Schwinden und Kriechen kann unterschiedliche Ursachen haben
Das Schwinden und das Kriechen von Beton ist teilweise bedingt durch den chemischen Prozess, der während des Aushärtens abläuft. Er kann aber ebenso der Hinweis auf unterschiedliche Mängel bei der Herstellung als auch der Aushärtung vom Beton sein. Insgesamt werden beim Kriechen und Schwinden die folgenden Phänomene unterschieden:
Kriechen:
- elastische Verformung
- Temperaturdehnung
- Kriechen
Schwinden:
- Carbonatisierungsschwinden
- Trocknungsschwinden
- Frühschwinden (auch Kapillar- oder plastisches Schwinden)
- Schrumpfen
Die elastische Verformung
Die elastische Verformung ist auf die Belastung von Beton zurückzuführen. Das klassische Beispiel ist die Betonbrücke, die sich durchbiegt, wenn ein Fahrzeug darüber fährt. Wäre Beton starr, würde der Baustoff bei einer solchen Belastung brechen. Die elastische Verformung wird seitens des Ingenieurs oder des Architekten bei der Planung berechnet.
Die Temperaturdehnung
Die Temperaturdehnung ist eine thermische Größe, die insofern beeinflussbar ist, als dass sie von der Wärmedehnzahl des Zuschlags (Gesteinskörnung) sowie des Zementsteins abhängt.
Das Kriechen
Viele Betonbauteile werden natürlich belastet. Man nehme nur ein tragendes Betonteil als Beispiel. Durch diese Belastung kommt es zum sogenannten Kriechen. Äußere Einwirkungen, die die Volumenänderung auslösen, sind Dauer und Umfang der Belastung sowie die direkt einwirkenden Umweltfaktoren. Über den Zementgehalt des Betons, dem Wasser-Zement-Wert und der Gesteinskörnung kann darauf Einfluss genommen werden.
Das Carbonatisierungsschwinden
Das Calciumhydroxid im Zementstein reagiert auf das Kohlendioxid in der Luft. Daher kommt es im Zementstein zu einem nicht rückgängig zu machendem Schwinden.
Das Trocknungsschwinden
Das Trocknungsschwinden gehört zu den Ursachen, weshalb Überschusswasser im Beton unbedingt zu vermeiden ist. Das Wasser, das nicht chemisch und physikalisch mit dem Zement abbinden kann, ist Überschusswasser. Dieses Wasser im Beton blutet, wobei dieser Prozess nicht zwingend mit dem bloßen Auge sichtbar sein muss. Zurück bleiben Kapillarporen, die die Druckfestigkeit negativ beeinflussen.
Das Schrumpfen
Das Schrumpfen setzt sich aus chemischem und autogenem Schwinden zusammen. Wasser bindet mit dem Zement zu Zementstein. Durch die chemische Umwandlung hat das Wasser rund 25 Prozent weniger Volumen. Das autogene Schwinden ist ein Austrocknen des Betons während der Hydratation.
Das Frühschwinden
Das Frühschwinden wird ausgelöst, wenn die Nachbehandlung des Betons nicht sachkundig erfolgt. Das Frühschwinden betrifft das Kristallwasser, das bei hohen Temperaturen aus dem Beton verdunstet, aber eigentlich zum Abbinden durch die Hydratation benötigt wird. Zu erkennen ist das Frühschwinden an Längsrissen, die sich im Beton zeigen.