Beton

Beton ist ein beliebig formbarer Kunststein und überaus vielseitig. Er findet hauptsächlich Anwendung in der konservativen Politik, wo aus ihm die ständig benötigten Betonköpfe gegossen werden, wird aber auch gerne im Bauwesen verwendet. Beton wird in einem Mischungsprozess synthetisiert.

Der konservierte Schädel eines politischen Hardliners

Geschichte des Betons

Beton entfaltet eine ganz eigene Ästhetik. Dieser elegante und anheimelnde neue Architekturstil prägte den Begriff des postmodernen Brutalismus.

Holländischer Landhausstil der 1930er Jahre. Formschön, stabil und wohnlich

Historiker sagen: Wenn eine antike Villa oder Brücke gemörtelt bzw. betoniert ist, muss sie römisch sein. Tacitus spricht von dem schnell abbindenden Gebinde, das Rom so mächtig machte. Stark wie Beton war das Römische Reich.
Seine absolute Hochphase als Konstruktionswerkstoff für Wohneinheiten erlebte der Beton in den 1930er und 1940er Jahren. Die Tourismus- und Freizeitindustrie entdeckte den Beton als Werkstoff mit der Erschaffung der Alpen und der damit verbundenen Wintersportgebiete für sich.

Synthese

Beton entsteht, wenn in einem Betonmischer die Betonrohstoffe von den Betonmischern vermischt werden. Die gängigen Rohstoffe sind Kies, Sand, Zement sowie einige Additive.

Rohstoffe

Zement

Zement ist ein vollsynthetischer Rohstoff aus Mergelton (Ton mit Kalk drin) und Tonmergel (Kalk mit Ton drin). Eigentlich könnte man hier jetzt einen eigenen Artikel über die Zementherstellung einfügen, aber das ist für Leser, die mit Zement nicht viel zu tun haben in etwa so interessant wie ... die Lottozahlen vom letzten Monat. Da dies aber eine Enzyclopedie ist und Wissen für jedermann frei zugänglich sein muss, hier die Kurzfassung:

1. Rohstoffe mischen.
2. Rohstoffe im Drehrohrofen sintern. Zu sehen ist bloß eine lange Röhre, die sich dreht. Am unteren Ende kullern Zementbrocken raus.
3. Zementbrocken aufsammeln und mahlen.
4. Qualitätstest: Zementbrockenmehl auf dem Zahnfleisch verreiben und die Zeit nehmen, bis selbiges zu bluten beginnt. Dauert das länger als 20 Sekunden, taugt die Charge höchstens als Spielsand für Kleinkinder.
5. Zementbrockenmehl eintüten. Entweder „Zement“ oder „Spielsand“ auf die Tüten stempeln.

Kies

Kiesgrube kurz vor ihrer Schließung. Die Sommerskipiste wird bereits aufgeschüttet

Kies ist das, was übrigbleibt, wenn Berge verrotten. Also nicht das Endprodukt, das wäre nämlich Lehm und der hat mit Beton nur bedingt zu tun, denn eigentlich ist Lehm nur verdreckter Ton. Also Kies ist mehr das Erosionsprodukt der Alpen. Grober Sand mit runden Steinbrocken. Also ansatzweise rund. Kiesel um genau zu sein. Kies kann im Gegensatz zu Zement einfach bergmännisch im Tagebau gewonnen werden. Das macht ihn billig, schafft Arbeitsplätze und steigert den Freizeitwert im direkten Umfeld der Kiesgrube beträchtlich, denn ist das Kiesvorkommen ausgebeutet, bleiben meistens ein Baggersee und eine Sommerskipiste zurück. In strukturschwachen Regionen werden die ehemaligen Tagebaue meist als Restmüllsammelstelle weiterbetrieben.

Wasser

Wasser gibt es zwar überall, aber für Beton kommt natürlich nur Wasser allerbester Qualität in Frage. Der härteste und beständigste Beton wird aus destilliertem Gebirgsbachwasser oder vielfach gefiltertem Flusswasser hergestellt, um störende Umwelteinflüsse zu minimieren. Die Wasserqualität für Flusswasser wird in fünf Stufen hinsichtlich ihrer Verwendbarkeit zur Betonherstellung eingeteilt.

Güteklasse	Benennung	Beschreibung	Referenzfließgewässer
1	unbedenklich	Verunreinigungen im Wasser generell nur in Spuren enthalten.	Quellbereich des Amur
2	bedenklich	Mineralische Bestandteile, die unerwünschte Nebenreaktionen während des Abbindevorgangs hervorrufen können in Spuren vorhanden.	die Lahn bei Selters
3	kritisch	Mineralische Bestandteile vorhanden, landwirtschaftliche Düngemittel in Spuren vorhanden	der Neckar
4	hochkritisch	landwirtschaftliche Düngemittel vorhanden, Spuren industrieller chemischer Belastung.	der Nil
5	unbrauchbar	industrielle chemische Verunreinigung, leicht erhöhte Radioaktivität nach Passage eines KKW	die Ragöse

Das Wasser im Bild entspricht der Güteklasse 3. Es handelt sich um den Rhein als Grenzfluss zwischen Westerwald und Eifel etwa 47,3 km nördlich von Koblenz

Während die Stufe 1 mit einer einfachen Destillation auskommt, muss bei der Stufe 2 bereits ein aufwändiger und kostenintensiver Filtrationsprozess durchgeführt werden. Stufe 3 benötigt bereits eine vollständige biochemische Neutralisation der Verunreinigungen. Stufe 4 kann theoretisch zwar noch für die Betonherstellung aufbereitet werden, doch die Kosten sind durch das Endprodukt nicht mehr refinanzierbar. Stufe 5 ist für die Betonherstellung nicht tragbar.

Betonsynthese

Industrielle Synthese

Die Betonrohstoffe werden maschinell in Mischkammern vermischt. Das ist in erster Linie laut, dreckig und nicht sonderlich ansehnlich, da es eigentlich nicht viel zu sehen gibt. Der Ablauf gestaltet sich folgendermaßen:

In den Rohstoffbunkern werden die Rohstoffe bis zu ihrem Einsatz eingelagert. Dies dient insbesondere der Vermeidung von Kontaminationen (bereits 0,1 ppm CaSO₄ im Wasser können eine ganze Tagesproduktion Beton unbrauchbar machen) und dem Schutz vor Diebstahl. Auf dem Schwarzmarkt hat hochwertiger Zement einen Verkehrswert von etwa 50 €/g, während das besonders unter Gourmets geschätzte hochreine Anmachwasser Preise von bis zu 350 €/dl einbringen kann.

Das Förderband mit integriertem Wiegesystem transportiert die aus den Bunkern gelieferten Rohstoffe zum Kastenbeschicker.

Der Kastenbeschicker ist nichts anderes, als eine Art Trichter, nur mit rectangularer Grundfläche. Zudem besteht er nicht aus billigem Plastik, sondern aus Chirurgenstahl mit einem chemisch inerten Überzug aus Ingenieurskeramik. Dies dient ebenfalls der Vermeidung chemischer Kontamination und der Minimierung der Materialverluste während der Dosierung in das Mischsilo.

Das Mischsilo kann man sich in etwa wie einen großen Mixer in einer Rührschüssel vorstellen. Am oberen Rand des Mischsilos stehen die Wassermänner, die sorgsam nach den Messdaten mehrerer computergestützter Rechensysteme das Anmachwasser zudosieren. Jeder dieser Dosierer ist über einen implantierten Computerchip mit dem Hauptrechner verbunden, der sofort sein vegetatives Nervensystem lahmlegt, wenn die Gefahr besteht, dass einer der Werker die vorgegebene Wassermenge überschreitet.

Ein Betonmischwagen hat sein Ziel erreicht. Das runde Dings da hinten drauf rotiert, da der elitäre Zement dazu neigt sich vom gewöhnlichen Kies zu separieren. Auf diese Weise verliert er die Orientierung und weiß gar nicht mehr wohin.

Der (Elektro)magnet dient dazu, unerwünschte metallische Partikel aus den Rohstoffen zu entfernen. Diese kommen für gewöhnlich mit dem Kies aus der Grube. Meistens handelt es sich nur um Radmuttern, abgebrochene Baggerschaufelzinken oder irgendwelche lästige Überbleibsel ausgestorbener Völker, für die sich höchstens Archäologen interessieren. Manchmal sind die Fundstücke aber auch wesentlich interessanter, vor allem dann, wenn um der Betriebssicherheit willen der Kampfmittelräumdienst angefordert werden muss.

Die Qualitätskontrolle wird folgendermaßen ausgeführt: Ein Mitarbeiter wird langsam in das Mischsilo herabgelassen. Gelingt es nicht, ihn wieder herauszuziehen muss der Charge mehr Zement zugeführt werden. Zement dient als Bindemittel im Beton. Je mehr Zement, desto besser. Kies ist eigentlich nur ein Füllstoff, durch dessen Einsatz sich teurer, wertvoller Zement sparen lässt.

Durch den Mischwagen (siehe Foto) wird der Frischbeton zum Endverbraucher transportiert.

Lokale Synthese

Die Lokale Betonsynthese erfordert ein hohes Maß an handwerklichem Geschick, Augenmaß und einen maßvollen Umgang mit den vorhandenen Ressourcen. Für gewöhnlich findet sie nur bei Kleinprojekten, die keine großen Mengen an Beton erfordern Verwendung.
Der Ablauf ist in etwa folgender:
Ein oder mehrere Betonmischer dosieren mittels Handbaggern die Rohstoffe Kies und Zement in den Betonmischer. Die Standardformel lautet hierzu 3 oder 4 Teile Kies 1 Teil Zement. Das erfordert ein hohes Maß an Zuverlässigkeit und Erfahrung, denn auf einem Schaufelblatt muss immer die gleiche Menge Kies oder Zement sein. Die maximale Abweichung darf höchsten 0,0013% Prozent betragen. Es muss wohl kaum erwähnt werden, dass die Zementschaufel niemals mit der Kiesschaufel vertauscht werden darf.
Als besonders heikel erweist sich oftmals die Zudosierung des Anmachwassers. Dieses wird dem Gemisch in Glasbehältern mit dem Fassungsvolumen 0,56 Liter zugegeben. Das Ende des Mischvorgangs ist erreicht, wenn der leicht säuerliche Zementgeruch und der erdige Kiesgeruch eine untrennbare Einheit gebildet haben. Natürlich muss auch hier die Qualität des Endprodukts kontrolliert werden. Das geschieht über den Ausbreitungstest. Dazu muss der Maurer oder Betonierer eine Kelle (oftmals fälschlich als Traufel bezeichnet. Traufeln sind Verputzerwerkzeuge) des fertigen Betons aus exakt 3 Metern Höhe auf ein im Durchmesser 20 cm messendes Rundblech fallen lassen. Der Rest der Maurer- bzw. Betoniererkolonne steht jeweils in Meterabständen konzentrisch um das Blech. In Abhängigkeit des vom Scheibenzentrum entferntesten noch getroffenen Mitarbeiters ist abzulesen, ob der Beton für den gedachten Verwendungszweck geeignet ist oder nur noch zum Auffüllen von Baufundamenten taugt. Der Test muss drei mal wiederholt werden. Je weiter der äußerste getroffene Mitarbeiter von der Blechscheibe wegsteht, desto höher die Betonqualität. Damit der Test gültig ist, muss der Tester von wenigstens 2,1 g Beton/Testdurchgang getroffen worden sein.

Spezielle Probleme bei der lokalen Betonsynthese

In der lokalen Betonsynthese ist die totale Abschottung der Betonrohstoffe gegen äußere Einflüsse oftmals nicht möglich. So finden sich in lokal synthetisiertem Beton des Öfteren Verunreinigungen. Diese bestehen meistens aus Katzenkot, Kronkorken und Einwegspritzen. Für gewöhnlich müssen die Rohstoffe daher meist vor Arbeitsbeginn durch feinmaschige Siebe (Siebweite 2µm) gesiebt werden, um eine akzeptable Betonqualität zu gewährleisten.

Die besonderen Vorzüge glatter Betonflächen wissen auch urbane Kunstschaffende zu schätzen.

Eigenschaften

Die typischen Stärken von Beton sind:

1. Festigkeit: Beton ist sehr hart. Etwa so hart wie sehr harte Steine.
2. biologische Unbedenklichkeit: Da alle Betonrohstoffe aus der Natur kommen, ist Beton eine völlig natürliche Substanz und kann großflächig verbaut werden ohne negative Einflüsse auf die Umwelt auszuüben. Desweiteren ist der alpha-Wert von Beton unvergleichlich hoch. Das schafft ein angenehmes Wohnklima, vor allem im Winter.
3. ästhetischer Anspruch: Da Beton im allgemeinen eine ebenmäßige hellgraue Oberfläche hat, bietet er erheblich mehr gestalterische Optionen als langweilige Wiesen und Wälder.
4. Langlebigkeit: Im Gegensatz zu "richtigen" Steinen hält Beton wesentlich mehr chemische Angriffe aus der Natur aus. Das heißt, Beton ist wesentlich resistenter gegenüber Taubendreck und Autoabgasen als Naturstein.
5. Ökonomischer Aspekt: Der Baustoff kann geschreddert und als Katzenstreu oder als Füllstoff im Straßenbau wiederverwendet werden.

Spezialbetone und ihre Anwendung

Beton lässt sich wie bereits erwähnt durch die Zugabe von Additiven verfeinern. Hier nun eine Auswahl in Tabellenform zu verschiedenen Spezialbetonen, des Anteils ihrer Additive und der Anwendung.

Bezeichnung	Additiv	Massenprozent Additiv	Eigenschaften	Anwendung
Feuerfestbeton	Benzin, Parafin, Kerosin	10-30	hochentzündlich	Spezialeffekte bei Film und Fernsehen, Mittsommernachtsfeste
Faserbeton	Fasern aus Gummi arabicum, Nylon, Spinnseide	12 - 39	hochdehnbar	Streckenbegrenzungen an Rennstrecken, "Gummizellen"
Unterwasserbeton	diverse Polymere, Bleischrot, Zucker	10 - 40	porenfrei, hohe Dichte, inert gegen chemischen Angriff durch Salzwasser	Müllentsorgung, maßgeschneiderte Zeugenunterbringung
Asbestbeton	Asbest	80	asbesthaltig	Asbestentsorgung, Trinkwasseraufbereitung
Spannbeton	Glasmehl	3 -7	hohe Festigkeit, einseitig durchsichtig	Wände für Verhörzellen, Verhaltensforschung und Psychiatrie
Medizinischer Beton	Knochensplitter für Biokompabilität	0,01	biokompatibler Knochenersatz	Betonköpfe (sehr beliebt bei politischen Hardlinern, Wrestlern und Rugbyspielern)
Reaktorbeton	geheim	geheim	geheim	Mausoleen für ausgediente Atommeiler, Rohstoffbunker in der Zement und Betonindustrie
Porenbeton	Luftblasen	4 - 25	leicht	Luftschlossbau

Umstritten ist die Existenz, bzw. die Herstellung sog. Blaubetons. Dies soll ein besonders fester Beton sein, der angeblich sogar blau leuchtet. Warum blauer Beton aber besser sein soll als hellgrauer Beton, wird unter Fachleuten heftig diskutiert.

Betonartige Substanzen

Diese Baustoffe sehen Beton zwar ähnlich, sind aber nur so etwas wie der kleine Bruder des Betons.

• Estrich:

Besteht aus Zement, Wasser und grobem Sand. Wird auf den Fundament oder Zimmerboden aufgebracht, damit der wertvolle Beton nicht mit Keramikfliesen oder noch schlimmer Holzdielen in Berührung kommt.

• Kalk-Zement-Putz:

Besteht aus Kalk und Zement und Wasser, oftmals auch noch Fasern und Styroporkugeln. Wird gebraucht, um Ziegelbauten wie Betonbauten aussehen zu lassen.

• Gipsputz:

Calcium-Anhydrit + Wasser. Erfüllt in etwa den gleichen Zweck wie Kalk-Zement Putz, nur beim Innenausbau. Braucht, um wie Beton auszusehen, einen betonhellgrauen Anstrich.

• Kantinenkartoffelpürree:

Konsistenz, Abbindeverhalten und Farbe entsprechen denen von Beton; es kann problemlos zum Mauern verwendet werden. Unterschiede sind nur im weitaus besseren Geschmack und der leichteren Verdaulichkeit von Beton auszumachen.

Quellen

Mixer, W et al: Handbuch für den Betonbauer. 3. Auflage 1964, ISBN 5-2226-9444-0
Verband der deutschen Zementindustrie: Mergelton und Tonmergel-Datenblätter der Zementherstellung Nr. 12. Deutscher Industrieverlag, Stuttgart, ISBN 4-7420-8767-5
Deutscher Industrieverband der Betonhersteller: Wasser und Betonqualität. Deutscher Industrieverlag, Stuttgart, ISBN 2-9197-2577-1
Tacitus: De Constructio betonico. R. Oldenbourg Verlag, München, ISBN 7-7091-0713-4

Dieser Artikel ist

Artikel der Woche 30/2010