Gerührt und nicht geschüttelt - Beton, Teil 2

von:
GaLaBau Wissen Baustoffe
Grafik: Uwe Bienert

110. folge Unsere Serie für den Nachwuchs erläutert das wichtigste GaLaBau-Grundlagenwissen vom Abstecken bis zum Zaunbau: Diesmal geht es um das Thema Beton.

Beton als einer der wichtigsten Baustoffe im Bauwesen wird natürlich auch bei uns im GaLaBau zu verschiedensten Zwecken verwendet. Dabei wird er in unterschiedlichster Form angeliefert und verarbeitet. Zu diesem Themenbereich hier nun einige Ansagen der Fachleute aus der Betonindustrie:

Anliefern und Lagern der Ausgangsstoffe

Bei der Anlieferung und bei der Lagerung der Betonzutaten sind folgende Grundregeln zu beachten:

  • Der primäre Ausgangsstoff für Beton ist Zement. Dieser wird lose in Silofahrzeugen, -zügen oder Säcken auf der Baustelle angeliefert.
  • Loser Zement wird mittels Druckluft in Silos geblasen. Die Silos sind eindeutig zu kennzeichnen, damit Verwechslungen sicher vermieden werden. Behälterfahrzeuge und Silos für Zement dürfen keine Reste von Zementen anderer Art oder niedrigerer Festigkeitsklasse oder von anderen Stoffen (z. B. Kalk, Gips, Düngemittel) enthalten.
  • Sackzement ist sorgfältig vor Feuchtigkeit zu schützen. Wird der Zutritt von Feuchtigkeit völlig verhindert, ist Zement fast unbegrenzt lagerbar. Offenliegender Zement nimmt jedoch Feuchtigkeit aus der Luft auf, wird klumpig und verliert dadurch an Festigkeit. Zement, der bereits Klumpen gebildet hat, die sich nicht mehr mit der Hand zerdrücken lassen, darf nicht mehr verwendet werden.
  • Gesteinskörnungen sind bei Anlieferung und Lagerung vor Verunreinigung zu schützen. Hierzu gehören unter anderem folgende Maßnahmen: saubere Transportfahrzeuge, befestigte Zufahrtswerge, befestigte Lagerflächen, zum Beispiel aus Beton, Schutz vor einfallendem Laub.
  • Werden Gesteinskörnungen getrennt nach Korngruppen in Boxen gelagert, müssen die Trennwände ausreichend hoch, lang und standfest sein, damit ein Vermischen der einzelnen Korngruppen verhindert wird.
  • Die Boxen sind durch ausreichendes Gefälle zu entwässern, um eine Anreicherung stehenden Niederschlagswassers zu vermeiden.
  • Betonzusatzmittel sind so zu lagern, dass die Gebindebeschriftungen lesbar bleiben. Flüssige Zusatzmittel sind frostsicher aufzubewahren, pulverförmige vor Feuchtigkeit zu schützen.
  • Betonzusatzstoffe (z. B. Flugasche, Kalksteinmehl) müssen, ebenso wie Zement, trocken gelagert werden. Bei Lagerung des Zusatzstoffes im Silo ist dieses klar zu kennzeichnen.

Auf die Dosierung kommt's an

Wie beim Kochen bei Mutti in der Küche kommt es auf der Baustelle beim "Anrühren" von Beton auf die genaue Dosierung an. Die Herstellung von Beton an Mischanlagen erfolgt gemäß einer schriftlichen Mischanweisung. Für das Zumessen der Ausgangsstoffe gelten bei Chargengrößen von 1 m³ oder mehr die folgenden Regelungen:

  • Die Ausgangsstoffe Zement, Gesteinskörnungen, Zugabewasser und Zusätze müssen mit einer Toleranz von ±e3 Prozent der erforderlichen Menge dosiert werden.
  • Zement, Gesteinskörnungen und pulverförmige Zusatzstoffe müssen nach Masse (Gewicht) dosiert werden.
  • Zugabewasser, leichte Gesteinskörnungen, Zusatzmittel und flüssige Zusatzstoffe dürfen nach Masse oder Volumen zugegeben werden.

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"Rühr du den Kalk, bei mir werden's Klumpen!"

Das Mischen der Ausgangsstoffe muss in einem mechanischen Mischer erfolgen und so lange fortgeführt werden, bis die Mischung gleichförmig erscheint. Dieser Zeitraum ist die Mischdauer. Sie soll bei Normalbetonen erfahrungsgemäß mindestens 30 Sek., bei Leichtbetonen mindestens 90 Sek. betragen. Das Mischen von Hand ist nicht erlaubt! Bei der Herstellung von Betonen mit besonderen Anforderungen, zum Beispiel selbstverdichtenden Betonen, hochfesten Betonen, Sichtbeton oder bei Verwendung von Luftporenbildnern, können längere Mischzeiten erforderlich sein. Zusatzmittel müssen während des Hauptmischgangs zugegeben werden. Eine Ausnahme bilden Fließmittel (FM) und Verzögerer (VZ), die auch zu einem späteren Zeitpunkt zugegeben werden dürfen.

Je nach Anlagentechnik erfolgt die Zugabe von Zusätzen entweder gemeinsam mit dem Anmachwasser oder direkt danach.

Was lange dauert, wird gut?

Die Verarbeitbarkeitszeit wird im Wesentlichen von der Witterung und der Betonzusammensetzung bestimmt. Beton, der in einer Baustellenmischanlage hergestellt wurde (Baustellenbeton), wird zweckmäßig sofort nach dem Mischen verarbeitet. Ist dies in Ausnahmefällen nicht möglich, so muss er bis zum Einbau gegen Witterungseinflüsse (Sonne, Wind, Regen) geschützt werden. Bei trockenem und warmem Wetter sollte Baustellenbeton innerhalb einer halben Stunde, bei kühler und feuchter Witterung innerhalb einer Stunde eingebracht und verdichtet sein. Transportbeton ist möglichst unmittelbar nach der Anlieferung zu verarbeiten. Bei Zusatz eines verzögernden Zusatzmittels kann der Zeitpunkt des Einbaus entsprechend verschoben werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Wirkung des Verzögerers temperaturabhängig ist. Auch das bei Transport und Bereitstehen fortgesetzte Mischen des Betons im Transportbetonfahrzeug kann die Wirksamkeit von verzögernden Zusatzmitteln verkürzen. Grundsatz sollte sein: Wenn der Beton im Mischer laute "Rumpelgeräusche" macht, wurde zu lange gemischt und er ist hart geworden.

Befördern des Betons zur Baustelle

Unter Befördern versteht man den Vorgang des Transports und des Bereitstellens von Beton auf der Baustelle im Zuge der Anlieferung des Frischbetons. Der Beton ist während des Beförderns vor schädlichen Witterungseinflüssen (Hitze, Kälte, Niederschlag, Wind) zu schützen. Frischbeton der Konsistenzklassen F2 (plastisch) bis F6 (sehr fließfähig) darf nur in Fahrmischern und Fahrzeugen mit Rührwerk transportiert werden. Betone steifer oder sehr steifer Konsistenz dürfen auch mit anderen Fahrzeugen, zum Beispiel Muldenkippern, befördert werden. Das Material der Ladeflächen darf dabei nicht mit dem Beton reagieren (kein Aluminium).

Unmittelbar vor dem Entladen muss der Beton nochmals kräftig durchgemischt werden. Die vereinbarte Konsistenz muss bei der Übergabe vorhanden sein. Die nachträgliche Wasserzugabe nach Ende des Hauptmischvorgangs ist nicht erlaubt.

Fördern des Betons

Das Fördern des Frischbetons beginnt mit der Übergabe des Transportbetons auf der Baustelle, bei Baustellenbeton mit der Entleerung des Mischers. Es endet an der Einbaustelle. Der Frischbeton muss so zusammengesetzt sein und auf der Baustelle so gefördert werden, dass nachteilige Veränderungen (z. B. Entmischungen) zuverlässig verhindert werden. Die Wahl des Förderverfahrens (Krankübel, Pumpe, Förderband, usw.) hängt von den baubetrieblichen Gegebenheiten, wie einzubringender Menge, Förderweite, Förderhöhe, Bauteilabmessungen, Konsistenz und den verfügbaren Geräten, ab. In Kran- oder Aufzugskübeln kann plastischer oder weicher Beton gefördert werden. Hierbei ist darauf zu achten, dass die Verschlussklappen der Kübel dicht schließen und kein Zementleim auslaufen kann. Werden fahrbare Behälter, zum Beispiel Karren oder Loren, zum Fördern des Betons eingesetzt, besteht bei langen und unebenen Wegen die Gefahr des Entmischens des Betons, vor allem bei weichen Konsistenzen. Wird Beton durch Pumpen gefördert, sind bestimmte Anforderungen an die Betonzusammensetzung zu stellen. Pumpbeton muss entsprechend zusammenhaltend sein, er soll kein Wasser absondern und in möglichst gleichmäßiger Konsistenz angeliefert werden.

Vorbereitung ist alles!

Vor Beginn des Betonierens sollten die einzelnen Betonierabschnitte in einem Plan festgelegt werden. Personal und Anzahl der Geräte müssen auf die Menge des angelieferten Betons abgestimmt sein. Der Schalungsaufbau und die Bewehrung müssen so angeordnet sein, dass die Behinderung für das Einbringen des Betons und dessen Verdichtung möglichst gering ist. Die Schalung sollte frei von Verunreinigungen, Eis, Schnee und stehendem Wasser sein. Wird unmittelbar gegen das Erdreich betoniert, muss der Frischbeton gegen Vermischen mit dem Erdreich geschützt werden. Falls die Gefahr besteht, dass Witterungseinflüsse - hohe oder tiefe Temperaturen, Sonneneinstrahlung, Wind, Frost, Wasser, Regen, Schnee - den frischen oder jungen Beton negativ verändern könnten, sind geeignete Maßnahmen zu planen, um dies zu verhindern.

Jetzt wird endlich betoniert

Der Beton ist so einzubringen, dass er seine Festigkeit und Dauerhaftigkeit erreicht und dass eine ausreichende Umhüllung der Bewehrung und aller Einbauteile sichergestellt ist. Der Beton darf sich beim Einbringen in die Schalung nicht entmischen. Besonders in Schalungen für vertikale Bauteile (Wände, Stützen) wächst mit der Fallhöhe des Betons die Entmischungsgefahr.

Die Bewehrung ist so einzubauen, dass der Beton ordnungsgemäß eingebracht werden kann. Nach Möglichkeit ist der Betoniervorgang - insbesondere bei Sichtbeton - nicht zu unterbrechen. Arbeitsfugen sind so auszubilden, dass alle dort auftretenden Beanspruchungen aufgenommen werden können und ein ausreichender Verbund der Betonschichten sichergestellt ist. Vor dem Weiterbetonieren sind Verunreinigungen, Zementschlempe und loser Beton zu entfernen und die Arbeitsfugen ausreichend vorzunässen. Zum Zeitpunkt des Anbetonierens muss die Oberfläche des älteren Betons mattfeucht sein, damit sich der Zementleim des neu eingebrachten Betons mit dem älteren Beton gut verbinden kann.

Das Verdichten

Ein dichtes Gefüge ist die Voraussetzung für dauerhaften Beton. Ohne vollständige Verdichtung kann der Beton nicht die zugrunde gelegten Festbetoneigenschaften erreichen. Neben der Betonzusammensetzung und der Nachbehandlung ist das Verdichten des Betons der wichtigste Vorgang bei der Herstellung von Betonbauteilen. Die Verdichtung muss möglichst vollständig und besonders sorgfältig in den Ecken, längs der Schalung, in engen, filigranen Bereichen, bei Einbauteilen, Fugeneinlagen und Bewehrungsanschlüssen erfolgen. Besondere Sorgfalt ist bei Querschnittsverengungen, Engstellen, Aussparungen, enger Bewehrungsführung und bei Arbeitsfugen erforderlich. Hier besteht die Gefahr, dass Zwischenräume und Eck- oder Unterschneidungsbereiche nicht vollkommen mit Beton ausgefüllt werden und das fertige Bauteil Fehlstellen und Mängel aufweist. Die Betontechnik hat im Laufe ihrer Entwicklung eine ganze Reihe von Verdichtungsverfahren hervorgebracht, die sich je nach Stand der Technik und Verfahrenszielen unterscheiden. Zu nennen sind: Rütteln, Stochern, Stampfen, Klopfen an der Schalung, Walzen.

Im Betonbau hat sich das Rütteln als maßgebendes und hauptsächlich verwendetes Verfahren zur Verdichtung von Frischbeton durchgesetzt. Unter Rütteln versteht man das Einleiten hochfrequenter Vibrationen in den frischen Beton. In Abhängigkeit von der Konsistenz des Betons werden die folgenden Verdichtungsarten angewendet:

Praktisch vollständig verdichteter Beton ist dann erreicht,

  • wenn sich der Beton nicht mehr setzt,
  • die Betonoberfläche mit Feinmörtel geschlossen ist und
  • keine größeren Luftblasen mehr aufsteigen. Uwe Bienert

Ca(OH)² + CO² + H²O —> CaCO³ + 2H²O - Das ist das Problem!

Literatur

Lamprecht, H.-O., Opus Caementitium - Die Bautechnik der Römer (Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf); DIN EN 197-1 Zement - Teil 1: Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien von Normalzement; DIN EN 12620 Gesteinskörnungen für Beton - Normale und schwere Gesteinskörnungen; DIN EN 1992 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken; DIN EN 206 Beton: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität; DIN 1045-2 Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton - Teil 2: Beton - Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität - Anwendungsregeln zu DIN EN 206 Zement-Merkblätter und Schriftenreihe der Deutschen Zementindustrie

 Uwe Bienert
Autor

Landschaftsgärtner-Meister und Ausbilder

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