Beton

Beton ist ein nicht wegzudenkender Bestandteil in den allermeisten großen und kleinen Bauwerken. Durch eine große Vielzahl an Rezepturen erreicht Beton eine breite Palette an mechanischen und chemischen Eigenschaften, welchen ihn als außerordentlich flexiblen Baustoff auszeichnen. Diese Flexibilität, gepaart mit einem vorteilhaften Verhältnis zwischen Kosten und Festigkeit, führten in den letzten l00 Jahren dazu, daß Beton, in all seien Varianten eingesetzt, einen beispiellosen Siegeszug feierte. Doch wurde dadurch auch offenbar, wie wichtig eine korrekte Zusammensetzung und Verarbeitung dieses Baustoffes ist, um sowohl seine mechanischen als auch ästhetischen Merkmale dauerhaft zu sichern.
Die Wahl der Betonart und folglich seiner Rezeptur, erfolgt in Abhängigkeit der Eigenschaften, welchen das fertige Produkt gerecht werden muß; Verarbeitbarkeit, Festigkeit, Dauerhaftigkeit und Kosten sind meist die Kriterien, die es zu erfüllen gilt.
In der Regel besteht herkömmlicher Beton aus 9-18% Zement, 6-9%, Wasser, 23-35% Sand und 33-55% Kies (Angaben in Massenprozente).

Durch gezielte Beimischung von bestimmten Zusatzmitteln kann der Beton auf gewisse Bedürfnisse hin optimiert werden, was den Gestaltungsspielraum der Planer und den Nutzwert der Auftraggeber erheblich steigern kann, doch sind diese auf Wirksamkeit, Nutzbarkeit und Chloridfreiheit hin zu überprüfen.

Einige praktische Problemfälle

Es wurde beobachtete, daß besonders auf Kleinbaustellen und bei Eigenleistungen des Bauherrn das Anmischen des Betons vor Ort nicht fachmännisch ausgeführt wird, und die Anmachwassermenge nach Augenmaß bestimmt wird. Der Wasser/Zement-Wert ist ein zentraler Kennwert, welcher die Betoneigenschaften weithin bestimmt, und in der Regel sollte der Wasser/Zement-Wert um die 0,50 betragen. Beton mit zu hoher Anmachwassermenge hat in Allgemeinem eine geringere Festigkeit, schwindet stärker und es treten vermehrt Abplatzungen von der Oberfläche auf; optisch erkennt man zu wasserreichen Beton auf Anhieb durch eine etwas hellere Oberfläche (n.b. der Grauton der Oberfläche hängt auch von der Tönung des Zementes, des Kieses und des Sandes ab).Weiters nimmt auch die Außentemperatur Einfluß auf die Festigkeit und Porosität des Betons. Es wurde festgestellt, daß in den heißen Sommermonaten die durchschnittliche „28-Tage-Betonfestigkeit“ um einige N/mm2 abnimmt. Dies ist darauf zurück zu führen, daß sich bei höherer Betontemperatur rascher Zementhydratkristalle bilden, welche in der Folge auch kleiner sind als bei niedrigerer Temperatur. Kleinere Kristalle können sich weniger intensiv verfilzen als größere, was zu einem Verlust an Festigkeit führt.Betonierarbeiten bei geringer Lufttemperatur sind mit besonderer Vorsicht auszuführen, und dürfen laut Gesetz nur bis zu +5° ohne Zusatzmaßnahmen erfolgen. Bei einer Lufttemperatur von -3° ist eine Frischbetontemperatur von mindestens +10° anzustreben. Sinkt die Betontemperatur unter den Gefrierpunkt, so kommt die Festigkeitsentwicklung praktisch zum Erliegen. Gefriert das Wasser im noch jungen Beton, so kann das Betongefüge durch den dabei entstehenden Eisdruck gelockert oder gar gesprengt werden, was den Beton unbrauchbar macht. Beton ist erst dann gefrierbeständig, wenn er eine Mindestdruckfähigkeit von 5N/mm2 erreicht hat.

Um die Eigenschaften des Betons langfristig zu sichern, ist neben Rezeptur und Verarbeitung auch die Nachbehandlung zu beachten. Die Nachbehandlung hat den Zweck, den jungen Beton vor Wasserverlust und schädlichen Einwirkungen zu schützen. Druckfestigkeit alleine garantiert keine Dauerhaftigkeit. Der Beton muß auch dicht sein. Besonders im oberflächennahen Bereich ist ein Zementstein mit hoher Dichtigkeit und einer möglichst geringen Porosität wichtig. Dies ergibt einen erhöhten Widerstand gegen Karbonatisierung (die chemische Umwandlung der alkalischen Bestandteile des Zementsteines durch CO2 in Calciumcarbonat) und weitere Einflüsse.
Unter Nachbehandlung versteht man alle Maßnahmen, die dazu geeignet sind, den frisch verarbeiteten und jungen Beton bis zur Erreichung einer ausreichenden Festigkeit zu schützen.
Im allgemeinem Stellte sich heraus, daß auf Kleinbaustellen besonderes das frühzeitige Austrocknen ein häufiges Problem ist. Doch durch Belassen des Betons in der Schalung und kontinuierlicher Besprühung der Oberfläche kann dem entgegengewirkt werden. Besonders beim Besprühen waagerechter Flächen muß mit Vorsicht vorgegangen werden, um Pfützenbildungen und Auswaschungen zu vermeiden. Als weitere wichtige Voraussetzung für eine lange Lebensdauer von Betonstrukturen ist die richtige Ermittlung der Lasten und Spannungen für welche die Tragestruktur ausgelegt werden soll. Risse und Abplatzungen des Betons sind oftmals die Folge von unzureichendem Tragevermögen der Konstruktion, mangelhafte Anordnung und Einbringung der Bewehrung, Auftreten von Zwängungsspannungen und ungeeigneter Kombination verschiedener Baustoffe. Es liegt in der Verantwortung und im Kompetenzbereich der Planer und Ingenieure solchen Schäden durch Fachwissen und Gewissenhaftigkeit vorzukommen. Im Alltag kann man bei Betonbauteilen, welche der Witterung ausgesetzt sind, oftmals markante Kalkausblühungen beobachten. Diese kommen dadurch zustande, daß Calciumhydroxid (welches bei der Zementhydratation freigesetzt wird) an der Oberfläche mit der Luft reagiert und zu wasserunlöslichem Calciumkarbonat umgeformt wird. Mit der Zeit kann die so entstandene Schicht an der Oberfläche so dick werden, daß sie als weißer Fleck sichtbar wird. Diese Ausblühungen werden begünstigt durch zu hohe Betonporosität und hohe Anmachwassermengen.
Auch die Witterung, welcher der Beton ausgesetzt ist spielt eine Rolle in der Kalkausblühung. Regen, Schnee, Nebel oder Kondenswasser spiele hier eine wesentliche Rolle.
Treten Ausblühungen nur örtlich beschränkt auf, so lassen sie sich durch Abbürsten entfernen.
Das beachten einer handvoll einfacher Regeln macht Beton zu einem dauerhaften, anspruchslosen und zuverlässigen Bestandteil moderner Baukultur, welcher der Phantasie von Planern Form verleiht und den Bedürfnissen der Bauherren zuverlässig gerecht wird.