Dichte von Beton – Rohdichte nach Betonarten

Feli

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Auch wenn Beton immer fast gleich aussieht, unterscheiden sich die einzelnen Sorten erheblich: Dichte, Druckfestigkeit und viele weitere technischen Eigenschaften sind bei den einzelnen Betonsorten höchst individuell. Mit der genauen Kenntnis über die verschiedenen Arten dieses Kunststeins kann man seinen Bedarf punktgenau kalkulieren. Erfahren Sie in diesem Text alles was Sie über Betonsorten und ihre Einsatzgebiete wissen müssen.

Was ist Beton?

Beton ist ein Gemisch aus Zuschlag, Wasser und Zement. Neben diesen Grundbestandteilen kann Beton durch zahlreiche Zusatzstoffe noch weiterhin in seinen technischen Eigenschaften erweitert werden: Dichtheit gegen eindringendes Wasser, erhöhte Frostbeständigkeit oder Farbstoffe sind nur eine kleine Auswahl an Erweiterungen, die mit Beton möglich sind.

Vorteile von Beton

Aus Beton lassen sich nahezu beliebig große und ebenso beliebig geformte Bauteile herstellen. Dieser Werkstoff wird an der Baustelle angemischt und in die vorbereitete Form gegossen. Etwa eine Stunde nach dem Anmischen beginnt der Aushärteprozess. Der Beton erstarrt in der Form, in die er eingefüllt wurde. Diese Formen werden „Schalungen“ genannt. Der besondere Vorteil von Beton ist, dass er einen durchgängigen, monolithischen Baukörper bildet. Diese können als Streifenfundamente, Bodenplatten, Zwischendecken, Wände, Unterzüge oder Pfeiler hergestellt werden. Besonders vorteilhaft ist die enorme Druckfestigkeit von Beton. Aus diesem Grund ist er der Werkstoff der Wahl für die am höchsten belasteten Baukörper: Die Fundamente.

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Mit Stahl die Kraft verdoppeln

Der Betonstein hat eine enorme Druckfestigkeit, versagt aber sehr schnell wenn er auf Zug oder auf Scherung belastet wird. Mit der Zugabe von einer Stahlarmierung wird dieser Nachteil ausgeglichen. Beide Werkstoffe ergänzen sich hervorragend: Sie besitzen annähernd den gleichen Faktor bei der Wärmedehnung. Das bedeutet, dass sich Betonstein und Stahl bei Erwärmung gleichmäßig ausdehnen und beim Abkühlen wieder ebenso gleichmäßig zusammen ziehen. Innere Spannungen und Risse bleiben aus und das Bauteil erhält über Jahrzehnte seine Funktion und Stabilität.

Betonsorten und Betonarten

Betonarten nach Ort der Herstellung

Betongemisch, welches auf der Baustelle hergestellt wird, heißt „Baustellenbeton“. Angelieferter Frischbeton heißt „Transportbeton“.

Betonarten nach Fließfähigkeiten

Es ist für den Laien sehr schwer, sich im Dschungel der Bezeichnungen rund um den Betonstein zurecht zu finden. Dabei sind es im Grunde nur zwei Variablen, die bei der Bestellung des Betons zu beachten sind: Die Konsistenz und die Betondichte. Die Konsistenz wird auch W/Z-Wert genannt. Dieser gibt das Verhältnis zwischen Wasser und Zement an. Je flüssiger ein Frischbeton ist, desto leichter lässt er sich in eine Form gießen. Allerdings leidet mit steigendem Wasser-Zement-Wert auch seine Druckfestigkeit. Flüssiger Beton lässt sich bei unverschalter Verarbeitung schlecht kontrollieren. Bei einer provisorischen Hangsicherung ist ein steifer Beton mitunter vorteilhafter.

Man unterscheidet zwischen folgenden Fließklassen von Frischbeton:

„Sehr Steif“ (Früher „KS“): Kann nur durch Stampfen verdichtet werden. Der Zuschlag klebt aneinander und verteilt sich beim Ausschütten kaum. Dieser Frischbeton ist kaum frostsicher herzustellen. Im Betonwerk hat dieser Frischbeton die Bezeichnung „C0“

„Steif“: Steifer Frischbeton eignet sich gut für freie Verformung. Unverschalte Fundamente von Hangsteinen im Gartenbau lassen sich mit diesem Werkstoff gut herstellen. Im Betonwerk hat dieser Frischbeton die Bezeichnung „C1“

„Plastisch“ (Früher „KP“): Dies ist der Standardbeton für Wände und Säulen. Er ist nach dem Aushärten sehr druckfest und lässt sich beim Betonieren gut mit einem Betonrüttler verdichten. Im Betonwerk hat dieser Frischbeton die Bezeichnung „C2“

„Weich“ (Früher „KF“ ): Gut für Treppen geeignet. Er verbindet eine gute Ausbreitungsfähigkeit mit einer ausreichenden Betondichte nach dem Aushärten. Im Betonwerk hat dieser Frischbeton die Bezeichnung „C3“

„Sehr Weich“: Dieser Frischbeton ist gut geeignet für komplizierte Schalungen, die sich nicht gut abrütteln lassen. Er verteilt sich gut in die hintersten Winkel. Stark bewehrte Betonkörper sollten mit möglichst weichem Fließbeton gefüllt werden, damit sich die Zementschlämme zuverlässig um die gesamte Armierung legt.

„Fließfähig“ und „Sehr fließfähig“: Diese Betonarten werden verwendet, um große Decken und Bodenplatten zu betonieren. Bei diesen Baukörpern wird der größte Teil der Statik durch die Stahlarmierung hergestellt. Die Fließfähigkeit des Frischbetons ist auch beim Einsatz einer Betonpumpe sehr wichtig.

Betonsorten nach Betondichte

Die Betondichte variiert durch den W/Z Wert nicht so stark wie durch die Wahl des Zuschlags. Grundsätzlich kann man annehmen, dass mit der Betondichte auch die Druckfestigkeit steigt. Die Rohdichte von Beton wird deshalb in erster Linie durch die Wahl des Zuschlags bestimmt. Es ist bei Weitem nicht nur der normale Kies, welcher als Zuschlag für Beton in Frage kommt. Da der Zuschlag der Bestandteil mit der größten Rohdichte ist, ist die resultierende Betondichte immer etwas geringer.

Die gebräuchlichsten Zuschlagssorten sind:

Normalzuschlag: Der Normalzuschlag ist die Gesteinskörnung bestehend aus Kies und Sand, welche üblicherweise dem Frischbeton zugesetzt wird. Er wird aus ausgebaggerten Flussbetten, Steinbrüchen oder Baustoff-Recycling gewonnen und durch ein definiertes Siebverfahren hergestellt. Mit Normalzuschlag wird eine Betondichte von 2,2 bis 3,2 Tonnen pro Kubikmeter erreicht. Der entsprechend bezeichnete Normalbeton hat eine Dichte von 2,0 bis 2,6 Tonnen pro Kubikmeter.

Leichtzuschlag: Erreicht die Betondichte nur einen Wert von unter 2,2 Tonnen pro Kubikmeter, wurde „Leichtzuschlag“ verwendet. Entsprechend wird der Werkstoff auch als „Leichtbeton“ bezeichnet. Der Leichtbeton hat eine Rohdichte bis zu 2,0 Tonnen pro Kubikmeter. Hier kommen poröse Steine, wie Bims, Lava oder künstlich hergestellte Blähtonkugeln zum Einsatz. Leichtbeton hat gewisse Wärmeschutz-Eigenschaften und kann die Energiebilanz eines Hauses verbessern. Die meiste Verwendung hat Leichtzuschlag in der Herstellung von Hohlblocksteinen.

Schwerzuschlag: Betonzuschlag mit einer Rohdichte von über 3,2 Tonnen wird zu „Schwerbeton“ verarbeitet. Dieser hat eine Rohdichte ab 2,6 Tonnen pro Kubikmeter. Er ist äußerst druckfest. Seine technischen Eigenschaften werden durch die Zugabe von besonders hart abbindenden Zement weiter gesteigert. Schwerbeton wird für hoch belastete Fundamente und Pfeiler sowie für den Bau von Tresorräumen verwendet. Umgangssprachlich wird er deshalb auch als „Tresorbeton“ bezeichnet. Als Zuschlag wird bei den Betonsorten mit dieser hohen Rohdichte Hochofenschlacke, Schrott oder anderes, schweres und druckfestes Material verwendet.

Betonarten nach Klassenbezeichnung

Die Bezeichnungen der Betonsorten wurden in den letzten Jahren geändert. Die früher gebräuchlichen B5 – B45 Bezeichnungen sind einem komplexen System gewichen, welches aber die Auswahl treffender und zielgenauer macht. Die Klassifizierung nimmt dabei keine Rücksicht auf die Rohdichte. Diese ist immer vom verwendeten Zuschlag abhängig und kann innerhalb der einzelnen Betonarten variieren. Wesentlich zielgenauer als die Rohdichte ist deshalb die Kenntnis der Druckfestigkeit. Diese wird permanent in Form von Probewürfeln und Druckversuchen bestimmt. Auf die Rohdichte alleine kann man sich aufgrund der vielen variablen Faktoren rund um die Betonherstellung nicht verlassen: Wasser-Zement-Wert, Zuschlagsstoffe und Zementsorte und -menge haben alle Einfluss auf die Druckfestigkeit vom Beton. So kann es durchaus passieren, dass zwei Betonarten mit der gleichen Rohdichte höchst unterschiedliche Druckfestigkeiten aufweisen.

Die Druckfestigkeit der Betonarten lässt sich direkt an der Bezeichnung ablesen. Die Einheit ist „Newton pro Quadratmillimeter“. Ein „C 25 Betonsorte“ hat damit eine Druckfestigkeit von 25 N/mm². Häufig wird noch eine zweite Einheit daneben gestellt, die etwas höher ist. Die Zahlen beziehen sich auf die Druckversuche: Die erste Zahl bei den Betonarten bezieht sich auf den Zylinder-Test, die zweite auf den Würfel-Test. Würfel sind aufgrund ihrer Form etwas druckfester als Zylinder, deshalb ist die zweite Zahl immer etwas höher. In der Praxis wird aber nur die erste Zahl zur Bestimmung der Betonarten angegeben.

Die gebräuchlichsten Betonklassen sind heute:

Normalbeton mit mittlerer Rohdichte (2.0 bis 2.6 Tonnen pro Kubikmeter):

• C8/10
• C12/15
• C16/20
• C20/25
• C25/30
• C30/37
• C35/45
• C40/50
• C45/55
• C50/60

Schwerbeton mit hoher Rohdichte (über 2.6 Tonnen pro Kubikmeter):

• C55/67
• C60/75
• C70/85
• C80/95
• C90/105
• C100/115

Die Druckfestigkeitsklassen von Leichtbeton werden durch ein „L“ ergänzt. Trotz seiner geringen Rohdichte kann Leichtbeton durchaus beachtliche Druckfestigkeitsklassen erreichen. Verfügbar sind folgende Sorten mit niedriger Betondichte (unter 2,0 Tonnen pro Kubikmeter):

• LC8/9
• LC12/13
• LC16/18
• LC20/22
• LC25/28
• LC30/33
• LC35/38
• LC40/44
• LC45/50
• LC50/55
• LC55/60
• LC60/66
• LC70/77
• LC80/88

Jedoch sind Diese Betonsorten mit niedriger Rohdichte recht empfindlich bei feuchten und nassen Umgebungen. Sie saugen sich leicht voll und können dann im nächsten Winter starke Frostschäden erleiden. Sie sollten daher eher im Innenbereich eingesetzt werden oder durch eine wirkungsvolle Außenverschalung gegen Witterungseinflüsse geschützt werden.

Leichtbeton wird üblicherweise zu Hohlblocksteinen und Fertigbau-Elementen verarbeitet. Als Fließbeton ist er relativ schwer zu verarbeiten. Außerdem ist er wesentlich teurer als Normalbeton, so dass sein Einsatz gut überlegt werden sollte.

Einsatz des Betons

Auf die Exposition kommt es an

Wie beim Leichtbeton schon erwähnt, kommt es bei der Wahl des Betons wesentlich darauf an, wo er eingesetzt wird. Auch wenn eine hohe Betondichte vorliegt, heißt das noch lange nicht, dass dieser Werkstoff auch dauerhaft wasserdicht ist. Für Bereiche mit direktem Kontakt zu Wasser können nur speziell behandelte Betonarten eingesetzt werden. Diese werden durch die Zugabe von Sperrmitteln wasserundurchlässig gemacht. Auch Umweltbedingungen wie stark befahrene Straßen oder Küstennähe spielen bei der Wahl des Betons eine wichtige Rolle.

Die Expositionsklassen sind:

• X0 Keine bestimmten Gefahren – Mindestfestigkeit C8/10
• XC/D/S1 Sehr trocken oder ständig nass – Mindestfestigkeit: C16/20
• XC/D/S2 meistens nass – Mindestfestigkeit: C16/20
• XC/D/S3 durchschnittlich feucht – Mindestfestigkeit: C20/25
• XC4 abwechselnd nass und trocken – Mindestfestigkeit: C25/30
• XF1 Trockener Frost ohne Tauhilfsmittel (Salz) – Mindestfestigkeit: C25/30
• XF2 Mittelfeuchter Frost mit Tauhilfsmittel – Mindestfestigkeit: C25/30
• XF3 Nasser Frost ohne Tauhilfsmittel – Mindestfestigkeit: C25/30
• XF4 Nasser Frost mit Tauhilfsmittel – Mindestfestigkeit: C30/37
• XA1 chemisch schwach belastet – Mindestfestigkeit: C25/30
• XA2 chemisch mittelschwer belastet – Mindestfestigkeit: C35/45
• XA3 chemisch stark belastet – Mindestfestigkeit: C35/451
• XM1 mittelschwerer, mechanischer Verschleiß – Mindestfestigkeit: C30/37
• XM2 starker mechanischer Verschleiß – Mindestfestigkeit: C30/37
• XM3 sehr starker mechanischer Verschleiß – Mindestfestigkeit: C35/45

Unbeabsichtigter Dichteverlust

Die Betondichte vom ausgehärteten Betonstein hängt vor allem bei steifem Material von der Verdichtung ab. Ein porenfreier Betonstein ist äußerst wichtig, da nur er die Betondeckung und die Frostsicherheit garantieren kann. Wenn nach dem Ausschalen Entmischungen und Löcher festgestellt werden, sind diese sofort gewissenhaft zu verschließen. Innerhalb eines Betonkörpers verrostende Armierung bleibt lange unentdeckt, kann dann aber schlagartig zum Ausfall des Bauteils führen. Falls man nicht genau weiß, wie man dem Betonierfehler beikommen soll, empfiehlt sich der Rat von einem Betonsanierer. Diese Spezialisten wissen genau, was in solchen Fällen zu tun ist und können meistens jedes Bauteil retten.

Auf den Fachmann vertrauen

Es ist einem durchschnittlichen Hausbauer kaum zuzumuten, sich durch den Dschungel der Betonspezifikationen hindurch zu kämpfen. Ganz falsch ist es aber auch, einfach nach dem klassischen 1:4 Rezept allen Fließbeton selbst anmischen zu wollen. Die Betonwerke in der Nähe geben gerne eine ausführliche Auskunft darüber, welcher Betonsorten in der Region am sinnvollsten sind. Sie haben zudem die größten Erfahrungswerte. Es lohnt sich daher, vor einem Bauprojekt sich dort vorzustellen und sein Bauvorhaben zu besprechen. Hier können schnell viele kostenlosen und sehr wertvollen Tipps eingeholt werden, die einen Bauherrn vor teuren Spätfolgen bewahren können.

Möchten Sie das spezifische Gewicht von Beton berechnen? Hier geht es zur detaillierten Anleitung mit Beispielen: Spezifisches Gewicht von Beton berechnen

Tipps für Schnellleser

• Betonsorten auseinander halten können
• Betondichte ist nicht entscheidend, sondern Druckfestigkeit und Exposition
• Die Bedingungen an der Baustelle genau kennen
• Immer auf eine ausreichende Verdichtung und Betondeckung achten
• Fließbeton nicht grundsätzlich so dünn wie möglich bestellen, sondern immer auf den WZ-Wert achten.