Hochfester Beton - Druckfest. Stark. Widerstandsfähig.
Beton ab einer Festigkeitsklasse von C55/67 für Normal- oder Schwerbeton und einer Festigkeitsklasse LC55/60 für Leichtbeton wird als hochfester Beton bezeichnet. Er zeichnet sich durch ein dichtes, kapillarporenarmes Gefüge aus.
Einsatzgebiete
Mit Hochfesten Betonen sind Objekte und Strukturen umsetzbar, die enorme gestalterische Spielräume eröffnen. Atemberaubende Architektur, filigrane Stützen oder fast schon schwebenden Bauteilen sind vor allem in den letzten Jahren mehr und mehr in das Interesse von Hochbauplanern gerückt. Besonders mit der Renaissance von Sichtbeton steht der Baustoff Beton zunehmend als Designmaterial im Fokus.
- Hochbau: Stützen und Wände von Hochhäusern (druckbeanspruchte Bauteile)
- Brückenbau: Brückenträger, Balken (biegebeanspruchte Bauteile, große Spannweiten)
- Bauteile mit hoher Umwelt- und mechanischer Beanspruchung: Hochbeanspruchte Verkehrsflächen, Wasser- und Abwasserbauten, Offshore-Bauwerke, Tunnel
- Bauteile zum Schutz vor umweltgefährdenden Stoffen: Auffangwannen, Chemikalienlager
- Chemisch hoch beanspruchte Bauteile: Kühltürme, Landwirtschaftliche Bauteile mit Gär- und Futtersäureangriff
- Verbundkonstruktionen: Stahlummantelte Stützen, Verbunddecken, -träger
Die Vorteile im Überblick
- Hohe Dauerhaftigkeit
- Hohe Dichtigkeit
- Hoher Verschleißwiderstand
- Hoher Widerstand gegen chemische Angriffe
- Hoher Frost-Tausalz-Widerstand
- Bauteile mit geringen Abmessungen möglich
- Reduzierung der Bewehrung möglich
Harter Zementstein
Entscheidend für die Druckfestigkeit eines Betons ist in erster Linie die Qualität des Zementsteins. Bei Hochfestem Beton überschreitet der Zementstein oft die Druckfestigkeit konventioneller Gesteinskörnungen. Daher muss für Hochfesten Beton eine Gesteinskörnung mit ausreichend hoher Festigkeit eingesetzt werden. In der Praxis wird bei Hochfestem Beton oft eine gebrochene Hartsteinkörnung verwendet wie beispielsweise Basalt, Quarzit oder Granit. Die Optimierung der Zusammensetzung kann soweit gehen, dass selbst die Festigkeit der Hartgesteine von der Zementsteinfestigkeit überschritten wird. Erhöhter Zementanteil
Der Zementanteil ist bei Hochfestem Beton höher als bei Normalbetonen. In vielen Fällen wird Silikastaub als Zusatzstoff eingesetzt. Dieser genormte Zusatzstoff, auch Mikrosilika genannt, wird bei der Silicium- und Ferrosiliciumproduktion als Nebenprodukt gewonnen. Durch seine Feinheit (bis zu hundertfach kleinere Korngröße als Zement) werden die Porenräume zwischen den Zementteilchen ausgefüllt und somit das Zementsteingefüge dichter. Mikrosilika ist ein puzzolanischer Zusatzstoff, der mit anfallenden Produkten aus der Zementhydratation reagiert und dadurch selbst festigkeitssteigernde Mineralphasen bildet. Auch der Verbund zwischen Gesteinskörnung und Zementstein wird durch den Einsatz von Mikrosilika deutlich verbessert.
Ausblick: Ultrahochfeste Betone
Betone > C 100/115 werden als UltraHochFeste Betone (UHFB) bezeichnet. Diese sind normativ noch nicht geregelt. Es sind im Labor – unter Wärme- und Druckbehandlung – schon Druckfestigkeiten bis zu 800 N/mm, im Bereich von Transportbeton bis 200 N/mm, erreicht worden. Durch die Zugabe von Fasern ist auch UHFB mit duktilem Verhalten möglich.