaffen zusätzliche Wege, über die Wasserdampf entweichen kann. Einsatzgebiete liegen etwa im Industrie- und Tunnelbau.

Hochfester und frühhochfester Beton

Hochfester Beton beginnt bei Druckfestigkeitsklassen ab C55/67. Niedrige Wasserzementwerte und Zusatzstoffe wie Silicastaub erzeugen ein dichtes Gefüge mit hoher Druckfestigkeit. Dadurch lassen sich große Lasten über vergleichsweise schlanke Querschnitte abtragen, etwa bei Stützen im Hochhausbau oder bei weit gespannten Ingenieurbauwerken.

Bei frühhochfestem Beton steht dagegen die Geschwindigkeit der Festigkeitsentwicklung im Vordergrund. Schnell erhärtende Zemente und Zusatzmittel sorgen dafür, dass er bereits kurze Zeit nach dem Einbau hohe Festigkeiten erreicht. Bei zeitkritischen Instandsetzungen von Verkehrsflächen lassen sich dadurch Sperrzeiten deutlich reduzieren.

Selbstverdichtender Beton

Bei dicht bewehrten oder geometrisch komplexen Bauteilen kann selbstverdichtender Beton die Ausführung erleichtern. Er fließt unter seinem Eigengewicht in die Schalung, umschließt die Bewehrung und entlüftet sich, ohne dass Rüttler nötig sind. Dafür benötigt die Mischung einen hohen Mehlkornanteil und leistungsfähige Fließmittel, zugleich muss sie entmischungsstabil bleiben. SVB eignet sich auch für anspruchsvolle Sichtbetonoberflächen. Weil das Rütteln entfällt, sinkt zudem die Lärmbelastung.

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Welche besondere Eigenschaft ein Beton benötigt, ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Bauteil, Beanspruchung, Exposition und Bauablauf. Manche Anforderungen betreffen vor allem den Frischbeton, andere zeigen sich erst während der Nutzung. Rezeptur, konstruktive Planung und Ausführung müssen deshalb von Beginn an zusammenpassen.

Weitere Angaben zu Herstellung, Verarbeitung und Überwachung von Betonen mit besonderen Eigenschaften enthalten die Betontechnischen Daten von Heidelberg Materials (siehe Surftipps).

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Surftipps

• www.beton-technische-daten.de > Anforderungen an Betone mit besonderen Eigenschaften