Arten von Beton im Bauwesen

Reguläres Beton ist die am weitesten verbreitete Art von Beton und die meisten tragenden Betonstrukturen sind daraus gemacht. Diese Art von Beton wird aus natürlichen Zuschlagstoffen hergestellt, die auch der billigste Rohstoff im Beton sind. Natürliche Zuschlagstoffe werden aus abgebauten Lagerstätten (die durch Erosionsprozesse verschiedener Gesteinsarten entstanden sind) und/oder durch Zerkleinern von großen Stücken von natürlichen Gesteinen gewonnen. Die Eigenschaften des Zuschlagstoffs hängen von den Eigenschaften des ursprünglichen Gesteins und dem Zerkleinerungsprozess ab. In Analysen und Berechnungen von Betonstrukturen aus regulärem Beton wird angenommen, dass die Dichte von unbewehrtem Beton ρ = 2400 kg/m³ und bewehrtem Beton (Beton + Bewehrung) ρ = 2500 kg/m³ beträgt. Aus Gründen der Einfachheit wird in Berechnungen oft der Begriff Volsgewicht von Beton anstelle der Betondichte verwendet, der, basierend auf den zuvor genannten Dichten, wie folgt lautet: γ_c = 24 kN/m³ für unbewehrten Beton und γ_c = 25 kN/m³ für bewehrten Beton (Beton + Bewehrung). Das Volsgewicht von bewehrtem Beton hängt von der Menge der Bewehrung ab. Einige Elemente können einen hohen Anteil an Bewehrung mit Längs- und Querbewehrung haben und somit ein höheres Volsgewicht aufweisen, wie in Abbildung 4.4 gezeigt.

Die Menge an Stahlbewehrung in einzelnen Tragwerks-elementen im Bauwesen beträgt meistens:

• für Streifenfundamente und Fundamentsäulen ≈ 60-80 kg/m³ Beton
• für Deckenplatten ≈ 80-100 kg/m³ Beton
• für Wände ≈ 100-120 kg/m³ Beton
• für Fundamentplatten ≈ 80-110 kg/m³ Beton
• für Säulen und Balken ≈ 120-140 kg/m³

Im Allgemeinen beträgt die Menge an Bewehrung in tragenden Stahlbetonkonstruktionen im Bauwesen 100-110 kg/m³ Beton. Wenn wir uns die Abbildung in Abbildung 4.4 ansehen, beträgt die Bulk-Masse von Stahlbeton für Tragwerks-elemente mit einer Bewehrungsmenge von weniger als 145 kg/m³ weniger als γ_c = 25 kN/m³, was der Menge an Stahlbewehrung in Tragwerks-elementen im Bauwesen entspricht.

Leichtbetone werden in die folgenden Kategorien unterteilt: Leichtbetone mit leichtem Zuschlag, Betone mit gleichkörnigem Zuschlag und Zellbetone. Die Verringerung der Dichte wird immer durch die Schaffung von Poren im Zuschlag oder durch die Schaffung von Räumen zwischen den groben Körnern des Zuschlags oder Poren im Zementleim erreicht. Es ist verständlich, dass die Schaffung von Poren im Beton seine Eigenschaften in Bezug auf Festigkeit und Abriebbeständigkeit im Vergleich zu normalem Beton verringert. Leichtbetone haben jedoch andere Vorteile im Vergleich zu normalem Beton, wie bessere Wärme- und Schalldämmungseigenschaften, Porosität und geringere Bulk-Masse. Die Herstellung ist auch etwas teurer, und die Herstellung und Montage erfordern im Allgemeinen eine etwas größere Bindung, um die gewünschten Eigenschaften zu erreichen.

Im Bauwesen werden am häufigsten Leichtbetone mit leichtem Zuschlag verwendet, die auf der Basis von Zement, Wasser, leichtem Zuschlag und möglicherweise Zusatzstoffen hergestellt werden. Diese Zuschläge können anorganischen (Perlit, Vermiculit, gehackter Ziegel, Keramzit usw.) oder organischen Ursprungs (Holzspäne, Holzwolle, EPS usw.) sein.

Leichtbetone mit leichtem Zuschlag werden für die Herstellung von verschiedenen Platten und Blöcken, Dachelementen, Fußböden, Endfußböden sowie Tragwerks-elementen verwendet. Der Anwendungsbereich von Leichtbetonen hängt von ihrer Dichte ab. Leichtbetone mit einer Dichte von ρ < 800 kg/m³ werden als Wärmedämmungselemente verwendet, während für Tragwerks-elemente Leichtbetone mit einer Dichte von ρ < 1400 kg/m³ verwendet werden können.

Leichtbetone mit gleichkörnigem Zuschlag werden durch Weglassen feinerer Zuschlagkörner und durch die Verwendung von fast einer Fraktion nominell gleicher Körnergröße hergestellt. Diese Betone sind gefriertolerant dank der erhöhten Struktur, da sie praktisch keine Kapillarporen aufweisen. Zusätzlich absorbiert dieser Beton Schall gut, daher wird er für die Auskleidung von Räumen verwendet, in denen akustische Bedingungen wichtig sind.

Die bekanntesten Zellbetone sind Gasbeton und Schaumbeton. Sie werden durch ein spezielles Verfahren aus Zement, Kalk, Flugasche und Quarzsand hergestellt, sodass bei hohen Temperaturen die pozzolanischen Reaktionen von Flugasche und Quarzsand aktiviert und beschleunigt werden und gleichzeitig spezielle Zusatzstoffe hinzugefügt werden, die eine Gasexpansion und eine zellige Struktur verursachen. Die bekanntesten im Bauwesen sind Ytong und Siporex, die als Isolierung, aber auch als Tragwerks-elemente verwendet werden.