Beton und Tiefbau – für Stabilität und Beständigkeit

Die sehr vielfältigen Anwendungsbereiche und Einsatzzwecke von Betonprodukten erfordern auch unterschiedliche Eigenschaften beim zu verwendenden Beton. In dieser Übersicht werden die häufigsten Beton-Arten kurz erklärt und die Vorteile erläutert. 

Spritzbeton wird in einer geschlossenen Rohr- oder Schlauch­leitung zur Einbaustelle gepumpt, aus der Spritzdüse pneumatisch aufgetragen und durch die Aufprallenergie verdichtet. Beim Auftreffen an der Auftragsfläche prallt ein Teil des Spritzguts zurück. Die Einsatzbereiche sind sowohl der Brücken- oder Tunnelbau als auch Sicherungsarbeiten am Hang oder Gewölbesanierungen. Grundsätzlich wird bei Spritzbeton zwischen dem Trocken- und dem Nassspritzverfahren unterschieden.

Beim Trockenspritzverfahren werden der Zement und die Zuschlagstoffe trocken zusammengemischt und in einem Druckluftstrom durch eine Rohr- oder Schlauchleitung zu einer Mischdüse befördert und dort wird das nötige Anmachwasser beigemischt. Anschliessend wird der Beton in einem ununterbrochenen Strahl aufgetragen und verdichtet.

Beim Nassspritzverfahren werden der Zement und die Zuschlagstoffe vorab mit Wasser zusammengemischt und mit einer Mörtelpumpe zur Spritzdüse befördert. Dort wird die Mischung mit Druckluft zerstäubt und anschliessend aufgetragen. 

Zum Fixit Trockenspritzmörtel 0–4 mm

Zum Fixit Trockenspritzbeton 0–8 mm

Anwendungsbereiche für Spritzbeton:

•    Für bewehrte und unbewehrte Bauteile 
•    Für den Untertagebau, für Sicherungsarbeiten bzw. für den Ausbau
•    Für die Auskleidung von Becken und Kanälen
•    Zur Sicherung von Hängen, Böschungen und Baugruben
•    Zur Instandsetzung schadhafter Bauwerke aus Beton und Mauerwerk

Pumpbeton kann praktisch für alle Bauteile eingesetzt werden und eignet sich besonders bei Einbringorten, die schwer zugänglich oder nicht mit grossen Fahrzeugen anfahrbar sind.

Zu den Fixit Pumpbeton Produkten

Unter Sichtbeton werden normalerweise die Betonflächen verstanden, die als Wandoberfläche oder Decke sichtbar bleiben. Daher bestehen an die Ausführungs- und Materialqualitüt besondere Anforderungen. Bei der Erstellung von Sichtbeton­flächen unterscheidet man zwischen Oberflächen, bei denen die Schalhaut als Gestaltungselement benutzt wird und Betonflächen, die nachträglich noch bearbeitet werden. In beiden Fällen kann ausserdem Farbe als gestalterisches Mittel eingesetzt werden.

Wichtige Elemente für das spätere Aussehen des Sichtbetons:

•    Die Art der Schalhautstruktur, wenn diese die spätere Oberfläche bildet
•    Die Materialauswahl und Farbgebung des Betons sowie ein konster w/z-Wert kleiner 0,50
•    Die Art der Nachbearbeitung der Betonoberfläche, wenn diese gewünscht wird

Abriebfester Beton ist gegenüber mechanischer Beanspruchung insbesondere Reibung widerstandsfähig. 

Folgende Voraussetzungen sind erforderlich:

•    Es müssen abriebfeste Gesteinskörnungen aus Hartgestein verwendet werden

Normaler Beton brennt nicht und bietet bereits einen einen Schutz gegen Feuer und hohe Temperaturen. Bei lang andauernder Feuereinwirkung kommt es allerdings zu Abplatzungen.

Eine verbesserter Feuerbeständigkeit erhält der Beton:

•    Durch die Zugabe von Kunststoffasern. Diese schmelzen bei den hohen Temperaturen und hinterlassen dadurch Hohlräume, in denen sich dann der Dampfdruck abbaut
•    Durch die Verwendung von feuerbeständigen Gesteinskörnungen wie zum Beispiel Blähton, Blähschiefer, Basalt oder Schamottsteinen

Unter Anmachwasser versteht man die gesamte im Frischbeton enthaltene Wassermenge, die bei derer Ermittlung des wirksamen Wasserzementwerts zu berücksichtigen ist. Es besteht aus dem dem Zugabewasser, der vorhandenen Oberflächenfeuchte der Gesteinskörnung und dem Wasseranteil derZusatzstoffe, wenn deren Gesamtmenge mehr als 3 l/m³ beträgt. Das Zugabewasser beeinflusst die Erstarrung und die Festigkeitsentwicklung des Betons sowie den Korrosionsschutz der Bewehrung.

Der Gesamtwassergehalt des Betons ergibt sich aus dem Anmachwasser und der Kernfeuchte. Die Kornform aber auch die Kornabstufung und die Oberflächen­beschaffenheit bestimmen im wesentlichen den Wasserbedarf und die Verdichtbarkeit. Gebrochene Gesteinskörnungen können die Druck-, Zug- und Abriebfestigkeit des Betons verbessern, beeinträchtigen allerdings die Verarbeitbarkeit.

Unter Gesteinskörnung versteht man das Gemisch aus Sand und Kies unterschiedlicher Korngrössen und bildet mengenmässig den grössten Anteil am Beton. Gesteinskörnungen können aus natürlichen, industriellen oder rezyklierten Rohstoffen hergestellt werden. Dabei ist besonders wichtig, dass die Gesteinskörnung vom Feinanteil bis zum groben Korn optimal abgestuft und gemischt ist, um alle Hohlräume ausfüllen zu können. Poröses und zu weiches Material beeinträchtigt die Qualität des Betons.

Die wichtigsten Eigenschaften der Gesteinskörnung sind: Kornzusammensetzung, Petrografie, Kornform, Oberflächenbeschaffenheit, Sauberkeit, Rohdichte, Schüttdichte, Feuchtigkeitsgehalt sowie die Wasseraufnahme. Es wird zwischen feiner (Sand, Brechsand) und grober Gesteinskörnung (Kies, Splitt) unterschieden. Feine Gesteinskörnungen haben einen Grenzwert von 15 % für den Überkornanteil. 

Die Rohdichte des Betons hängt vom Zuschlag ab und entspricht der Dichte des porösen Festkörpers basierend auf seinem Volumen inklusive der Porenräume. Entsprechend seiner Trockenrohdichte wird Beton als Normal-, Leicht- oder Schwerbeton definiert.

• Leichtbeton: 800–2’000 kg/m³
• Normalbeton: 2’000–2’600 kg/m³
• Schwerbeton: grösser als 2’600 kg/m³

Welche Massnahmen können bei der Betonherstellung für heisse Temperaturen getroffen werden?

• Es sollten die kühleren Tageszeiten am Morgen oder am Abend zum Betonieren genutzt werden
• Die Frischbetonmenge muss auf das Lieferintervall und die Einbauleistung abgestimmt werden, denn es dürfen keine zeitlichen Verzögerungen entstehen und lange Transport- bzw. Liegezeiten des Betons sind zu vermeiden.
• Die Geräte für den Einbau sowie das Material für die Nachbe­handlung müssen bereits überprüft sein und vor der Lieferung bereit stehen.
• Vor Einbaubeginn sollte die Be­wehrung, Schalung oder der Untergrund vorgenässt werden. Entstehende Wasserpfützen sind zu beseitigen.
• Beim Einbau ist eine sehr zügige Verarbeitung, Verdichtung und Nachbehandlung mit einem flüssigen Nachbehandlungsmittel erforderlich. 
• Der Beton sollte ständig mit Wasser besprüht und nicht zu früh ausgeschalt werden.
• Angesteifter Beton darf nicht mehr eingebracht werden. 

Allgemeine Massnahmen bei heissen Temperaturen auf der Baustelle:

• Beim Einbringen und während der Verarbeitung darf der Frischbeton nicht wärmer als + XX° C sein. 
• Das Bauteil oder das ganze Gebäude sollte beschattet und vor Zugluft geschützt werden.
• Auf extrem aufgeheizten Baugrund oder heissen Bauteilen darf nicht betoniert werden.
• Der Frischbeton muss unbedingt feucht gehalten werden.
• Während der Erhärtungszeit muss der Beton auch vor Feuchtigkeitsverlust geschützt werden, da bei sehr heissem und trockenem Wetter der Feuchtigkeitsgehalt der Luft gering ist.
• Die Austrocknungsgeschwindigkeit ist abhängig von der Luf- und Betontemperatur, von der relativen Luftfeuchtigkeit und der Windgeschwindigkeit

Frühschwinden als Folge mangel­hafter Nachbehandlung bei heissen Temperaturen

Das Frühschwinden entwickelt sich hauptsächlich während der ersten Stunden und hängt von den vorhandenen Umweltbedingungen ab. Die aufgrund der hohen Aussentemperaturen ebenfalls erhöhte Betontemperatur führt zu einer schnelleren Zementhydratation mit höherer Frühfestigkeit. Die Zementhydratkristalle bilden sich zwar schneller bei heissen Temperaturen, allerdings sind die Kristalle deutlich kleiner und können sich dadurch weniger intensiv verfilzen. Dies beeinflusst die Endfestigkeit des Betons, da der Beton insgesamt poröser und weniger fest aushärtet. Daher sind die Nachbehandlungsmassnahmen notwendig und zügig auszuführen.