Guter Beton

Ratschläge für die richtige Betonherstellung

Prof. Dr.-Ing. Robert Weber, Kaarst

© by Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 1967
Gesamtproduktion: Verlag Bau+Technik GmbH,
Steinhof 39, 40699 Erkrath
www.verlagbt.de

Vorwort zur 25. Auflage

In nun 60 Jahren hat sich „Guter Beton“ als unentbehrliche Arbeitshilfe erwiesen und ist zu einer der bekanntesten „Marken“ im Programm der Verlag Bau+Technik GmbH geworden. Im Jahre 1954 erschien erstmals ein Heft „Guter Beton“ im Rahmen der Merkblatt-Reihe der Bauberatung des damaligen Fachverbands Zement. Es enthielt schon damals die wesentlichen Regeln für eine sachgemäße Betonherstellung.

Aus dem ursprünglichen Merkblatt entstand 1967 in erweiterter Fassung die Broschüre „Guter Beton“ mit der Absicht, ein nützliches Nachschlagwerk für die tägliche Betonpraxis, aber auch eine leicht verständliche Darstellung für das Selbststudium und die Fachausbildung zu schaffen. Von Auflage zu Auflage sind Verbesserungsvorschläge aus der Praxis eingearbeitet worden.

Als die europäische Bauharmonisierung auch den Beton und seine Ausgangsstoffe erfasste, war „Guter Beton“ eine der ersten Schriften, welche konsequent auf die neue Normengeneration im Betonbau umgearbeitet wurde. So hat sich „Guter Beton“ während des Übergangs von der alten zur neuen Normengeneration im Betonbau als besonders wichtige und aktuelle Arbeitshilfe erwiesen.

Die starke Nachfrage machte nun erneut eine Neuauflage erforderlich, die gleichzeitig zur Berücksichtigung der zahlreichen Änderungen im europäischen und nationalen Regelwerk zu den Betonausgangsstoffen sowie zur Herstellung und Prüfung von Beton genutzt wurde.

Der Verlag Bau+Technik dankt an dieser Stelle dem Autor dieser Ausgabe für die kompetente Bearbeitung der Materie. Unser Dank gilt aber auch den Autoren früherer Ausgaben, nämlich Dipl.-Ing. Herbert Schwara, Dipl.-Ing. Rolf Soller (†) und Dipl.-Ing. Rudolf Tegelaar (†).

Ziel dieser 25. Auflage ist es auch weiterhin, zu einer technisch einwandfreien und wirtschaftlichen Betonherstellung beizutragen.

Düsseldorf, im Mai 2019Verlag Bau+Technik GmbH

Inhaltsverzeichnis

1Begriffsbestimmungen

2Ausgangsstoffe des Betons

2.1Zement

2.1.1Arten und Bezeichnungen

2.1.2Festigkeitsklassen der Zemente

2.2Gesteinskörnungen

2.2.1Arten und Bezeichnungen

2.2.2Eigenschaften

2.3Zugabewasser

2.4Betonzusätze

2.4.1Betonzusatzmittel

2.4.2Betonzusatzstoffe

2.4.3Fasern

3Eigenschaften des Betons

3.1Eigenschaften des Frischbetons

3.1.1Konsistenz

3.1.2Frischbetonrohdichte

3.1.3Temperatur

3.1.4Luftgehalt

3.2Eigenschaften des Festbetons

3.2.1Druckfestigkeit

3.2.2Korrosionsschutz der Bewehrung

3.2.3Wasserundurchlässigkeit

3.2.4Frostwiderstand, Frost-Taumittel-Widerstand

3.2.5Widerstand gegen chemische Angriffe

3.2.6Verschleißwiderstand

3.3Formänderungen von Beton

3.4Einflüsse auf Eigenschaften des Betons

3.4.1Einflüsse des Zements

3.4.2Einflüsse des Wasserzementwerts

3.4.3Einflüsse der Gesteinskörnung

3.4.4Einfluss der Zeit und der Temperatur auf die Konsistenz des Frischbetons

3.4.5Einflüsse der Verdichtung

3.4.6Einflüsse der Feuchtigkeit und der Temperatur auf den Festbeton

3.4.7Einflüsse des Alters

4Betonzusammensetzung

4.1Standardbeton

4.1.1Betonrezepte

4.1.2Stoffmengen für eine Mischerfüllung

4.2Beton nach Eigenschaften

4.2.1Normanforderungen in Abhängigkeit von den Expositionsklassen

4.2.2Verwendung von Steinkohlenflugasche und Silikastaub

4.3Errechnen der Mischungsbestandteile

4.3.1Stoffraumrechnung

4.3.2Mischungsberechnung

5Herstellen des Betons

5.1Bereiten des Betons

5.1.1Anlieferung und Lagerung von Zement, Gesteinskörnungen, Zusatzmitteln und Zusatzstoffen

5.1.2Abmessen der Ausgangsstoffe

5.1.3Mischen des Betons

5.2Transportieren und Verarbeiten des Betons

5.2.1Befördern von Beton zur Baustelle

5.2.2Verarbeitungszeit

5.2.3Fördern auf der Baustelle und Einbringen

5.2.4Verdichten

5.3Nachbehandeln

5.3.1Zweck der Nachbehandlung

5.3.2Nachbehandlungsverfahren

5.3.3Nachbehandlungsdauer

5.4Schalung

5.5Betondeckung der Bewehrung

6Qualitätssicherung

6.1Produktionskontrolle beim Betonhersteller

6.1.1Erstprüfung (Eignungsprüfung)

6.1.2Überwachungsprüfungen bei der Betonherstellung

6.2Überwachungsprüfungen durch das Bauunternehmen

7Prüfungen

7.1Zement

7.2Prüfen der Gesteinskörnungen

7.2.1Kornzusammensetzung

7.2.2Feinanteile

7.2.3Stoffe organischen Ursprungs

7.2.4Oberflächenfeuchte

7.3Prüfen des Betons

7.3.1Konsistenz

7.3.2Frischbetonrohdichte

7.3.3Zementgehalt

7.3.4Wassergehalt und Wasserzementwert

7.3.5Luftgehalt

7.3.6Druckfestigkeit

8Schrifttum, Normen, Richtlinien, Merkblätter

9Stichwortverzeichnis

Abkürzungen

Griechische Buchstaben

1Begriffsbestimmungen

Beton wird aus Zement, Wasser und Gesteinskörnungen (früher als Zuschlag bezeichnet) hergestellt. Zur Beeinflussung bestimmter Betoneigenschaften können mehlfeine oder flüssige Betonzusätze zugegeben werden. Dem Frischbeton wird eine gewünschte Form gegeben, die er im erhärteten Zustand, als künstlicher Stein, beibehält.

Aus den vielen Möglichkeiten der Zusammensetzung und Anwendung des Baustoffs Beton ergeben sich mehrere Unterscheidungen.

–Nach der Bewehrung unterteilt man wie folgt:

• Unbewehrter Beton (Beton für unbewehrte Bauteile)

• Stahlbeton (schlaff bewehrter Beton)

• Spannbeton

• Stahlfaserbeton

• Textilbewehrter Beton

–Nach der Trockenrohdichte (s. Seite 116), die weitgehend von der Art der Gesteinskörnung bestimmt wird, unterscheidet man nach Tafel 1.1 Leicht-, Normal- und Schwerbeton. Wenn keine Verwechslungen mit Schwer- oder Leichtbeton möglich sind, wird der Normalbeton als „Beton“ bezeichnet.

Tafel 1.1: Einteilung des Betons nach der Trockenrohdichte

–Nach der Höhe der Druckfestigkeit
Übliche Betone haben eine Festigkeitsklasse bis C50/60, hochfeste Betone sind Normalbetone und Schwerbetone mit einer Festigkeitsklasse ab C55/67 und Leichtbetone ab Festigkeitsklasse LC55/60, ultrahochfeste Betone haben Festigkeiten über 150 N/mm².

–Nach den unterschiedlichen Leistungsanforderungen unterscheidet man:

Standardbeton
Beim Standardbeton (Normalbeton ohne Zusätze der Festigkeitsklassen C8/10, C12/15 und C16/20) ist der Hersteller dafür verantwortlich, dass die Normvorgaben für den Zementgehalt berücksichtigt sind.

Beton nach Eigenschaften
Beim Beton nach Eigenschaften entwirft der Betonhersteller die Zusammensetzung der Mischung und ist dafür verantwortlich, dass die gelieferte Mischung die geforderten Eigenschaften und zusätzlichen Anforderungen erfüllt.

Beton nach Zusammensetzung
Beim Beton nach Zusammensetzung werden dem Hersteller die zu verwendenden Ausgangsstoffe und deren Zusammensetzung vorgegeben. Dieser ist dann nur dafür verantwortlich, dass die gelieferte Mischung den festgelegten Angaben entspricht.

–Nach dem Erhärtungszustand des Betons unterscheidet man:

Frischbeton
Solange Beton verarbeitet werden kann, heißt er Frischbeton.

Junger Beton
Erhärtender Beton, der nicht mehr verarbeitbar ist.

Festbeton
Sobald der Beton erhärtet ist, heißt er Festbeton.

–Nach dem Ort des Abmessens und Mischens unterscheidet man:

Baustellenbeton
Hierbei werden durch den Verwender für seinen Eigenverbrauch die Bestandteile auf der Baustelle zugegeben und gemischt.

Transportbeton
Hierbei wird der Beton, dessen Bestandteile außerhalb der Baustelle abgemessen wurden, in einbaufertigem Zustand an die Baustelle geliefert.

–Nach dem Ort des Einbringens des Betons unterscheidet man

Ortbeton
Hierbei handelt es sich um Beton, der als Frischbeton in Bauteile in ihrer endgültigen Lage eingebracht wird und dort erhärtet.

Betonerzeugnisse
Hierbei handelt es sich um Betonfertigteile, Betonwaren und Betonwerksteine, die als erhärtete Bauteile eingebaut werden.

Neben den bisher besprochenen Einteilungsmerkmalen kann man den Beton auch unterteilen nach der Konsistenz des Frischbetons (steif, plastisch, weich, sehr weich, fließfähig, sehr fließfähig und selbstverdichtend), nach der Art des Förderns und Einbringens des Betons (Schütt-, Pump-, Unterwasser-, Spritzbeton), nach der Art der Verdichtung (Stampf-, Stocher-, Rüttel-, Schock-, Schleuder-, Walzbeton), nach besonderen Eigenschaften des Betons (z.B. Wasserundurchlässigkeit, Widerstand gegen Frost), nach der Art der Oberflächenbeschaffenheit des Festbetons (Sichtbeton, Waschbeton, steinmetzmäßig bearbeitete Betonoberflächen usw.).

Als Zementmörtel wird ein Gemisch aus Zement, Wasser und Gesteinskörnung mit einem Größtkorn von höchstens 4 mm bezeichnet.

Damit Beton dauerhaft ist, muss er widerstandsfähig gegenüber den Umgebungsbedingungen sein. Darunter sind diejenigen chemischen und physikalischen Einwirkungen zu verstehen, denen der Beton und die Bewehrung ausgesetzt sind, die bei der statischen Berechnung des Bauwerks oder des Bauteils nicht als Lasten in Ansatz gebracht werden. Die Einwirkungen der Umgebungsbedingungen werden in Expositionsklassen eingeteilt, die sowohl Grundlage für die Anforderungen an die Ausgangsstoffe und die Zusammensetzung des Betons als auch an die Mindestmaße der Betondeckung sind. In der Leistungsbeschreibung einer Bauaufgabe wird durch die Expositionsklasse angegeben, ob mit einer Bewehrungskorrosion und/oder einem Frostangriff und/oder mit einer Betonkorrosion durch einen chemischen Angriff, durch Verschleißbeanspruchung oder infolge einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion gerechnet werden muss. Wenn kein Korrosions- oder Angriffsrisiko besteht, wird der Beton der Expositionsklasse X0 zugeordnet (Tafel 1.2).

Tafel 1.2: Expositionsklassen, allgemeine Übersicht

¹⁾Wenn Beton Gesteinskörnungen mit alkaliempfindlichen Bestandteilen enthält, ist dieser den Feuchtigkeitsklassen WO, WF, WA und WS der DAfStb-Richtlinie „Vorbeugende Maßnahmen gegen schädigende Alkalireaktion im Beton“ zuzuordnen.

2Ausgangsstoffe des Betons

2.1Zement

Zement ist ein hydraulisches Bindemittel für Mörtel und Beton. Er wird mit Wasser angemacht und erhärtet durch Hydratation sowohl an der Luft als auch unter Wasser. Der entstandene Zementstein ist wasserbeständig.

2.1.1 Arten und Bezeichnungen

Die europäische Zementnorm DIN EN 197-1 umfasst 27 in Europa gebräuchliche, in ihrer Zusammensetzung unterschiedliche Zemente; einige Zemente mit besonderen Eigenschaften sind in DIN 1164 und in DIN EN 14216 genormt.

In DIN EN 197-1 werden fünf Hauptarten unterschieden:

CEM I ist Portlandzement mit einem Anteil an Portlandzementklinker von mindestens 95 M.-%; der Rest sind Nebenbestandteile, die der Verbesserung der Kornverteilung des Zements und damit der Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften und des Wasserrückhaltevermögens dienen.

Die Hauptart CEM II umfasst Zemente, die außer Zementklinker einen oder mehrere Hauptbestandteile mit einem Anteil zwischen 6 M.-% und 35 M.-% enthalten. Dieser Anteil ist noch einmal unterteilt, und zwar wird der Zement mit einem Anteil bis 20 M.-% mit A, der Zement mit einem Anteil bis 35 M.-% mit B bezeichnet.

CEM III bzw. VLH III ist die Benennung von drei Arten von Hochofenzementen mit Hüttensandgehalten zwischen 36 M.-% und 95 M.-%.

Als CEM IV bzw. VLH IV werden Puzzolanzemente mit Puzzolangehalten zwischen 11 M.-% und 55 M.-% bezeichnet.

CEM V bzw. VLH V sind Kompositzemente, die außer Portlandzementklinker 18 M.-% bis 49 M.-% Hüttensand und/oder kieselsäurereiche Flugasche enthalten können.

Tafel 2.1Seite 63