Zusammensetzung von Beton

Gesteinskörnungen, Zement und Wasser

Beton wird aus den Ausgangsstoffen Gesteinskörnungen, Zement und Wasser hergestellt. Weiterhin können Zusatzmittel und Zusatzstoffe sowie Fasern hinzugefügt werden. Die natürlichen Rohstoffe stammen meist aus der Region der Betonwerke, was in Farbe oder Beschaffenheit des fertigen Betons zum Ausdruck kommen kann.

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Gesteinskörnungen

Mit einem Anteil von 70 bis 80 Volumenprozent sind Gesteinskörnungen der Hauptbestandteil des Betons. Das Gemenge oder Haufwerk von ungebrochenen oder gebrochenen Körnern aus natürlichen, industriell hergestellten oder rezyklierten Stoffen wird durch das Bindemittel Zement zu Beton verkittet.

Gesteinskörnungen können sich in ihrer Herkunft (natürlich oder industriell hergestellt), Stoffart (z.B. Granit, Lava), ihrer Kornrohdichte (leichte, normale und schwere Gesteinskörnung), Kornform (rund oder gebrochen) und Korngröße (Größtkorn D und Kleinstkorn d in mm) unterscheiden. Abgeleitet von der Korngröße werden Gesteinskörnungen in Korngruppen (d/D) eingeteilt. Daraus ergeben sich

  • feine Gesteinskörnungen (Mehlkorn / Sand), z.B. 0/4
  • grobe Gesteinskörnungen (Kies / Splitt / Schotter), z.B. 8/16
  • und Korngemische (Mischungen grober und feiner Gesteinskörnungen), z.B. 0/32

Die geometrischen, physikalischen und chemischen Anforderungen an die Eigenschaften von Gesteinskörnungen werden in Abhängigkeit der Verwendungsart und der Herkunft der Gesteinskörnung festgelegt (siehe dazu u.a. Zement-Merkblatt B2: Gesteinskörnungen für Normalbeton des IZB).

Für die Verwendung in Normal- und Schwerbeton müssen sie der DIN EN 12620: Gesteinskörnungen für Beton entsprechen. Für rezyklierte Gesteinskörnungen gelten zusätzlich die DIN 4226-101: Rezyklierte Gesteinskörnungen für Beton nach DIN EN 12620 – Teil 101: Typen und geregelte gefährliche Substanzen beziehungsweise Teil 102: Typprüfung und Werkseigene Produktionskontrolle.

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Zement

Zement ist das übliche Bindemittel für die Beton- und Mörtelherstellung. Das feine Mehl ist anorganisch und wirkt hydraulisch. Durch die Mischung mit Wasser wird aus dem Zement der Zementleim. Dieser härtet zum wasser- und raumbeständigen Zementstein aus – eine chemische Reaktion, die sowohl an der Luft als auch unter Wasser funktioniert.

Die wichtigsten Zemente sind in der DIN EN 197-1 Zement - Teil 1: Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien von Normalzement genormt. Hier werden fünf Hauptzementarten unterschieden:

  • CEM I: Portlandzement
  • CEM II: Portlandkompositzement
  • CEM III: Hochofenzement
  • CEM IV: Puzzolanzement
  • CEM V: Kompositzement

Diese Hauptzementarten werden in 27 Unterarten eingeteilt, entsprechend der Zugabemenge ihrer jeweiligen Hauptbestandteile. Diese machen jeweils mehr als fünf Masseprozent aus Gesamtsumme aller Haupt- und Nebenbestandteile aus. Neben Portlandzementklinker können dazu Hüttensand (granulierte Hochofenschlacke), Silicastaub, Puzzolane, Flugasche, gebrannter Schiefer und Kalkstein zählen.

DIN EN 14216: Zement - Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien von Sonderzement mit sehr niedriger Hydratationswärme unterteilt weitere Zemente mit sehr niedriger Hydratationswärme in die Hauptzementarten:

  • Hochofenzement VLH III 
  • Puzzolanzement VLH IV 
  • Kompositzement VLH V

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Wasser

Damit die Reaktionen bei der Betonherstellung wunschgemäß ablaufen, darf das dem Zement zugegebene Wasser keine störenden Substanzen enthalten. Zum Beispiel wirken Huminsäuren, die etwa in Moorwässern vorkommen, betonverflüssigend. Auch Industrieabwässer können für die angestrebte Betonqualität nachteilig sein. Deshalb wird zur Betonherstellung oft Trinkwasser verwendet, in geografisch günstig gelegenen Betonwerken auch Wasser aus Flüssen oder Seen. Auch sogenanntes Restwasser, etwa aus der Reinigung von Anlagen und Mischfahrzeugen, darf aufbereitet und geprüft verwendet werden.

Wie das Zugabewasser geprüft und beurteilt werden muss, ist festgelegt in der DIN EN 1008: Zugabewasser für Beton - Festlegung für die Probenahme, Prüfung und Beurteilung der Eignung von Wasser, einschließlich bei der Betonherstellung anfallendem Wasser, als Zugabewasser für Beton.

Das folgende Video des Herstellers Heidelberg Cement zeigt Schritt für Schritt den Herstellungsprozess von Transportbeton:

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