Beton damals und heute
Ganz so weit waren die alten Römer noch nicht, doch auch sie kannten die Vorzüge des Betons. Viele Bauwerke wie das Pantheon oder das Kolosseum in Rom wurden unter Zuhilfenahme von Beton erbaut. Geschadet hat es den Bauten nicht, schließlich kann man sie heute noch bewundern. Der Beton, wie man ihn heute kennt, besteht aus den drei Grundzutaten Wasser, Zement und Gesteinskörnungen. Um die Betoneigenschaften zu beeinflussen, können auch noch Betonzusätze hinzu gemischt werden. Mit ihnen lässt sich der Beton z.B. fließfähiger machen oder sie sorgen dafür, dass er schneller oder langsamer erstarrt.
Der Beton, wie man ihn heute kennt, besteht aus den drei Grundzutaten Wasser, Zement und Gesteinskörnungen. Um die Betoneigenschaften zu beeinflussen, können auch noch Betonzusätze hinzu gemischt werden. Mit ihnen lässt sich der Beton z.B. fließfähiger machen oder sie sorgen dafür, dass er schneller oder langsamer erstarrt.
Wissenswertes
Zusammensetzung
Gesteinskörnung, Wasser und Zement werden in unterschiedlichen Anteilen miteinander vermischt. Die Gesteinskörnung macht mit etwa 70 Prozent den größten Volumenanteil des Betons aus. Sie besteht aus unterschiedlich großen Körnern, die zudem eine unterschiedliche Oberfläche und Form haben können. Dadurch verzahnen sich die Körner besser untereinander und es wird weniger Zementleim benötigt. Dies ist das Gemisch aus Wasser und Zement. Die Gesteinskörnung bildet das Traggerüst im Beton. Insbesondere bei Normalbeton (das ist der in der Regel zum Hausbau verwendete Beton) sind die Körner härter als der umgebende Zementleim. Bei der Wahl der Gesteinskörnung sind auch die Bauteilgröße und die Lage der Bewehrungseisen zu berücksichtigen. Die Körner dürfen nur so groß gewählt werden, dass sie zwischen den Bewehrungseisen hindurch passen. Im Betonbau kommen üblicherweise die Korngruppen 0/2, 0/4, 2/8, 4/8, 8/16 und 16/32 zum Einsatz. Die Korngruppe 8/16 bedeutet zum Beispiel, dass die Körner zwischen 8 und 16 mm groß sind. Die Gesteinskörnung besteht in der Praxis aus mindestens drei Korngruppen.
Umgeben werden die Körner vom Zementleim, der das Gebilde Beton nach dem Trocknen und der Bildung von Zementstein zusammenhält. Der Zementstein sorgt jedoch nicht nur für den Zusammenhalt, sondern bestimmt alle Eigenschaften des Betons wie Festigkeit und Dichtigkeit ganz wesentlich mit. Bei der Herstellung des Zementleims ist insbesondere auf das Mischungsverhältnis von Wasser zu Zement zu achten. Der Fachmann spricht dabei vom Wasserzementwert. Liegt der Wasserzementwert bei 0,40, so reagiert das gesamte Wasser mit dem Zement. Dies nennt sich Hydratation. Allerdings ist der Zementleim dann nur sehr schwer weiterzuverarbeiten, so dass in der Praxis meist mit mehr Wasser gearbeitet wird. Zuviel Wasser hingegen bedeutet, dass nach dem Erhärten und dem Trocknen des Betons Poren zurückbleiben. Die Festigkeit des Betons nimmt dadurch ab und zudem kann die Bewehrung durch eindringende Feuchtigkeit geschädigt werden.
Klassifizierung
Es darf also ein bestimmter Wasserzementwert nicht über- und nicht unterschritten werden. Dabei kommt es jedoch auch darauf an, was für ein Zement verwendet wird. Es gibt Zemente der Festigkeitsklassen 32,5; 42,5 und 52,5. Darüber hinaus wird zwischen Zementen mit hoher Anfangsfestigkeit (R) und üblicher Anfangsfestigkeit (N) unterschieden. Für jeden dieser Zemente ist ein anderer Wasserzementwert ideal. Zumal immer auch die Einbaubedingungen zu berücksichtigen sind. Liegen die Bewehrungsstäbe zum Beispiel dicht beieinander, kommt ein flüssigerer Zementleim zum Einsatz als bei einem unbewehrten Bauteil, wo der Frischbeton durchaus steif sein darf. Unterschieden werden die Konsistenzklassen des Frischbetons von F1 bis F6, wobei F1 für steifen Beton und F6 für sehr fließfähigen Beton steht. Für feingliedrige Bauwerke mit dichter Bewehrung kommt meist ein weicher Beton der Klasse F3 zum Einsatz. Wird ein zu flüssiger Beton verwendet, besteht immer die Gefahr, dass er sich entmischt, was später zu Absandungen an der Betonoberfläche führt. Wichtig beim Mischen von Beton ist daher immer, einen Kompromiss zwischen Verarbeitbarkeit und Betonqualität zu finden.
Ausgehärteter Beton kann sehr große Druckkräfte aufnehmen, wobei dies auch vom verwendeten Zement und der Festigkeitsklasse abhängt. Im Vergleich zu den aufnehmbaren Zugkräften sind die aufnehmbaren Druckbelastungen aber immer um ein Vielfaches höher. Damit ein von Zugkräften belastetes Bauteil wie zum Beispiel eine Decke den Kräften auch standhalten kann und nicht reißt, muss es mit Bewehrungseisen bestückt sein, denn Stahl kann wesentlich höhere Zugkräfte aufnehmen. Hinsichtlich seiner Druckfestigkeit wird Beton in verschiedene Festigkeitsklassen unterteilt. Heutzutage steht vor den Festigkeitsklassen immer ein „C“, was für Concrete, also den englischen Begriff für Beton steht. Früher kannte man Bezeichnungen wie B25 oder B35, man benutzte also die deutsche Abkürzung für Beton.