In diesem Beitrag möchten wir dir Informationen über den künstlichen Stein Beton geben. Wenn du Interesse daran hast ein Haus oder ein anderes Bauwerk zu bauen, dann kommst du meist nicht um den Betonstein herum. Aus diesem Grund wollen wir dir einen komprimierten Überblick über den Beton geben und wünschen dir als Bauherr oder Bauinteressierter viel Spaß beim Lesen.
Wann wurde Beton erfunden?
Beton, wie wir ihn heute kennen, wurde im 19. Jahrhundert entwickelt und erfunden. Der moderne Beton, der Zement, Sand und Kies oder Schotter enthält, wurde erstmals im 19. Jahrhundert in Großbritannien hergestellt. Der britische Baumeister Joseph Aspdin erfand 1824 den Portlandzement, der eine Schlüsselkomponente von Beton ist.
Hierbei gilt es zu berücksichtigen, dass es verschiedene Formen von Beton im Laufe der Geschichte gab. Die Römer zum Beispiel verwendeten eine Art von Beton, der aus Kalk, Vulkanasche und Ziegelpulver hergestellt wurde, um Bauwerke wie das Pantheon zu errichten. Diese antike Form von Beton hatte jedoch unterschiedliche Eigenschaften im Vergleich zum modernen Beton, der auf Portlandzement basiert.
Aus welchen Baustoffen besteht Beton?
Beton ist ein Baustoff, der aus verschiedenen Bestandteilen besteht. Die Hauptbestandteile von Beton sind:
- Zement: Zement ist ein Pulver, das aus Kalkstein, Ton, Schiefer, und anderen Materialien hergestellt wird. Es dient als Bindemittel im Beton und reagiert chemisch mit Wasser, um eine feste Masse zu bilden.
- Zuschlagstoffe (Gesteinskörnung): Sand und Kies oder Schotter dienen als Zuschlagstoffe im Beton. Sie machen den Beton widerstandsfähiger und beeinflussen dessen Festigkeit und andere technische Eigenschaften. Es ist wichtig, dass diese scharfkantig sind, damit sie sich gut im Beton verzahnen. Runde steine aus Flüssen oder der Sand aus der Wüste eignen sich deshalb nicht als Zuschlagstoffe für Beton. Aus diesem Grund werden auch die natürlichen Baustoffe immer knapper. Da sich einfach nur ein geringer Teil von zum Beispiel Sand zum Bauen eignet.
- Wasser: Wasser ist notwendig, um den Zement zu aktivieren und die chemische Reaktion namens Hydratation auszulösen. Die Menge und Qualität des Wassers beeinflussen die Verarbeitbarkeit und Festigkeit des Betons.
- Zusatzstoffe (z.B. Zusatzmittel und/oder Fasern): Zusatzstoffe werden manchmal dem Beton hinzugefügt, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern. Das können beispielsweise chemische Zusatzmittel sein, die die Aushärtung beschleunigen oder die Verarbeitbarkeit verbessern. Fasern können auch hinzugefügt werden, um die Zugfestigkeit des Betons zu erhöhen.
Beton wird in unterschiedlichen Bauwerken verwendet und an den unterschiedlichsten Standorten der Erde benötigt. Aus diesem Grund gibt es auch diverse Anforderungen an den jeweiligen Beton und somit gibt es sehr viele sogenannte „Betonrezepte“. Ein Betonrezept ist eine klar definierte Betonrezeptur, welche vom Betonmischwerk angemeldet und zertifiziert wurde. Dies ist wichtig um als Bauunternehmen eine Gewährleistung auf die Bauteile aus Beton geben zu können.
Was ist Zement, woraus besteht er und wie wird er hergestellt?
Zement ist ein sogenanntes hydraulisches Bindemittel, das als Hauptbestandteil in Beton verwendet wird. Er bindet die verschiedenen Zuschlagstoffe wie Sand und Kies oder Schotter zusammen, um eine feste Masse zu bilden. Zement wird durch das Brennen von Kalkstein und Ton hergestellt. Nachfolgen listen wir dir einmal die einzelnen Schritte auf die nötig sind, um Zement herzustellen:
- Gewinnung der Rohstoffe: Die Hauptbestandteile für die Zementherstellung sind Kalkstein (Calciumcarbonat) und Ton. Diese Rohstoffe werden aus Steinbrüchen gewonnen.
- Zerkleinerung und Mischung: Die gewonnenen Rohstoffe werden zerkleinert und sehr fein gemahlen und gemischt, um eine homogene Mischung zu erhalten. Diese Mischung wird als Rohmehl bezeichnet.
- Erhitzen (Klinkerherstellung): Das Rohmehl wird in einem Drehrohrofen bei sehr hohen Temperaturen (etwa 1450 °C) gebrannt. Durch diesen Prozess entstehen sogenannte Zementklinker, kleine kugelförmige Klumpen.
- Klinkerabkühlung: Die Klinker werden anschließend abgekühlt.
- Zerkleinerung zu Zementpulver: Die abgekühlten Zementklinker werden anschließend erneut gemahlen, um Zementpulver zu erhalten. Bei Bedarf können dem Zement weitere Materialien wie Gips oder andere Zusätze beigefügt werden, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern oder hervorzurufen.
- Verpackung und Versand: Das fertige Zementpulver wird in Säcke abgefüllt und für den Versand bereitgemacht. Als Bauherr kennst du diese aus den verschiedenen Baumärkten. Wie du siehst ist Zement ein günstiger und sehr verfügbarer Baustoff.
Das hergestellte Zementpulver ist ein feines Pulver, das mit Wasser gemischt wird, um eine chemische Reaktion namens Hydratation auszulösen. Diese Reaktion führt zur Bildung von Calciumsilikathydrat (C-S-H) und anderen Feststoffen, die den Beton aushärten lassen. Es ist wichtig zu wissen, dass Zement und Beton zwei unterschiedliche Materialien sind: Zement ist ein Bestandteil von Beton, während Beton eine Mischung aus Zement, Zuschlagstoffen, Wasser und gegebenenfalls Zusatzstoffen ist. Wie bereits erwähnt gibt es eine Vielzahl an verschiedenen Betonen die durch unterschiedliche Betonrezepturen hervorgerufen werden.
Wie wird Beton klassifiziert?
Auf den Produktdatenblättern der Hersteller stoßen wir auf unterschiedliche Bezeichnungen für Beton. Diese Bezeichnungen setzen sich aus einem Großbuchstaben gefolgt von zwei Ziffern zusammen, beispielsweise Beton C25 oder Beton B100. Während Bauunternehmer und Architekten keine Schwierigkeiten haben, diese Informationen zu entschlüsseln, stehen Laien oft vor der Herausforderung, die Abkürzungen in der Produktbeschreibung zu verstehen.
Die Buchstabenkennzeichnung zusammen mit den Zahlen bezieht sich auf die Betonklasse, einem Parameter, der die Druckfestigkeit des Betonsteins beschreibt und in Megapascal (MPa) gemessen wird. Dabei unterliegen zylindrische und würfelförmige Betonblöcke Festigkeitsprüfungen. Der erste Zahlenwert (zum Beispiel C20) gibt die charakteristische Druckfestigkeit des Betons an, die nach 28 Tagen Aushärtung an zylindrischen Probenblöcken bestimmt wird. Der Wert nach dem Schrägstrich („/“) repräsentiert hingegen die charakteristische Druckfestigkeit eines 15 cm × 15 cm × 15 cm großen kubischen Probewürfels, gemessen ebenfalls nach 28 Tagen. Mit steigender Betonklasse steigt die Druckfestigkeit des Betons. Es gibt also relativ weiche, mittlere und hochfeste Betone.
Die Betonklassen in einer Tabelle
Welchen Beton nutzt man üblicherweise für das Fundament eines Einfamilienhauses?
Grundsätzlich kann man nicht so einfach sagen, welcher Beton der richtige für ein Einfamilienhaus ist. Hierzu müssen wir vielmehr das Haus und den Untergrund kennen. Eine grobe Betonklasse für ein Einfamilienhaus können wir dir dennoch nennen, da diese in der Praxis nicht immer aber sehr häufig verwendet wird. In der Praxis hat sich die Betonklasse C20/25 als primärer Beton für die Gründung von Einfamilienhäusern bewährt.
Was sind die Vorteile von Beton?
Beton ist aufgrund seiner vielfältigen positiven Eigenschaften und Anwendungsmöglichkeiten ein weit verbreiteter Baustoff. Aus diesem Grund findest du ihn auch auf Baustellen und in Gebäuden auf der ganzen Welt. Nahezu jedes Bauunternehmen verwendet täglich Beton oder arbeitet an diesem. Hier sind einige der wichtigsten Vorteile von Beton, die du dir merken solltest:
- Hohe Druckfestigkeit: Beton weist eine hohe Druckfestigkeit auf, was bedeutet, dass er großen Belastungen standhalten kann. Diese Eigenschaft macht ihn besonders geeignet für den Bau von Tragstrukturen wie Fundamenten, Säulen und Balken. Die meisten Brücken bestehen deshalb damit ihrer Stützen aus Beton.
- Vielseitigkeit: Beton ist äußerst vielseitig und kann für eine breite Palette von Bauprojekten eingesetzt werden, von Gebäuden über Brücken bis hin zu Straßen. Im flüssigen Zustand kannst du Beton in nahezu jede Form bringen und diese dann aushärten lassen. Das macht den Beton für dich als Bauherr so interessant.
- Langlebigkeit und Haltbarkeit: Unter geeigneten Bedingungen ist Beton ein sehr langlebiger Baustoff. Er widersteht Witterungseinflüssen, Feuer und anderen Umwelteinflüssen, was zu einer langen Lebensdauer der Bauwerke führt. Es ist wichtig, dass die Bewährung im Beton, welche aus Stahl besteht, immer gut vom Betonstein umschlössen ist. Chloride, also Salze, greifen diese Bewehrung an und schwächen den Beton von innen, was im Ernstfall sogar zum Totalausfall von ganzen Betonbauteilen führen kann.
- Brandbeständigkeit: Beton ist nicht brennbar und bietet daher einen wirksamen Schutz gegen Brände. Dies macht ihn besonders geeignet für den Bau von Strukturen, bei denen Brandschutz eine wichtige Rolle spielt.
- Formbarkeit und Designmöglichkeiten: Beton kann in verschiedene Formen gegossen werden, was Architekten und Bauherren große gestalterische Freiheit bietet. Mit Beton können komplexe Formen und Strukturen realisiert werden. Durch die unterschiedlichen Betonrezepturen können auch schöne Sichtbetonflächen hergestellt werden. Das Erstellen von Sichtbeton ist allerdings sehr aufwendig und benötigt hohes Produkt- und Branchenwissen.
- Wirtschaftlichkeit: Beton ist im Vergleich zu einigen anderen Baustoffen kostengünstig. Die Verfügbarkeit der Rohstoffe und die relativ einfache Herstellung tragen zu seiner Wirtschaftlichkeit bei.
- Schallschutz: Beton bietet aufgrund seiner Dichte und Masse auch eine gute Schalldämmung, was ihn besonders für den Einsatz in Mehrfamilienhäusern und anderen Gebäuden mit Schallschutzanforderungen geeignet macht. Dadurch das er so dicht ist, fällt es dem Schall schwerer ihn in Schwingung zu versetzen und den Schall so zu übertragen. Dennoch sollte immer auf Schalltechnische Entkoppelungen geachtet werden.
- Wartungsfreundlichkeit: In vielen Fällen erfordert Beton nur minimale Wartung, was die Betriebskosten von Bauwerken über die Zeit hinweg reduziert.
Aus all diesen Gründen ist Beton ein bewährter und beliebter Baustoff in der Bauindustrie.
Warum gilt Beton als Klimakiller?
Beton wird oft als Klimakiller betrachtet, hauptsächlich aufgrund der Herstellung von Zement, einer der Hauptkomponenten von Beton. Hier sind die wichtigsten Gründe, warum Beton als klimaschädlich angesehen wird:
- CO2-Emissionen bei der Zementherstellung: Die Herstellung von Zement, dem Hauptbestandteil von Beton, ist ein energieintensiver Prozess, der mit erheblichen CO2-Emissionen verbunden ist. Während des Brennvorgangs von Kalkstein und Ton im Zementwerk wird Kohlendioxid (CO2) freigesetzt. Diese Prozesse sind verantwortlich für einen erheblichen Anteil der Treibhausgasemissionen in der Baubranche und auch auf der ganzen Welt.
- Rohstoffabbau: Die Gewinnung von Rohstoffen wie Kalkstein und Ton für die Zementproduktion erfordert den Abbau großer Mengen von Materialien. Dies kann ökologische Auswirkungen auf die Umwelt haben, einschließlich Landschaftsveränderungen, Habitatzerstörung und Bodenerosion.
- Transport: Der Transport von Zement und Beton zu Baustellen trägt ebenfalls zu den Umweltauswirkungen bei. Der Energieverbrauch und die damit verbundenen Emissionen während des Transports können je nach Entfernung erheblich sein.
- Entwaldung: Für den Rohstoffabbau von Betonbestandteilen, insbesondere für den Abbau von Sand und Kies, werden manchmal natürliche Ökosysteme wie Wälder zerstört. Die Entwaldung kann zu einem Verlust von Biodiversität und weiteren Umweltauswirkungen führen.
- Betonabbruch und Entsorgung: Die Entsorgung von Betonabfällen kann ebenfalls Umweltauswirkungen haben. Wiederverwertung und Recycling von Beton können jedoch dazu beitragen, einige dieser Probleme zu mildern. Heute wird ein großer Teil des aus Rückbauten gewonnenen Betons als RC (Recycling) Baustoff wiederverwendet.
Aus den vorgenannten Gründen gilt Beton bzw. genauer die Herstellung von Zement, welcher essenziell für die Betonherstellung ist, als sehr klimaschädlich. Als Bauherr kannst du selbst entscheiden, was für dich am wichtigsten ist. Alternativen zum klassischen massivhaus sind zum Beispiel Holzhäuser, die bereits heute eine sehr hohe Lebensdauer besitzen.
Was ist bei der Verarbeitung von Beton wichtig?
- Richtige Mischdauer:
Achte immer darauf, dass der Beton ausreichend lange gemischt wird, um eine homogene Mischung zu erhalten. Dies hilft, eine gleichmäßige Verteilung der Bestandteile sicherzustellen. Nur so kann der Beton gleichmäßig gut tragfähig sein.
- Transport:
Der Transport des Betons von der Mischstelle zur Baustelle sollte schnell und effizient erfolgen, um eine frühzeitige Aushärtung zu verhindern. Wie schon bei der Betonrezeptur erwähnt, können Zuschlagstoffe wie Verzögerer verwendet werden, um den Aushärtungsprozess zu verlangsamen. Das ist zum Beispiel dann wichtig, wenn deine Baustelle weit vom Betonmischwerk entfernt ist. Das Bauunternehmen berücksichtigt dies allerdings, sodass du dir keine Sorgen um dein Fundment machen musst.
- Verdichtung:
Verdichte den Beton immer gründlich, um Lufteinschlüsse zu minimieren. Dies kann mit Rüttlern oder Stampfern erfolgen. Eine unzureichende Verdichtung kann zu Hohlräumen und geringerer Festigkeit führen. Das ist nur logisch, weil Luft nicht trägt.
- Richtige Platzierung:
Platziere den Beton immer gleichmäßig und vermeiden grundsätzlich übermäßige Fallhöhen, um die Entmischung zu minimieren. Sonst hast du oben den flüssigen Bestandteil vom Beton und unten den ganzen Sand und Kies. Der Beton ist dann nicht so tragfähig wie er sein sollte und es kann zu Problemen auf deiner Baustelle kommen.
- Nachbehandlung:
Der frisch gegossene Beton sollte richtig nachbehandelt werden, um ein gleichmäßiges Aushärten zu fördern. Dazu gehört das Feuchthalten des Betons, insbesondere bei warmem Wetter, um eine zu schnelle Austrocknung zu verhindern. Wenn du den Beton nicht nachbehandelst, kann es zu Spannungen im Betonkörper kommen, weil der Beton oben an der Sonne schneller trocknet und aushärtet als in der Mitte oder unten. Diese Risse können ebenfalls die Tragfähigkeit des Betons negativ beeinflussen und sorgen dafür, dass die innenliegende Bewährung durch Salze und andere Einflussfaktoren angegriffen werden kann. Dies ist fatal für die Tragfähigkeit des Betons.
- Temperaturkontrolle:
Beachte auch die Umgebungstemperatur während des Betongießens. Bei extremen Temperaturen müssen Maßnahmen ergriffen werden, um den Beton vor zu schnellem oder zu langsamem Aushärten zu schützen.
- Schalung:
Die Schalung sollte fest und in der gewünschten Form sein. Stelle von Anfang an sicher, dass die Schalung ausreichend geölt oder mit einem Trennmittel behandelt ist, um eine leichtere Entfernung nach dem Aushärten zu ermöglichen.
Fazit:
Nun weißt du woraus Beton hergestellt wird, welche Vor- und Nachteile Beton hat, welche Betonklassen es gibt und wie du Beton richtig verarbeitest. Beachte an dieser Stelle bitte, dass der Beruf des Betonbauers seine Berechtigung hat und die Arbeiten mit Beton immer Fachunternehmen überlassen werden sollte. Diese geben dir als Bauherr auch eine Garantie auf den Beton und ihre Arbeiten. Es wäre auch sehr unangenehm für dich als Bauherr, wenn dein schönes neues Haus auf einem schlecht ausgeführten oder sogar fehlerhaften Fundament steht, oder? Wir wünschen dir viel Spaß beim Bauen und stehen dir bei Rückfragen immer gern zur Verfügung.
