Einfluss der Gesteinskörnung

Die Gesteinskörnung bildet den groben, festen Bestandteil der Betonmischung und macht etwa 70 bis 80 Prozent des Volumens aus. Sie wird in natürlichen Lagerstätten wie Flüssen, Steinbrüchen oder dem Meer abgebaut oder bei der Aufbereitung von Beton- und Mauerwerksabbruch gewonnen, wie bei Recyclingbeton der Fall. Die Eigenschaften der Gesteinskörnung – etwa Korngröße, Kornform, Oberflächenbeschaffenheit und Porengehalt – beeinflussen maßgeblich die Frisch- und Festbetoneigenschaften. Unter anderem bestimmen sie die Verarbeitbarkeit, den erforderlichen Anteil an Zementleim zur vollständigen Umhüllung der Körner, den Hohlraumgehalt und damit auch die Festigkeit sowie die Eignung des Betons für bestimmte Anwendungen.

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Anforderungen an die Gesteinskörnung

Um Beton mit vorhersehbaren, kontrollierbaren Eigenschaften herzustellen, sind geometrische, physikalische und chemische Anforderungen an die Gesteinskörnung zu beachten. Diese werden im Zement-Merkblatt B2: Gesteinskörnungen für Normalbeton ausgeführt:

Geometrische Anforderungen

• Kornzusammensetzung
• Kornform
• Muschelgehalt grober Gesteinskörnung
• Feinanteile
• Füller (Gesteinsmehle)

• Kornfestigkeit
• Widerstand gegen Zertrümmerung
• Widerstand gegen Polieren
• Widerstand gegen Abrieb
• Widerstand gegen Verschleiß von Gesteinskörnungen
• Frost-Tau- und Frost-Tausalz-Widerstand
• Kornrohdichte und Wasseraufnahme
• Schüttdichte
• Alkali-Kieselsäure-Reaktion

• Chloride
• schwefelhaltige Bestandteile
• Bestandteile, die das Erstarren und Erhärten des Betons verändern
• Raumbeständigkeit von Hochofenstückschlacken
• Bestandteile, die die Oberfläche von Beton beeinflussen

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Einfluss von Korngemisch und Korngröße

Die Gesteinskörnung bildet quasi das Gerüst des Betons, dessen Lücken mit dem Zementleim ausgefüllt werden. Dementsprechend ergeben sich Anforderungen an das Größtkorn, die Sieblinie, den Mehlkorngehalt und den Wasseranspruch:

• Das Größtkorn bestimmt darüber, ob der Beton problemlos gefördert und verarbeitet werden kann.
• Die Sieblinie ist ein Diagramm, das die Zusammensetzung des Gemischs gemäß den Korngrößen zeigt. Je dichter das Korngerüst und je kleiner die Oberfläche der Körner, desto weniger Zementleim ist erforderlich.
• Zum Mehlkorn zählen alle Stoffe im Beton mit einer Korngröße von höchstens 0,125 mm. Mehlkorn fördert die Verarbeitbarkeit des Frischbetons und bewirkt ein dichteres Gefüge. Ein ausreichender Mehlkorngehalt ist wichtig bei Pumpbeton, Sichtbeton und wasserundurchlässigem Beton.
• Der Wasseranspruch nimmt mit steigendem Anteil von gebrochener Gesteinskörnung und Mehlkorn zu.

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Einfluss chemischer Bestandteile

Die chemischen Eigenschaften der Gesteinskörnungen sind insbesondere für die langfristige Sicherung der Betonqualität von Bedeutung. Sie wirken sich etwa folgendermaßen aus:

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