Kleinbaustelle

Was man über Betonherstellung wissen muss

Zement

Die Abpackung des Sackzementes (in Säcken von je 25 kg) unmittelbar vor dem Versand garantiert, dass nur „frischer“ Zement die Werke verlässt. Der Aufdruck auf den Säcken gibt gemäß dem EG-Konformitätzeichen (CE-Zeichen) Informationen über Hersteller, Zementwerk, Ablaufdatum (3 Monate nach Produktionsdatum) und die Bezeichnung des Zements an. Zement sollte nicht länger als drei Monate lagern und muss vor Nässe und Schmutz (Humus, Düngemittel etc.) sorgfältig geschützt werden. Wird Sackzement zwischen Auslieferung und Verwendung zu lange oder ungeschützt gelagert, kann er, trotz Verpackung, Feuchtigkeit aus der Luft aufnehmen und erhärten. Harte Zementknollen (die nicht mehr mit der Hand zerdrückt werden können) dürfen nicht verarbeitet werden, weil dieser Zement nicht mehr seine volle Bindekraft hat.

Das Wasser

Jedes normale Trinkwasser aus Leitungen und Brunnen ist zum Mischen des Betons geeignet. Sauberes und geruchfreies Wasser aus Bächen und Flüssen kann ebenfalls verwendet werden, wenn diese nicht aus Moorgebieten kommen oder Industrieabwässer beinhalten.

Steifer Beton – weicher Beton (Konsistenz des Frischbetons)

Der in der Schalung eingebrachte Beton muss verdichtet werden, weil er sonst Lufteinschlüsse enthält, die im erhärteten Beton große Poren bilden und die Festigkeit und Beständigkeit herabsetzen würden. Ob steifer oder weicher Beton benötigt wird, ergibt sich aus der Form und Größe des Bauteiles und den Verdichtungsmöglichkeiten (Stampfen, Rütteln, Stochern). Steifer Beton enthält mehr Luft und ist schwerer zu verdichten als weicher Beton. Auf Kleinbaustellen gibt es kaum leistungsfähige Rüttler wie auf Großbaustellen und in Fertigteilwerken. Eine praktisch vollständige Verdichtung ist aber Vorraussetzung für guten Beton. Darum wird man den Beton so weich machen, dass er durch Stochern verdichtet werden kann und wenn Stahleinlagen vorhanden sind, diese satt umhüllt. Dieser Beton verhält sich beim Schütten leicht fließend, darf aber nicht „rinnen“, weil er sich sonst entmischen würde. Das heißt, dass sich der Zementleim von der groben Gesteinskörnung trennen würde. Entmischter Beton ist schlechter Beton.

Eine bestimmte Betonfestigkeit kann sowohl mit weichem als auch mit steifem Beton erreicht werden. Weichen Beton darf man aber nur so herstellen, dass man mehr Zementleim verwendet und nicht einfach mehr Wasser beigibt (wodurch der Zementleim eventuell bis zur Unbrauchbarkeit verdünnt werden würde).Deshalb braucht bei gleicher Festigkeit weicher Beton auch mehr Zement als steifer Beton.

Mischen des Betons

Welche Menge Zement, Wasser (die zusammen den Zementleim bilden) und Korngemisch braucht man nun, um guten Beton herzustellen? Wie mischt man richtig?

Gleichbleibende Betonfestigkeit erreicht man nur, wenn das Masseverhältnis Wasser zu Zement bzw. Bindemittel, der W/B-Wert, gleich bleibt.

Die nachstehend angeführten Mischtabellen sind für die am häufigsten vorkommenden Mischerinhalte aufgestellt worden. Für nicht angeführte Mischerinhalte wird empfohlen, den nächst kleineren Tabellenwert zu verwenden. Eine etwas geringere Mischbetonmenge je Mischung bringt bessere Durchmischung und schont den Antriebsmotor.

Der Feuchtigkeitsgehalt des Korngemisches wurde in die Tabellen mit eingerechnet, so dass folgendermaßen unterschieden werden muss:

  • Trockene Gesteinskörnung: trocken gewonnene Gesteinskörnung (Grubenschotter) sowie nass gewonnene Gesteinskörnung (Flussschotter) nach Lagerung auf Deponie, jedoch nicht regendurchnässt.
  • Nasse Gesteinskörnung: unmittelbar nach starken oder langen Regenfällen oder unmittelbar nach Gewinnung aus Fluss oder Teich.

Diese Unterscheidung macht es möglich, Korngemische mit verschiedener Eigenfeuchte zu verwenden, ohne durch unzulässige Verdünnung des Zementleims die Festigkeit des erhärteten Betons zu vermindern. Er ist aus der entsprechenden Tabelle zu wählen. Eine weitere Berücksichtigung der Eigenfeuchte der Gesteinskörnung ist nicht notwendig. Aus den Tabellen kann in Abhängigkeit der jeweiligen Mischergröße der Zement- und Wasserbedarf für die Herstellung von einer Mische weichem Beton (F45) abgelesen werden.


Tabelle für trockenen Zuschlag
Nenninhalt des Mischers in l
70 - 85
130 - 155
255 - 315
510 - 630
Betonmenge (verdichtet) in l
45 - 55
85 - 105
170 - 210
340 - 420
Mindestzementmenge
12,5
25
50
100
Betonsorte
Zement Festigkeitsklasse
Maximal zulässige Wasserzugabe in Liter
C12/15/X0
CEM 32,5
7,0
14,5
29,0
58,0
C16/20/X0
CEM 32,5
6,5
13,0
26,0
52,0
C20/25/XC2
CEM 32,5
5,5
11,0
22,5
45,0
C20/25/XC1
CEM 32,5
5,5
11,5
23,0
46,0
C25/30/XC1
CEM 42,5
6,0
12,0
24,0
48,0

Nach den Angaben dieser Tabellen wird weicher Beton hergestellt, der für Kleinbaustellen besonders geeignet ist.


Tabelle für nassen Zuschlag
Nenninhalt des Mischers in l
70 - 85
130 - 155
255 - 315
510 - 630
Betonmenge (verdichtet) in l
45 - 55
85 - 105
170 - 210
340 - 420
Mindestzementmenge
12,5
25
50
100
Betonsorte
Zement Festigkeitsklasse
Maximal zulässige Wasserzugabe in Liter
C12/15/X0
CEM 32,5
5,5
11,5
23,0
46,0
C16/20/X0
CEM 32,5
5,0
10,0
20,0
40,0
C20/25/XC2
CEM 32,5
4,0
8,0
16,5
33,0
C20/25/XC1
CEM 32,5
4,0
8,5
17,0
34,0
C25/30/XC1
CEM 42,5
4,5
9,0
18,0
36,0

Steifer Beton darf nur verwendet werden, wenn kräftige Rüttler, oder andere geeignete Verdichtungsgeräte vorhanden sind. Für Stahlbeton ist er nicht zulässig, weil Nester schwer zu vermeiden sind und die Stahleinlagen rosten würden. Wenn ausnahmsweise steifer Beton hergestellt wird, so ist die Wassermenge bei trockener Gesteinskörnung um ein Sechstel, bei nassem um ein Fünftel (oder 17 bzw. 21 %) zu verringern, weil bei der größeren Beigabe von Gesteinskörnung mehr Wasser mit der Gesteinskörnung in den Mischer kommt, der steife Beton aber weniger Wasser braucht. Die Zementmenge darf dabei nicht verringert werden.

Mischvorgang

Abmessen der Zementmenge

Es lohnt immer, die richtige und gleichbleibende Zementzugabe durch Messen mit einem Hohlmaß unter vorhergehendem Wiegen zu sichern. Als Hohlmaß kommen in Frage:

  • Messkistchen: Ein Messkistchen aus Holz ist so anzufertigen, dass es, bis zum Rand gefüllt, die gewünschte Menge fasst.
  • Bei kleineren Mengen hat sich ein Baueimer bewährt, der im Innenbereich meist auch eine Literteilung aufweist. Wenn der Eimer für die Zementmenge je Mischung zu klein ist, muss man diese auf zwei oder mehrere Maßfüllungen aufteilen.

Der Zement wird aus dem Sack in ein großes Gefäß (z.B. Scheibtruhe, Mörtelkasten) geleert. Von dort wird mit einer Schaufel das Messgefäß bis zum Rand bzw. bis zur entsprechenden Markierung gefüllt. In Fällen, wo die erforderliche Zementzugabemenge gerade einem halben Sackinhalt entspricht, kommt auch Sackteilung durch Schaufelschnitt in Frage (man merkt sich dazu bei einmal durchgeführter, genau gemessener Teilung die entsprechende Stelle der Sackbeschriftung!). Der Zementsack wird auf eine eingeebnete Stelle oder auf ein Brett gelegt (nicht auf Gras oder Erde – es besteht sonst die Gefahr der Verschmutzung durch Humus) und mit einer Schaufel geteilt. Noch ein guter Tip: Ein kurzes Stück Bewehrungseisen wird mittig unter den Sack gelegt. Nach dem Schaufelschnitt wird das Eisen waagrecht angehoben, die zwei Sackhälften stehen dann nebeneinander. Werden halbe Säcke für die Mische verwendet, sollte das Gewicht dieser Hälften mit 12 kg (statt 12,5 kg) angesetzt werden, um die Ungenauigkeit des Sackschnittes zu berücksichtigen.

Vormischen des Zementleims

  1. Wasser in den Mischer geben. Die Menge richtet sich nach der Frischbetonmenge (bzw. der Mischergröße), der verlangten Betonfestigkeit, der Feuchtigkeit der Gesteinskörnung und der gewünschten Konsistenz. Sie ist der Mischtabelle bzw. den Anwendungen in Kapitel 5 zu entnehmen.
  2. Geringe Menge Gesteinskörnung in den Mischer geben (ca. 3 Schaufeln). Dies verhindert bei der nachfolgenden Zementzugabe ein Ankleben des Zementes an der Mischerwandung.
  3. Zement in den Mischer geben. Die zur gewählten Wassermenge zugehörige Zementmenge ist der Mischtabelle zu entnehmen. Die abgemessene Zementmenge muss erforderlichenfalls schaufelweise in den Mischer gegeben werden, um ein Ankleben an der Mischerwandung zu verhindern.
  4. Wasser + Zement durchmischen. Dies muss so lange geschehen, bis keine Zementklumpen mehr erkennbar sind, meist etwa 30 Sekunden bis eine Minute (im Zweifelsfall besser länger).

Vermischen des Zementleims mit der Gesteinskörnung

  1. Korngemisch in den Mischer schaufeln. Nur soviel Gesteinskörnung in den Mischer schaufeln, bis der Beton die gewünschte Konsistenz (plastisch, weich) erreicht hat. Je mehr Gesteinskörnung dazukommt, desto steifer wird der Frischbeton. Bei der Entnahme des Korngemisches vom Haufen ist zu beachten, dass sich größere Steine häufig am Fuß des Haufens ansammeln. So sollte abwechselnd von der Spitze, aus der Mitte und vom Fuß des Haufens die Gesteinskörnung schaufelweise entnommen werden.

  2. Durchmischen des Betons. So lange weitermischen, bis der Beton gleichmäßig durchgemischt ist. Dies dauert etwa drei Minuten. Keinesfalls darf länger als zehn Minuten gemischt werden, weil der Beton sonst vorzeitig ansteifen kann und sich nicht mehr ordnungsgemäß verarbeiten lässt. Die beste Mischwirkung wird bei möglichst waagrechter Trommelachse erreicht.

Betonverarbeitung

Beton sollte erst dann gemischt werden, wenn er auch sofort verarbeitet werden kann. Auf alle Fälle soll er spätestens eine Stunde – im Sommer eine halbe Stunde – nach dem Mischen fertig eingebracht und verdichtet sein, da er später infolge beginnenden Ansteifens (Abbinden, Erstarren) nicht mehr gut verdichtet werden kann.

Der Frischbeton ist vom Mischer bis zur Einbaustelle so zu transportieren, dass er sich nicht entmischt (Scheibtruhe, Trichter, Rohre usw.), freie Fallhöhen über einen Meter sollten vermieden werden.

Der in die Schalung eingebrachte Beton muss unbedingt sorgfältig verdichtet werden! Frischbeton enthält durch den Mischvorgang (besonders bei steifer Konsistenz) viel eingeschlossene Luft, die durch die richtige Verdichtungsart entfernt werden muss.

Konsistenz: Verdichtung durch: Verdichtungsaufwand:
steif
Kräftiges Rütteln oder festes Stampfen
groß
weich
Stochern oder leichtes Rütteln, eventuell Klopfen an der Schalung
klein

Sorgfältige Verdichtung ist auch deshalb wichtig, weil nur dann die Betonflächen nach dem Entschalen geschlossen und frei von Nestern sein können. Dies ist nicht nur wegen des besseren Aussehens wichtig, sondern auch wegen der Frostbeständigkeit und Dauerhaftigkeit des Betons. Bei Stahlbeton ist eine geschlossene Oberfläche zum ausreichenden Schutz der Bewehrung gegen Rosten (mindestens 3,0 cm Dicke, dichte Betonüberdeckung) besonders wichtig. Dort, wo der frische Beton auf oder an einen schon erstarrenden oder erhärtenden Beton eingebaut wird, entstehen Arbeitsfugen. Diese müssen vor dem Anbetonieren gesäubert und von der überschüssigen Zementschlempe befreit werden. Eine gute Verbindung wird auch durch Steckeisen erreicht, die beim Erreichen einer Arbeitsfuge in den Frischbeton eingebaut werden und zur Hälfe in den nächsten Betonierabschnitt reichen.

Wichtige Ausführungsregeln für Stahlbeton

Die erforderliche Stahlbewehrung ist immer nach den Angaben des Statikers einzulegen und in ihrer Lage zu sichern. Auf die oben liegende Bewehrung von Kragplatten (bei Balkonen und dergleichen) muss besonders geachtet werden.

Damit die Bewehrung im Stahlbeton nicht rostet ist eine Mindestüberdeckung der Stahleinlagen notwendig. Dieser Mindestabstand von der Betonoberfläche, die der Schalungsoberfläche entspricht, muss mindestens 3 cm betragen, weil sonst der Stahl rosten kann. Der Abstand muss durch Abstandsteine oder Abstandhalter gesichert werden, deren Abstand voneinander höchstens 1 m betragen darf. Es ist gefährlich, auf Abstandhalter zu verzichten und statt dessen beim Betonieren die horizontal liegenden Stahleinlagen anzuheben, weil dadurch die richtige Lage der Stahlstäbe nicht mehr gesichert ist (Rostgefahr bei zu geringerer Überdeckung, verminderte Tragfähigkeit bei zu großer Überdeckung). Bei besonderer Beanspruchung des jeweiligen Bauteiles muss die entsprechend größere Betonüberdeckung vom Statiker festgelegt werden.

Nachbehandlung

Der verdichtete frische Beton muss unbedingt vor zu raschem Austrocknen geschützt werden!

Die Umbildung von Zement + Wasser zu Zementstein dauert längere Zeit, sie ist erst nach etwa ein bis zwei Jahren vollständig abgeschlossen. Kritisch ist allerdings nur die erste Zeit nach dem Betonieren. Verliert der junge („grüne“) Beton das benötigte Wasser durch Austrocknen (Wärme, Sonneneinstrahlung, Wind) zu rasch, so bleibt ein Teil des Zementes ungenutzt, was sich wie eine zu geringe Zementzugabe zum Beton auswirken kann (Festigkeitsverlust). Außerdem können Schwindrisse entstehen.

Grundsätzlich sollte die Nachbehandlung zum frühestmöglichen Zeitpunkt beginnen.

Der Schutz gegen vorzeitige Austrocknung muss mindestens drei Tage wirksam bleiben. Allgemein gilt: je länger, desto besser. Natürlich schützt die Schalung gegen Austrocknung.

Wenn geschalte Betonflächen früher als nach drei Tagen ausgeschalt werden, müssen auch diese Flächen gegen vorzeitiges Austrocknen geschützt werden.

Gegen vorzeitiges Austrocknen schützt

Besprühen der Oberfläche mit Wasser (ohne dabei die Oberfläche durch direkten Wasserstrahl auszuwaschen!). Das Besprühen muss mehrmals wiederholt werden. Wenn auf eine ausgetrocknete heiße Betonoberfläche kaltes Wasser aufgebracht wird, können Risse entstehen. Darum wäre es in manchen Fällen zweckmäßig, die Betonoberflächen mit einem durchlöcherten Schlauch dauernd zu berieseln.

Besser ist aber:

Abdecken der Oberfläche mit Plastikfolien sofort nach dem Verdichten über einen Zeitraum von mindestens 3 Tagen (die Folien müssen aber in ihrer Lage gesichert werden; besonders bei Wind wichtig!)

Bei größeren Baustellen ...

kann ein Besprühen der Oberfläche mit einem besonderen Nachbehandlungsmittel (Lösung oder Emulsion; im Baustoffhandel erhältlich) mittels Obstbaum- oder Malerspritze am zweckmäßigsten sein. Es ist soviel Mittel aufzutragen, dass die Oberfläche gleichmäßig bedeckt ist, das Mittel aber noch nicht abrinnt oder auf waagrechten Flächen Pfützen bildet.

Lafarge

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