Woraus Beton besteht
Zunächst ist Beton ein Verbundbaustoff, da er aus verschiedenen Stoffen besteht. Das sind die drei nachfolgenden Grundbaustoffe für die Betonherstellung:
- Wasser
- Zement
- Zuschlag (Sand, Kies, Split)
Außerdem können noch Zusätze dazukommen:
- Zuschlagmittel
- Zuschlagstoffe
Trocknen gibt es eigentlich nicht, dafür das Abbinden und Trocknen
Oft wird von einer “Trockungs- oder Trockenzeit von Beton” gesprochen. Das ist aber eher umgangssprachlich zu verstehen. Jedoch hat sich daraus zum Teil auch ein falsches Verständnis für Beton entwickelt. Denn Beton trocknet nicht wirklich oder zumindest nicht vollständig. Dazu ist es aber wichtig, zu verstehen, was überhaupt passiert, wenn Zement, Wasser und Zuschläge gemischt werden.
Der Vorgang beim Abbinden von Zementleim (Zement und Wasser)
Die wichtigsten Zutaten für Beton sind Zement und Wasser. Zement ist ein Bindemittel, also mit einem Klebstoff vergleichbar. Genau genommen ist es ein hydraulisches Bindemittel, weil Zement unter dem Zusatz von Wasser abbindet. Dabei werden (bei herkömmlichem Portlandzement) rund 40 Prozent Wasser im Zement gebunden. Rund 25 (eher 26) Prozent werden physikalisch gebunden (aufgesaugt) und 15 Prozent chemisch gebunden. Beim chemischen Abbinden entsteht zunächst Gelwasser, welches dann langsam auskristallisiert. Dabei verzahnen sich die Kristalle entsprechend. Sie bestimmen die Druckfestigkeit.
Der w/z-Wert bestimmt die mit Zement bindende Wassermenge
Die 40 Prozent an Wasser, die Zement aufnimmt, werden über den sogenannten Wasser-Zement-Wert (w/z-Wert) ausgedrückt. Das Maximum an Wasser in einem herkömmlichen Zement, das abbinden kann, hat also einen w/z-Wert von 0,40. Die Mindestmenge, die Zement zum Abbinden benötigt, liegt dagegen bei 25 Prozent, also einem c/w-Wert von 0,25. Folglich besitzen hochwertige Betone einen w/z-Wert zwischen 0,25 und 0,40 (ausgehend von herkömmlichem Portlandzement).
Der Vorgang beim Aushärten des Betons
Während der Zementleim (Wasser und Zement) nun langsam abbinden, härtet der hergestellte Beton gleichzeitig langsam aus. Dieses Auskristallisieren dauert Monate an. Streng genommen härtet Beton selbst nach vielen Jahren immer noch aus. Doch anhand des Grads der Aushärtung wird festgelegt, zu welchem Zeitpunkt die geforderte Druckfestigkeit erreicht ist. Denn anfangs bindet der Beton schnell ab und härtet auch entsprechend schnell ab. Mit der Zeit verlangsamt sich dieser Prozess. Dargestellt in einem Diagramm lässt sich dann erkennen, dass Beton nach rund einem Monat großteils ausgehärtet ist. Das spätere Aushärten verlangsamt sich ab diesem Zeitpunkt deutlich.
Nach Norm erreichte Druckfestigkeit
Nach DIN 1045-2 muss daher Beton auch nach 28 Tagen seine geforderte Druckfestigkeit erreicht haben, also entsprechend abgebunden und ausgehärtet sein. Der Wert von 28 Tagen ist wohl damit begründet, dass das genau 4 Arbeitswochen sind. Dadurch dürfte es in der Vergangenheit ohne die entsprechenden Messmöglichkeiten einfacher gewesen sein, den Zeitpunkt zur Weiterverarbeitung festzulegen, ohne großartig durcheinander zu kommen.
Das Betonnachbehandeln für ein optimales Aushärten
Das Trocknen von Beton ist in der Folge also die Zeit, in welcher der angemachte frische Beton abbinden und aushärten soll. Ein Austrocknen darf sogar nicht passieren, denn dann würde der c/w-Wert nicht mehr stimmen und die Qualität des Betons massiv vermindern. Daher wird Beton im Sommer bei hohen Außentemperaturen auch immer nass gehalten und gleichzeitig unter einer Folie gegen das Verdunsten von Wasser geschützt. Im Winter dagegen muss der junge Beton gewärmt werden, damit das gebundene Wasser nicht gefrieren und den Beton sprengen kann.
Zementeigenschaften und Arten
Wichtig beim Abbinden sind aber auch die Eigenschaften vom Zement. Denn wie zuvor schon angerissen (wir hatten den c/w-Wert von herkömmlichem Portlandzement angesprochen), gibt es verschiedene Zemente. Geregelt sind diese in der DIN 1164 sowie in der europäischen Norm EN 197. Danach werden – als wichtigstes Unterscheidungsmerkmal für viele Handwerker und auch Heimwerker – zunächst drei Festigkeitsklassen festgelegt:
- 32,5 in L, N oder R, Sackfarbe hellbraun, Aufschrift N schwarz, Aufschrift R rot
- 42,5 in L, N oder R, Sackfarbe grün, Aufschrift N schwarz, Aufschrift R rot
- 52,5 in L, N oder R, Sackfarbe rot, Aufschrift N schwarz, Aufschrift R weiß
- L: langsam (englisch long) abbindend und aushärtend
- N: normal (englisch normal) abbindend und aushärtend
- R: schnell (englisch rapid) abbindend und aushärtend
Außerdem sind die Festigkeitsklassen nach DIN 1264 farblich unterschiedlich gekennzeichnet. In der EN 197 fehlt diese Kennzeichnung!