Luftporenbeton

Luftporengehalt bei Expositionsklassen XF2, XF3 und XF4 mit max w/z = 0,55

Abwitterung von LP-Beton bei der Prüfung des Frostwiderstands mit dem Würfelverfahren

Beton, der zur Erhöhung der Frost-Tausalz-Widerstands eine bestimmte Menge an Mikroluftporen bestimmter Größe und definiertem Abstand besitzt.
Untersuchungen von T. C. Powers zeigten 1938, dass in ausreichender Anzahl im Festbeton gleichmäßig verteilte Mikroluftporen das Kapillarporensystem und damit die für eine kritische Wassersättigung verantwortlichen Transportvorgänge unterbrechen. Sie können den Druck auffangen, der im Winter durch die Volumenvergrößerung des in den Kapillarporen im Festbeton durch Taumitteleinsatz schockartig gefrierenden Wassers entsteht.
Die künstliche Einführung von Mikroluftporen erhöht somit den Frost-Widerstand. Die Mikroluftporen können durch einen Luftporenbildner oder durch Zugabe von Mikrohohlkugeln (vorgefertigte Luftporen mit elastischer Kunststoffhülle) hergestellt werden. Mikrohohlkugeln benötigen eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung.
Je nach Zuordnung zu einer Expositionsklasse muss ein Beton als Luftporenbeton hergestellt werden. Beton der Expositionsklasse XF4 darf nur als Luftporenbeton ausgeführt werden.
Wenn gemäß DIN EN 206-1/DIN 1045-2 Tabelle F.2.2 Anforderungen an den Mindest-Luftgehalt gestellt werden, muss der Frischbeton unmittelbar vor dem Einbau die mittleren Mindest-Luftgehalte in nebenstehender Tabelle aufweisen. Für Konsistenzklassen ≥ F4 müssen die Werte um 1,0 Vol.-% erhöht werden. Außerdem ist das „Merkblatt für die Herstellung und Verarbeitung von Luftporenbeton“ der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) zu beachten.
Beim Betonentwurf ist zu berücksichtigen, dass ein hoher Luftgehalt zu einer Festigkeitsminderung führt: 1 Vol.-% eingeführter Luftporen kann einen Festigkeitsabfall von 1 N/mm² bis 2 N/mm² bewirken. Restwasser darf bei der Herstellung von Luftporenbeton nicht verwendet werden. Der Nachweis eines ausreichenden Luftporengehalts erfolgt über die Luftgehaltsmessung und die Bestimmung des Abstandsfaktors.

Literatur

• Powers, T. C.: A working hypothesis for further studies of frost resistance of concrete. Proc. Amer. Concr. Inst. 41 (1945) S. 245272; ebenso Schriftenreihe Research Laboratory of the Portland Cement Association, Bulletin 5 (1945).
• Zement-Merkblatt B9: Expositionsklassen für Betonbauteile im Geltungsbereich des EC2
• Feldrappe, Volkert; Ehrenberg, Andreas: Dauerhafter Luftporenbeton mit hüttensandhaltigen Zementen. In: beton 7+8/2012, S. 268
• Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV): Merkblatt für die Herstellung und Verarbeitung von Luftporenbeton Ausgabe 2004
• Manns, Wilhelm: Bemerkungen zum Abstandsfaktor als Kennwert für den Frostwiderstand von Beton. In: beton 6-1970, S. 253