Alles über: Beton

Der geneigte Leser kann sich die Bedeutung von Beton daraus errechnen, indem er mal die Zitate-Maschine anwirft: Betonschädel nennen wir einen besonders sturen Menschen. Betongold sind die eigenen vier Wände. Die Betonwüste zeugt von einem Übermaß an dem grauen Material, so wie der Betonbunker für eine langweilige, strenggeometrische Architektur steht. Zugegeben, Beton ist in den meisten Köpfen ein ziemlich negativ besetztes Material (obwohl man damit auch sehr kreativ sein kann). Doch würde er über Nacht verschwinden, wäre die Welt, so wie wir sie kennen, am Ende. Doch warum ist Beton denn so besonders?

1. Kein Begriffschaos, bitte!

Viele Laien benutzen Beton und Zement als synonyme Begriffe. Leider falsch und der Grund dafür ist auch schnell erklärt: Beton ist Oberbegriff. Er ist ein Materialmix und zwar unabhängig vom Einsatzbereich immer aus:

• Zementpulver
• Wasser
• Zuschlagstoffe (Sand bzw. Kies)

Würde man den Kies weglassen, also nur Zement, Wasser und Sand mischen, bekäme man übrigens Mörtel (ebenso häufig synonym gebraucht). Der Zement ist also nur ein Teil von vielen. Wie groß sein Anteil ist, hängt sowohl von der Art des Zements ab wie dem letztendlichen Einsatzbereich. Als sogenannte Universalmischung (ein fester Begriff) gilt ein Mix aus 1 Teil Zement, 0,5 Teile Wasser, 4 Teile Kies (Körnung 16-32mm).

Über den Look von Beton kann man wirklich geteilter Meinung sein. Aber ohne seine anderen Eigenschaften hätten wir ein handfestes Problem.

2. Zauberstoff Zement

Ohne Zement läuft es also nicht. Doch was steckt hinter diesem Stoff, der letztendlich dafür verantwortlich ist, dass aus Kies und Wasser ein Material wird, auf dem hunderte Meter hohe Wolkenkratzer ebenso stehen können, wie selbst Schiffe daraus gebaut werden?

Zement ist abermals ein Materialmix, auch wenn man das bei dem mehlfeinen Pulver kaum vermuten würde.

• Kalk
• Ton
• Sand
• Eisenerz
• Gips

Dieses Gemisch wird gemahlen, dabei mit Heißluft getrocknet. Dann wird es in einem Ofen bei 1400°C zu Klinker gebrannt. Bei diesen Temperaturen finden chemisch Umwandlungsprozesse statt, die letztendlich dafür sorgen, dass der Beton so hart wird. Nach abermaligem Mahlen ist der Zement fertig.

Doch der Trick funktioniert nur, wenn man alles sehr gründlich vermengt – ob mit der Kelle oder einer Mischmaschine ist dabei zweitrangig. Nur dann entsteht eine homogene, gleichmäßig belastbare Mischung, bei der Zement das hydraulische Bindemittel bildet. Das bedeutet, er härtet allein dadurch ab, dass er durch Wasser aktiviert wurde. Beton wird auch unter Wasser hart. Die Verdampfung des Wassers ist hier, ungleich beispielsweise zu Wandfarben, nicht der Hauptgrund für sein Erstarren.

3. Zahlen zum Staunen

Jeder, der schon mal mit Beton arbeitete, weiß, wie die Zementsäcke, die man schleppte, der Kies, den man im Schweiße seines Angesichts schippte, wie unglaublich fix das alles verarbeitet ist. Hundert Kilo Zementpulver gehen durch "wie nix". Trotzdem sind die Zahlen wahrhaft gigantisch. Allein 2017 wurden weltweit 4,1 Milliarden Tonnen Zementpulver hergestellt – nur auf China entfallen 2,4 Milliarden Tonnen. Und das Reich der Mitte verbrauchte diese Massen auch im Alleingang.

Nicht nur dem Zement-schippenden Heimwerker klappt hierbei der Kiefer herab: Zwischen 2011 und 2013 verbaute China 6,6 Milliarden Tonnen Beton. Als Vergleich: Die USA verbrauchten während des gesamten 20. Jahrhunderts nur 4,5 Milliarden Tonnen. Kein Witz!

6,6 Milliarden Tonnen – Chinas Betonverbrauch 2011-13. Ein Kubikmeter wiegt 2,3 Tonnen. Wie gigantisch Chinas "Würfel" wäre, mag man sich ausrechnen.

4. Warum ist Beton so wichtig?

Es gibt andere Materialien, die ebensolche Belastungen tragen. Man denke an Stahl, der ja immerhin Grundgerüst der meisten Wolkenkratzer ist. Trotzdem ist Beton die unangefochtene Nummer eins. Das hat einen Hauptgrund: Beton ist enorm wirtschaftlich, all seine Bestandteile sind günstig. Doch es geht noch viel weiter.

• Beton ist absolut witterungsbeständig. Er oxidiert nicht, ist ähnlich auswaschungsresistent wie Felsgestein und widerstandsfähig gegenüber Säuren und Laugen – jedenfalls für viele Jahre.
• Beton ist im frischen Zustand flüssig und kalt. Das heißt, er kann ohne größeren Aufwand in eine beliebige Form gegossen werden – wahlweise vor Ort oder auch als vorfabriziertes Bauteil.
• Beton bleibt für eine gewisse Zeit bis zum endgültigen Abhärten formbar
• Beton hat eine sehr schlechte Leitfähigkeit, sowohl Strom wie Wärme. Konträr zu beispielsweise Stahl verliert er selbst bei hohen Temperaturen wenig Festigkeit – und selbst jenseits 500°C beschränkt sich der Verlust sich auf die obersten Zentimeter.
• Beton ist absolut unbrennbar. Auch bei höchsten Temperaturen kann er nicht schmelzen.

Das alles macht Beton zu einem Universalwerkstoff. Wegen seiner Witterungs- und Temperaturbeständigkeit ist er die Grundlage für fast sämtliche der wichtigsten Fundament-Bauweisen. In Form von Zementputz schützt er Mauerwerke über Jahrzehnte vor den Unbilden von Mutter Natur – während er gleichzeitig die darunterliegenden Mauersteine (die teilweise auch aus Leichtbeton bestehen) ebenso zuverlässig verbindet.

Nur mit Beton ist es möglich, innerhalb weniger Minuten einen Zaunpfahl so in der Erde zu befestigen, dass er dort Jahrzehnte verbleiben kann. Und wo er ist, und er sorgfältig verarbeitet wurde, hat Wasser keine Chance.

Beton alleine hätte das Zeug für Jahrtausende. Der zwangsweise innenwohnende Bewehrungsstahl jedoch nicht – und damit auch kaum ein Betonbauwerk.

5. Nobody’s perfect – auch nicht Beton

Kaum ein anderer Baustoff kommt so dicht an das Prädikat der "eierlegenden Wollmilchsau". Allerdings ist Beton kein absolut fehlerfreies Material. Ausganspunkt ist dabei, dass er nicht in alle Richtungen gleich gut belastbar ist. Linearer Druck, also wenn beispielsweise eine Stahlbrücke auf wenigen Betonpfeilern lastet, macht ihm gar nichts aus, da hält er, je nach Festigkeitsklasse, bis zu 100 Newton pro Quadratmillimeter aus – zehn Kilogramm auf der Fläche eines Stecknadelkopfes.

Zugspannungen, wie sie beispielsweise an der Unterseite einer Betonbrücke auftreten (weil sie durch die Belastung etwas durchhängt) kann Beton indes wesentlich schlechter ab, als andere Materialien. Das ist auch der Grund dafür, warum Beton praktisch immer mit Stahlgittern armiert wird. Der Stahl hat eine höhere Zugfestigkeit und nimmt dem Beton damit seine Schwäche – gibt ihm aber auch wiederum andere. Denn Beton ist zwar sehr dicht. Doch mit dem Lauf der Zeit kann trotzdem Sauerstoff hindurchdiffundieren. Trift dieser auf den Bewehrungsstahl, sorgt er dafür, dass dieser oxidiert. Und weil sich Rost ausdehnt, entsteht im Inneren des Betons just eine dieser Zugspannungen, die er so schlecht verträgt. Das ist auch der Grund dafür, warum man an alten Betonteilen so oft Abplatzungen sieht – Rost oder eingedrungenes Wasser, das gefror und sich dabei ausdehnte.

Zudem kann frischer Beton "verbrennen". Nicht so, wie man es vermuten würde. So nennt der Fachmann einen Zustand, wenn die Verarbeitung bei hohen Außentemperaturen, großer Sonneneinstrahlung und/oder Wind passiert. Dann verdunstet das Anmachwasser schneller, als der Beton zum Aushärten benötigt. Risse und Abplatzer sind die Folge – weswegen vor allem bei großen zu gießenden Betonflächen im Sommer gern zu einer dauerhaften Wasserbenetzung gegriffen wird.

Umgekehrt kann es auch passieren, wenn man bei Frost betoniert, dass das Wasser gefriert, bevor alles abgebunden ist. Das ist vor allem in kalten Regionen ein großes Problem, weil sich kaum erkennen lässt, ob Beton nur wegen des Frosts hart ist, oder weil er wirklich ausgehärtet ist. Das ist insofern schlimm, als sich dann das Betongefüge durch das sich ausdehnende Eis verändert und stark geschwächt wird – wird es wärmer, kann der Beton mitunter einfach zerbröseln.

Fazit

Beton mag nicht das schönste der Materialien sein – das beweist schon, wie viele Nicht-Architekten mit Sichtbeton kaum etwas anfangen können. Nichtsdestotrotz ist das hässliche Entlein der heute wichtigste Baustoff von allen. Beton ist nicht nur das Fundament, auf dem unsere Welt steht, sondern auch der Kleber, der sie zusammenhält. Nicht schlecht für einen Stoff, der pro Kilogramm nur wenige Cent kostet und den jeder Heimwerker-Laie mit einem Plastikeimer und einer Traufel verarbeiten kann.