Beton wird als Baustoff zum Errichten von Bauwerken und Gebäuden, aber auch zum Bau von Straßen, Brücken, Wegen oder zur Fertigung von Zäunen, Stadtmobiliar, Sportgeräten, Masten und Pfosten verwendet.
Beton zählt zu den anorganischen Baustoffen und wird aus dem Bindemittel Zement, Gesteinskörnung als Zuschlagstoff unter Zugabe von Wasser angemischt.
Als Gesteinskörnungen kommen Kies, Sand, Hochofenschlacke, Bims, Hüttenbims, Blähton und Blähschiefer zum Einsatz. Nach der Trockenrohdichte der Gesteinskörnung werden Leichtbeton, Normalbeton und Schwerbeton unterschieden.
Als Normalbeton wird Beton mit einer Trockenrohdichte von 2.000 bis 2.600 kg/m³ bezeichnet. Er wird aus Kies/Sand, Zement und Wasser hergestellt und eingesetzt, wenn keine weiteren Angaben gemacht werden.
Betonkübel auf einer Baustelle zum Gießen von Ortbeton (Stahlbeton) für einen Keller
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Bei den Leichtbetonen unterscheidet man die gefügedichten Leichtbetone mit Kornporosität, die eine Trockenrohdichte kleiner als 2.000 kg/m³ haben und die haufwerkporigen Leichtbetone mit porigen Gesteinskörnungen die eine Trockenrohdichte von ca. 400 kg/m³ haben. Leichtbetone sind weniger fest als Normalbeton. Die gefügedichten Leichtbetone mit Kornporosität haben ihre geringe Trockenrohdichte aufgrund der hohen Porosität der beigemischten Gesteinskörnungen, wie Bims, Blähton, Blähschiefer oder Blähglas. Der haufwerkporige Leichtbeton wird ebenfalls aus Blähzuschlägen und Bims hergestellt, die allerdings nur vom Zementleim umhüllt und punktuell zusammengeklebt werden. So entstehen möglichst viele Luftporen zwischen den Körnern und die noch geringere Trockenrohdichte. Je mehr Luft im Leichtbeton eingeschlossen wird, umso besser werden die Dämmeigenschaften des Materials. Die Wärmeleitzahl kann sogar unter der von Holz (0,09 W/mK) liegen.
Dazu im Gegensatz werden beim Schwerbeton Gesteinskörnungen mit besonders hoher Trockenrohdichte wie Schwerspat, Titan-, Magnet-, Roteisenstein oder Schwermetallschlacken verwendet. Soll der Schwerbeton als Strahlenschutz gegen Röntgen-, Gamma- und Elektronen- sowie Neutronenstrahlung fungieren, kommen z. B. auch Limonit und Borcarbid zum Einsatz. Aus Schwerbeton werden u. a. Krankontergewichte, Brückenwiderlager und Ballastgewichte für Schiffe hergestellt.
Stahlbeton besteht aus Beton und Bewehrungsstahl. Dabei wird der gerippte Bewehrungsstahl über das Bindemittel Zement mit den Zuschlagsstoffen (Kies, Sand) verbunden.
Kelleraußenwände werden vor Ort aus Stahlbeton gefertig.
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Während Normalbeton eine hohe Druckfestigkeit besitzt, ist sein Zugfestigkeit wesentlich geringer (ca. 10 % der Druckfestigkeit). Wird Bewehrungsstahl in Form von Stäben oder Matten in den Beton eingebracht, steigert das die Zugfestigkeit auf über 400 N/mm². Der Stahlbeton ist also reißfester als Normalbeton. Die Konstruktion des Stahlbetons ist aus verschiedenen Gründen sehr effizient und macht diesen Werkstoff zum Allrounder. So treten im Material keine temperaturbedingten Spannungen auf, da Beton und Stahl sich bei Wärme ähnlich stark ausdehnen, auch verhindert der hohe pH-Wert des Betons, dass der Stahl rostet und bei einem Brand ist der Stahl im Inneren des Betons vor Festigkeitsverlust (biegsam werden, Schmelzen) durch Hitze geschützt.
Stahlbeton wird für den Bau von Brücken, Tunneln und Stützwänden eingesetzt, gibt Gründungen, Wänden, Decken, Stützen und Ringankern die nötige Zug- und Druckfestigkeit und ist Baustoff für die Skelettbau-Tragkonstruktionen von Gewerbebauten und Hochhäusern.
Eine besondere Ausprägung des Stahlbetons ist der Spannbeton. Seine Besonderheit besteht darin, dass in ihm Stahlbetonseile großer Dehnbarkeit vorgespannt werden, sodass der Beton in der Konstruktion zusammengedrückt wird. Er wird zum Bau von Tragwerken eingesetzt und ermöglicht bei Konstruktionen gleicher Höhen oft größere Stützweiten als Stahlbeton, was z. B. beim Brückenbau genutzt wird. Die Herstellung von Spannbetonbauteilen erfolgt zum einen als Spannbeton im Verbund. Dies geschieht entweder, durch Vorspannen in einem Spannbett, anschließend wird der Beton gegossen, wobei der feste Verbund entsteht. Beim nachträglichen Verbund werden die Stahlseile in einem profilierten Hüllrohr einbetoniert und dann gespannt. Zum Schluss werden die Hüllrohre mit Zementmörtel verpresst.
Zum anderen wird Spannbeton ohne Verbund hergestellt. Dabei bleibt der Spannstahl längs verschiebbar, indem er in einen mit Korrosionsschutzfett gefüllten Kunststoffmantel einbetoniert und gegen den erhärteten Beton vorgespannt wird. Es besteht die Möglichkeit des Nachspannens. Wichtig ist dabei, dass die Spannglieder lt. Normierung austauschbar bleiben müssen. Zudem gibt es Spannbetonkonstruktionen, bei denen die Spannglieder nur über Anker- und Umlenkelemente mit dem Betontragwerk verbunden sind. Die Spannglieder liegen also außerhalb und werden daher auch als externe Spannglieder bezeichnet. Faserbeton ist ein Beton, dem zur Verbesserung seiner Eigenschaften wie Zug-, Druck-, Schlag-, Biege- und Scherfestigkeit oder seinem Bruch- und Rissverhalten Fasern aus unterschiedlichen Materialien zugegeben werden. Es gibt Stahlfaserbeton, Glasfaserbeton mit alkaliresistentem Glas (AR-Glas) und Kunststofffaserbeton. Welche Eigenschaften genau erreicht werden, hängt vom Faserstoff und dessen Beständigkeit im alkalischen Beton ab, von den mechanischen Eigenschaften der Fasern, deren Geometrie und Anordnung, ihrer Anzahl und dem Verbund zwischen Beton und Fasern sowie dem Herstellungsverfahren.
Stahlfaserbeton wird oft eingesetzt, um Industrieböden, Kellersohlen, Kellerwände oder Tunnelauskleidungen zu fertigen und ersetzt damit oft eine konstruktive Stahlbewehrung. Durch die Strahlfasern werden die Tragfähigkeit und das Arbeitsvermögen des erhärteten Betons verbessert.
Glasfasern müssen beim Einsatz in Beton in jedem Fall alkaliresistent sein, da sich sonst durch eine Alkali-Kieselsäure-Reaktion quellfähiges Alkali-Kieselsäure-Gel bilden kann, dass durch Vergrößerung des Volumens den Beton von innen aufbricht. Es werden glasfasermodifizierter Beton mit Glasfaseranteilen ab 0,4 % und Glasfaserbeton mit einem Glasfaseranteil von 2,5 bis 5 % unterschieden. Glasfasermodifizierter Beton verringert vor allem die Rissbildung hat aber keine statische Funktion. Er wird vor allem dort eingesetzt, wo besondere Anforderungen an die Undurchlässigkeit bestehen, z. B. bei weißen Wannen. Bei Glasfaserbeton übernehmen die Fasern die Funktion von Bewehrung. Aus Glasfaserbeton können besonders filigrane Formen geschaffen werden.
Genau wie glasfasermodifiziertem Beton wirkt auch Kunststofffaserbeton (meist mit Polypropylenfasern) der Rissbildung in frischem Beton entgegen. Daher wird Kunststoffaserbeton auch häufig bei Estrichen eingesetzt. Eine weitere typische Verwendung ist bei Hochleistungsbetonen zu Brandschutz. So soll z. B. Stahlbeton mit propylenfaserverstärkten Betonoberflächen eine längere Stabilität behalten. Im Feuerfall verbrennen die Polypropylenfasern und es entstehen kleine Kanäle, die das Entweichen von Wasserdampf ermöglichen. Das stabilisiert die Randschichten des Betonbauteils, die so nicht abplatzen. Die darunterliegende Stahlbewehrung bleibt lange geschützt und die Stabilität des Bauteils erhalten.
Porenbeton ist ein mineralischer Baustoff, der früher auch als Gasbeton bezeichnet wurde, was auf die gleichmäßig verteilten Gasbläschen im Material zurückzuführen ist. Porenbeton ist leicht und hochporös und wird als Wandbaustoff für Einfamilien- und Reihenhäuser sowie Mehrgeschossbauten verwendet. Dazu bieten die Hersteller verschiedene Steinformate, Wandelemente, Stürze, U-Schalen und auch Dach- und Deckensysteme an. Hergestellt wir Porenbeton als dampfgehärteter Baustoff aus fein gemahlenem, quarzhaltigem Sand, Kalk, Zement und Wasser. Dieser Mischung wird in langen Wannen eine Aluminiumpaste oder Aluminiumpulver beigemengt. Dadurch bilden sich in der alkalischen Mörtelmischung Wasserstoffgasbläschen, die bis zur Beendigung der Aussteifung aufschäumen. Danach werden die Porenbeton-Elemente zugeschnitten und in Autoklaven bei Temperaturen von 180 bis 200 °C einem Sattdampfdruck von 10 bis 12 bar ausgesetzt. Der Porenbeton härtet aus und hat nach 6 bis 12 Stunden seine endgültigen Eigenschaften erreicht.
Dazu zählen gute Wärmedämm- und gute Schallschutzwerte, bestimmte Tragfähigkeit und Druckfestigkeit. Als rein mineralischer Baustoff bietet Porenbeton zudem einen guten Schutz bei Feuer und ist recycelbar, indem er dem Produktionsprozess wieder zugeführt oder zu Granulat verarbeitet weiterverwendet werden kann.
Ein großer Vorteil von Porenbetonsteinen ist ihre hohe Maßgenauigkeit. Sie können im Dünnbettverfahren vermörtelt werden. Dabei entstehen nur sehr schmale Fugen. Die Wärmebrückenbildung wird unterbunden und gleichzeitig steigt die Druckfestigkeit der so hergestellten Mauern.