Beton

Beton und Stahlbeton – „Der Baustoff des Jahrhunderts“

In der Nachkriegszeit, der Zeit des Wiederaufbaus, sagte der damalige Bundespräsident Theodor Heuss: „Beton ist der Baustoff unseres Jahrhunderts.“ Eine Feststellung, die auch im neuen Jahrhundert seine Bedeutung nicht verloren hat. Dabei blickt der Baustoff Beton schon auf eine mindestens 2000 Jahre lange Geschichte zurück.

Schon zur Zeit der römischen Antike diente der „opus caementitium“ als Baustoff für große Gebäude. Nachdem die Kunst der Betonherstellung wieder verloren ging, wurden im 19. Jahrhundert die Grundlagen für die Herstellung von Beton mit dem heute üblichen „Portlandzement“ geschaffen. Den endgültigen Durchbruch schaffte der französische Gärtner Joseph Monier. Er verstärkte um 1845 seine Beton-Pflanzkübel mit Eisengeflecht und stellte fest, dass diese deutlich haltbarer waren, als ohne Einlage. Auf seine Patente aufbauend entwickelte sich in der Folgezeit der Stahlbeton.

Wer heute „Beton“ sagt, meint üblicherweise einen Beton, hergestellt mit Zement. Allgemein wird der Begriff „Beton“ für eine Gemisch aus Bindemittel (Kleber) und Zuschlagstoffen (Füllstoffen) definiert. Damit sind auch andere Betone, wie beispielsweise Asphaltbeton (z. B. Straßenbelag) oder Polymerbeton (z. B. Rohre) möglich, die hier aber keine Rolle spielen sollen.

Beton und Stahl – Die ideale Symbiose

Beton wird auch als künstlicher Stein bezeichnet. Ähnlich wie die natürlichen Steine kann Beton hohe Druckkräfte aufnehmen, bricht aber, wenn er auseinandergezogen oder gebogen wird. Genau diese Belastungen können Stahlstäbe gut aufnehmen. Werden Stahleinlagen (Bewehrung) im Beton eingebettet, kann das Bauteil nahezu beliebige Beanspruchungen übernehmen. Durch die Materialeigenschaften von Beton und Stahl ist ein gutes Zusammenwirken möglich. Dabei schützt der Beton die Stahleinlagen auch gegen Rost.

Wissen sollte man jedoch, dass sich Stahl unter Belastung deutlich stärker dehnt, als Beton. Die Folge davon ist, dass bei Zug- oder Biegekräften im Beton Risse entstehen, bevor die Bewehrung die Kräfte übernehmen kann. Durch dieses Prinzip ist es unmöglich, dass ein richtig und wirtschaftlich ausgelegtes Stahlbetonbauteil unter Zuglast oder Biegung ohne Risse bleibt. Möglich ist es jedoch, dass im Beton durch geeignete Maßnahmen viele sehr kleine und unauffällige Risse entstehen, statt wenigen, dafür aber großen Rissen.

Die fertige Betonoberfläche verdeckt den Aufwand der Herstellung

Beton – Der Universalbaustoff

Ob industriell oder auf der Baustelle handwerklich hergestellt, die möglichen Formen eines Betonbauteils werden hauptsächlich durch die Herstellbarkeit der Schalung begrenzt. Durch die lange Erfahrung mit Beton und die Forschung über Beton, können heute Betonbauteile nicht nur für hohe Belastungen, sondern auch mit besonderen Eigenschaften erzeugt werden.

Wasserundurchlässiger Beton wird für den Bau von Schwimmbecken genauso verwendet, wie für Bauwerke, die das Wasser draußen halten wollen, also beispielsweise der Wohnhauskeller im Hochwasser. Es gibt spezielle Betone mit hoher Beständigkeit gegen Chemikalien. Diese ermöglichen Bauwerke wie Kläranlagen oder Futtermittelsilos in der Landwirtschaft. Ist ein Gebäude hohen Brandgefahren ausgesetzt, kann man durch speziellen Einsatz von Beton und Bewehrung eine lange Widerstandsdauer erreichen. Geht es um den Schutz vor Außenlärm, punkten Betonbauwerke durch ihr hohes Gewicht mit einem guten Schallschutz. Diese Beispiele zeigen nur einen Teil des großen Einsatzspektrums von Beton.

Alles Beton?

Bei all den genannten Vorteilen stellt sich die Frage, weshalb beispielsweise die Mauerwerks- oder Holzbauweise noch eine Berechtigung haben. Ähnlich wie im Beitrag zum Mauerwerk angesprochen, sollte auch hier eine Abwägung der Vor- und Nachteile erfolgen und die Baustoffe gezielt für die jeweilige Anwendung ausgewählt werden. Deutliche Schwächen zeigt der Baustoff Beton beispielsweise bei der Wärmedämmfähigkeit. Außenwände in Beton können in beheizten Gebäuden nur mit zusätzlicher Wärmedämmung realisiert werden. Auch die für Wohnbereiche behaglich wirkende Fähigkeit des Ziegelmauerwerks, Luftfeuchtigkeit zu puffern, fehlt dem Beton. Nicht zu vernachlässigen ist zudem das hohe Gewicht von Betonbauteilen im Vergleich mit Stahl- oder Holzbauteilen. Gerade bei Veränderungen an bestehenden Bauwerken kann das zu einem Problem für die Standsicherheit werden.

Und die Ökobilanz? Sicher ist, dass jedes Bauvorhaben im Einzelnen zu prüfen ist, um verlässliche Aussagen zu erhalten. Interessant in diesem Zusammenhang ist jedoch eine Untersuchung, wonach eine Eigenschaft, die bei Bauschaffenden unbeliebt ist, zu einer Verbesserung der Kohlendioxid-Bilanz führt. Mit Carbonatisierung bezeichnet man eine chemische Reaktion, bei der Zementstein Kohlendioxid der Luft entzieht und zu Calciumcarbonat wird. Die Tragfähigkeit wird dadurch nicht im größeren Umfang verändert, jedoch schwindet in diesen Bereichen der Korrosionsschutz für die eingelegte Bewehrung. Aus dem Blickwinkel der Ökologie führt der Vorgang aber zumindest zu einer Verminderung des tatsächlichen Kohlendioxid-Ausstoßes. Die Autoren der Studie schätzen, dass ca. 43 % der ursprünglich freigesetzten Menge so wieder gebunden wird.

Beton ermöglicht Gestaltung (Gartenflächen hinter einer Stützwand)