Hochfester Beton, auch Hochleistungsbeton genannt, zeichnet sich durch seine außergewöhnliche Druckfestigkeit aus, die über 60 N/mm² liegt. Er wird häufig in Hochbauprojekten eingesetzt, um die Tragfähigkeit und Langlebigkeit der Konstruktion zu erhöhen. Hochfester Beton besteht aus einer Mischung, die spezielle Zusätze wie Silikastaub und Flugasche enthält, welche seine Dichte und Beständigkeit verbessern.
Inhaltsverzeichnis
Zusammensetzung und Eigenschaften
Hochleistungsbetone können Druckfestigkeiten zwischen 60 N/mm² und 150 N/mm² erreichen und werden ab einer Druckfestigkeitsklasse von C55/67 als Hochleistungsbeton bezeichnet. Betone mit höheren Druckfestigkeiten gelten als Ultrahochleistungsbetone (UHPC). Für eine optimale Verarbeitbarkeit und die feste Konsistenz muss der Wasserzementwert bei der Zementherstellung bei mehr als ≤ 0,35 liegen. Als absolute Untergrenze gilt ein Wert von 0,20.
Hochfester Beton erfordert gebrochene Gesteinskörnungen wie Basalt, Diabas oder Melaphyr, um Druckfestigkeiten über 100 N/mm² zu erreichen. Silikastaub, dessen Korngröße etwa ein Zehntel des Zements beträgt, verdichtet als Zusatzstoff das Zementsteingefüge, verbessert den Verbund und reagiert puzzolanisch mit Calciumhydroxid. Die Verwendung silikatischer Feinstäube wie Silikastaub, Mikrosilika oder Nanosilika unterscheidet hochfesten Beton von Normalbeton. Hochfeste Betone der Klassen C55/67 bis C100/115 müssen gemäß der DIN EN 13670/DIN 1045-3 unter der Überwachungsklasse 3 hergestellt werden.
Zusatzmittel für die Herstellung hochfesten Betons
Bei der Herstellung von hochfestem Beton mit einem niedrigen Wasserzementwert werden Betonverflüssiger wie PCEs Polycarboxylatether oder Superplastifizierer als Zusatzmittel eingesetzt. Diese beeinflussen das Verformungsverhalten des Endprodukts. Für eine hohe Plastizität werden zudem auch Fließmittel eingesetzt, die im Vergleich zu Betonverflüssigern eine stärkere Wirkung haben. Dadurch wird die fließfähige Konsistenz des Zements weicher, sodass zum Beispiel weicher bis fließfähiger Beton in den Konsistenzklassen F4 bis F6 hergestellt werden kann. Außer den verschiedenen Sulfonaten werden für benötigte Fließmittel häufig Polycarboxylatether als Grundstoff verwendet.
Einsatzbereiche
Hochfester Beton wird vor allem für druckbeanspruchte Bauteile wie für schlanke Stützen, Wände und filigrane Bauteile benötigt, wo hohe Tragfähigkeiten und lange Lebensdauern entscheidend sind. Auch bei biegebeanspruchten Bauteilen mit großer Spannweite und Steifigkeit kommt diese Betonart zum Einsatz. Darunter fallen zum Beispiel Brückenträger, Balken und Straßen. Andere Einsatzmöglichkeiten sind:
- Hochhäuser und Wolkenkratzer: ermöglichen größere Höhen und schlankere Strukturen
- Offshore-Plattformen: widerstandsfähig gegen raue Umweltbedingungen und hohe Lasten (Ölplattformen usw.)
- Staudämme: hohe Dichtigkeit und Festigkeit für den Wasserbau
- Tunnel: Robustheit und Langlebigkeit im unterirdischen Bau
- Industrieböden: belastbar und langlebig für schwere Maschinen und hohe Beanspruchung
- Kernkraftwerke: hohe Sicherheitsanforderungen und Beständigkeit gegen Strahlung und extreme Bedingungen
- Verbundkonstruktionen: zum Beispiel Verbunddecken und -träger
- Spezialkonstruktionen: Behälter, Tresore und Schraubpfähle
Häufig gestellte Fragen
Was sind die Vor- und Nachteile von hochfestem Beton?
Hochfester Beton bietet eine hohe Tragfähigkeit, Dauerhaftigkeit und einen hohen Widerstand gegen externe chemische Einflüsse und Belastungen. Zudem besitzt er einen guten Frost-Tausalz-Widerstand, sodass dieser Beton vor Frostschäden und Tausalzkorrosion geschützt ist. Nachteile sind die erhöhte Sprödigkeit und Rissbildung. In diesem Fall eignet sich Ultrahochfester Beton besser, denn dieser wird mit Faserbeton verbaut, in dem die Fasern für eine erhöhte Plastizität sorgen.
Welcher ist der härteste Beton?
Innerhalb der Hochleistungsbetone gilt Ultrahochfester Beton der Klasse C 100/115 als härtester Beton. Noch härter sind Betone unter Laborbedingungen, die Druckfestigkeiten bis zu 800 N/mm erreichen. Auch Transportbeton kann (im Labor) eine Druckfestigkeit von 200 N/mm aufweisen.
Welcher Zement ist der richtige für hochfesten Beton?
Die Zementgehalte für hochfesten Beton liegen zwischen 380 kg/m³ und 450 kg/m³. Dabei werden meist Normzemente eingesetzt, deren Zementgehalte über denen normalfester Betone liegen, damit der Beton ein dichteres Gefüge erhält.
