Mischen von Beton

Beton herzustellen scheint auf den ersten Blick recht einfach: Es braucht Zement, Wasser und Gesteinskörnungen sowie eventuell Zusatzmittel und -stoffe. Jedoch ist bei den Mengenverhältnissen große Genauigkeit gefragt, um die gewünschten Betoneigenschaften zu erreichen. Bei kleinen, privaten Bauprojekten wird mitunter per Hand oder mit einer kleinen Maschine gemischt. Große Baustellen verlangen hingegen eine industrielle Herstellung und koordinierte Anlieferung.

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Rezeptur beachten

Die Anteile der einzelnen Komponenten müssen genau berechnet werden, damit die Endfestigkeit, der Luftgehalt und das Wasser-Zement-Verhältnis die gewünschten Werte erreichen. Die tatsächlichen Mengen sollten nicht mehr als 3 % von der Rezeptur abweichen. Um zu bestätigen, dass er den Anforderungen entspricht, muss jeder Beton eine Prüfung im Labor oder Werk durchlaufen.

Zement und Gesteinskörnungen werden nach Masse (Gewicht) bemessen, Wasser hingegen durch Wägung oder nach Volumen, etwa mithilfe von Durchflusswasserzählern. Beim Mischen werden die Ausgangsstoffe im Werk in einer vorgeschriebenen Reihenfolge und Zeit miteinander vermengt: zunächst Gesteinskörnung und Zement, dann die Zusatzstoffe und danach Wasser und Zusatzmittel.

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Mischen bis zur Gleichmäßigkeit

Die Mischzeit beginnt nach Zugabe der Ausgangsstoffe und endet, wenn eine gleichmäßige Mischung erreicht ist. Längeres und intensives Mischen schließt den Zementleim besser auf und macht so den Frischbeton geschmeidiger und leichter verarbeitbar. Wie viel Zeit jeweils erforderlich ist, hängt von der Mischwirkung des Mischers und der Betonzusammensetzung ab. Erfahrungsgemäß soll sie bei Normalbetonen mindestens 30 Sekunden, bei Leichtbetonen mindestens 90 Sekunden betragen. Für selbstverdichtende, hochfeste und Sichtbetone sowie Betone mit Luftporenbildnern ist mehr Zeit nötig.

Zusatzmittel müssen während des Hauptmischgangs zugegeben werden, mit Ausnahme von Fließmitteln (FM) und Verzögerern (VZ). Die Zugabe erfolgt entweder gemeinsam mit dem Anmachwasser oder direkt danach, wobei der genaue Zeitpunkt bei einigen Zusätzen deren Wirkung beeinflusst.

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Herstellung im Werk oder vor Ort

Baustellenbeton wird gemäß DIN EN 206: Beton – Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität direkt auf der Baustelle hergestellt. Dabei kommen mobile Mischanlagen zum Einsatz, die modular aufgebaut sind und sich teilweise in weniger als zwei Wochen errichten lassen. Transportbeton hingegen wird mit einem Fahrmischer geliefert. Das Mischen kann nicht nur im Werk, sondern auch im Fahrzeug selbst erfolgen. Ein beigemischter Verzögerer sorgt dafür, dass der Beton über mehrere Stunden hinweg transport- und verarbeitungsfähig bleibt.

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Betontankstellen

Gemäß Zement-Merkblatt B7: Bereiten und Verarbeiten von Beton ist das Mischen per Hand nicht erlaubt, doch gerade auf Kleinbaustellen nicht unüblich. Für Handwerksbetriebe und Heimwerker*innen können sogenannte Betontankstellen eine Alternative sein. Diese modular aufgebauten Mischanlagen arbeiten auf Knopfdruck, nach Angabe der gewünschten Rezeptur. Nur wenige Minuten dauert es, bis der vollautomatisch gemischte Beton fertig ist und über einen Gurtbandförderer zum mitgebrachten Transportgefäß oder Fahrzeug gelangt. Manche dieser Anlagen sind sogar mobil und so konzipiert, dass sie möglichst genehmigungsfrei aufgestellt werden können. Je nach Modell sind weniger als 100 m2 Aufstellfläche nötig.

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Wasser ist neben Zement, Sand und Kies einer der essentiellen Bestandteile des Betons.

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Herstellung

Zugabewasser

Es setzt die Hydratation des Zements in Gang und bestimmt über Festigkeit und Dichtigkeit mit. Somit ist Wasser unverzichtbar für die Betonherstellung.

Zement, Wasser und Gesteinskörnungen sind die Ausgangsstoffe für die Herstellung von Beton.

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Zusammensetzung von Beton

Gesteinskörnungen, Zement und Wasser sind die Ausgangsstoffe des mineralischen Baustoffs. Durch Zusatzmittel und -stoffe lässt er sich den jeweiligen Anforderungen anpassen.

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Wasserzementwertneu

Der Wasserzementwert (w/z-Wert) beschreibt das Massenverhältnis von wirksamem Wasser zum Zement im Frischbeton.

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Kaum eine Kennzahl prägt Festigkeit, Dauerhaftigkeit und Gefügedichte von Beton so stark wie der Wasserzementwert.

Qualitätskontrolle in der Produktion

Die Qualität des Betons wird bereits durch die Eigenschaften der eingesetzten Ausgangsstoffe bestimmt.

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Von der genehmigten Betonzusammensetzung bis zum fertigen Bauteil greifen in der Betonproduktion abgestimmte Kontrollschritte ineinander.

Mischen von Beton

Die Abmessung der Ausgangsstoffe erfolgt in Mischanlagen der jeweiligen Betonwerke.

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Damit Beton die gewünschten Eigenschaften erhält, ist eine exakt ermittelte Rezeptur nötig. Doch nicht nur darauf kommt es bei der Herstellung an.

Zugabewasser

Wasser ist neben Zement, Sand und Kies einer der essentiellen Bestandteile des Betons.

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Es setzt die Hydratation des Zements in Gang und bestimmt über Festigkeit und Dichtigkeit mit. Somit ist Wasser unverzichtbar für die Betonherstellung.

Verdichten von Beton

Beim Einbringen des Frischbetons steht ein Bauarbeitender bereits mit einem Rüttler parat (im Bild rechts).

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Das Verdichten bestimmt maßgeblich Festigkeit, Dauerhaftigkeit und Oberflächenqualität von Betonbauteilen.

Wiederverwendung von Betonbauteilen

Wiederverwendung unmöglich: Anstatt sie behutsam rückzubauen werden viele Betongebäude mit der Abrissbirne zerstört, wie 2018 bei der Oberpostdirektion Hamburg (Post-Pyramide) geschehen.

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Betongebäude sind riesige Materiallager. Um aus ihnen ganze Bauteile zurückzugewinnen, braucht es eine genaue Bestandserfassung und einen sorgfältigen Rückbau.

Aufbereitung von Betonabbruch

Das Recyceln von Beton spart Primärrohstoffe, Energie und Deponieraum.

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Zerkleinert, sortiert und gereinigt sind Beton- und auch Mauerwerksabbruch wertvolle Ressourcen für die Herstellung von Recyclingbeton.

Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS)

In der Beton- und Zementindustrie wird damit begonnen, Kohlendioxid mit Anlagen wie diesen abzuscheiden, zu komprimieren und abzutransportieren.

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Kohlendioxid aus der Beton- und Zementherstellung soll gar nicht erst in die Atmosphäre gelangen, sondern weiterverwendet oder eingelagert werden.

Zertifizierung des Concrete Sustainability Councils

2016 wurde das Concrete Sustainability Council gegründet, dessen Zertifikate nachhaltiges Handeln in der Beton- und Zementherstellung ausweisen sollen.

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Um eines der Label zu bekommen, müssen Beton- und Zementwerke nachweisen, dass sie ökologisch, sozial und ökonomisch verantwortlich handeln.

Energie in der Zementherstellung

Bei der Zementherstellung wird viel thermische Energie benötigt, zum Beispiel um den Kalk zu Klinker zu brennen.

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Große Mengen thermischer und elektrischer Energie werden benötigt, um Kalk zu Klinker zu brennen und daraus Zement herzustellen.

Zusammensetzung von Beton

Zement, Wasser und Gesteinskörnungen sind die Ausgangsstoffe für die Herstellung von Beton.

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Einfluss der Ausgangsstoffe

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Sämtliche Ausgangsstoffe haben Einfluss auf die Funktionalität und Qualität des Betons in seiner jeweiligen Anforderung. Wichtig...

Hauptbestandteile des Zements

Portlandzementklinker, Hüttensand, natürliche Puzzolane, Kieselsäurereiche Flugasche, Gebrannter Schiefer gehören zu den Hauptbestandteilen von Zement.

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Zur Betonherstellung wird neben Gesteinskörnungen und Wasser ein Bindemittel benötigt: der Zement. Seine Hauptbestandteile sind:...

Betonherstellung und Klimaschutz

Dem hohen CO2-Ausstoß bei der Produktion des Bindemittels Zement steht die lange Haltbarkeit von Betonkonstruktionen gegenüber (Bild: Zementwerk in Berlin).

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Die Reduktion des Klinkerfaktors und die Abscheidung von Kohlenstoffdioxid sollen dazu beitragen, den CO2-Ausstoß bei der Zementherstellung zu senken.

Bindemittel, Zusatzmittel und Zusatzstoffe

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BindemittelBindemittel sind im plastischen Zustand verarbeitbare anorganische oder organische Substanzen, die im Laufe einer...

Kompositzemente und alternative Bindemittel

Der hohe Kohlenstoffdioxidausstoß bei der Herstellung von Portlandzementklinker befeuert die Suche nach alternativen Bindemitteln.

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Bei Kompositzementen wird ein Teil des Portlandzementklinkers ersetzt; alternative Bindemittelsysteme kommen ohne den in der Herstellung CO2-intensiven Stoff aus.

Konsistenz von Beton

Frischbeton sollte so beschaffen sein, dass er ohne wesentliches Entmischen gefördert, eingebaut und verdichtet werden kann

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Die Konsistenz des Frischbetons soll so beschaffen sein, dass er ohne wesentliches Entmischen gefördert, eingebaut und vollständig...

Betoniervorgang

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Ausschalen und Nachbehandeln

Nach 28 Tagen ist die ausschlaggebende Druckfestigkeit von Beton erreicht und das Bauteil kann ausgeschalt werden.

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Ein behutsames Vorgehen ist ratsam, damit es nicht zu Arbeitsunfällen oder Schäden am noch jungen Bauwerk kommt.

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