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Leichtbeton

Grundlagen

Herstellung

Als Leichtbeton werden Betone bezeichnet, die entsprechend der DIN 1045 über ein Raumgewicht zwischen 800 und 2000 kg/m³ verfügen. Sie werden überwiegend auf der Basis mineralischer Rohstoffe aus natürlichen oder industriell produzierten Gesteinskörnungen, Wasser und Zement hergestellt. Dabei ist die hohe Porosität der eingesetzten Gesteinskörnungen, die einen Luftporenanteil von bis zu 85% aufweisen, ausschlaggebend für das relativ geringe Raumgewicht. Zum Vergleich: Herkömmlicher Beton verfügt über ein durchschnittliches Raumgewicht von 2000 bis 2600 kg/m³. Die in der Leichtbetonproduktion am häufigsten eingesetzten Zuschlagstoffe sind:

  • Bims
  • Schaumlava
  • Blähton
  • Blähschiefer
  • Blähglas
  • Blähperlite
  • Gesinterte Steinkohlenflugasche
  • Kesselsand

Grundsätzlich wird unterschieden zwischen gefügedichtem Leichtbeton und haufwerkporigem Leichtbeton. Bei gefügedichtem Leichtbeton sind die Hohlräume zwischen den Zuschlagkörnern mit Zementleim gefüllt. Er kann in Abhängigkeit von entsprechenden Zuschlagstoffen und Zementleimen hohe Festigkeitswerte erreichen, die denen von herkömmlichem Beton nach DIN 1045 entsprechen und ist statisch hoch belastbar.

Bei haufwerkporigem Leichtbeton besteht auf Grund der Auswahl der Zuschlagkörner ein möglichst großer Hohlraum zwischen den einzelnen Körnern, die nur punktuell miteinander verbunden sind. Die Festigkeit ist geringer als bei gefügedichtem Leichtbeton, jedoch ausreichend für die Konstruktion von tragenden Wänden im Geschossbau.

Leichtbeton wird im Rahmen eines umwelt- und gesundheitsverträglichen Produktionsprozesses hergestellt. Dabei werden die Gesteinskörnungen mit dem Bindemittel und Wasser vermischt. Das Gemisch wird anschließend in Steinformen gefüllt, die je nach Bedarf Kerne für Schlitze oder Kammern aufweisen. Im nächsten Schritt wird die plastische Masse durch Vibration verdichtet und von der Form gelöst. Die Steine kommen nun zum Austrocknen in ein sogenanntes Trockenhochregallager.

Während des Trocknungsprozesses, der ohne Energieeinsatz unter Nutzung der Hydratationswärme, die beim Abbinden des Zementes entsteht, erfolgt, härten die Leichtbetonsteine gleichzeitig aus. Nach ca. 24 bis 36 Stunden sind sie so fest, dass sie mechanisch palettiert gebunden und gestapelt werden können.


Abb. 1 Rohmaterial zur Herstellung von Leichtbeton
Quelle: KomZet Bau Bühl


Abb. 2 Steine im Erhärtungsprozess
Quelle: KomZet Bau Bühl

Nach ca. 24 bis 36 Stunden sind die Leichtbetonsteine so fest, dass sie mechanisch palettiert, gebunden und gestapelt werden können.

Die einzelnen Steinpakete werden wetterfest verpackt und bis zur endgültigen Aushärtung noch mindestens 28 Tage gelagert. Ohne energieaufwändige Brenn- oder Trocknungsprozesse ist schließlich ein fertiger Stein entstanden.

Bauphysikalische Daten

Rohdichteklassen:
0,45, 0,50, 0,55, 0,60, 0,65, 0,70, 0,80, 0,90, 1,00, 1,20, 1,40, 1,60,
1,80, 2,00, 2,20
Druckfestigkeitsklassen:2 , 4, 6, 8, 10, 12, 20, 28, 36, 48
Zugfestigkeit[N/mm²]: V2: ßZ = 0,13 * ßD; sonst (V, Vbl, Hbl): ßZ = 0,08 * ßD
Biegezugfestigkeit:[N/mm²]: V2: ßBZ = 0,45 * ßD; sonst (V, Vbl, Hbl): ßBZ = 0,25 * ßD
E-Modul[N/mm²]: alle Steine: E = 750 * ßD
Verformungskennwertegem. DIN 1053-1
Wärmeleitfähigkeitnach DIN 4108-4, Zulassungen in [W/mK]: = 0,08
Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahlµ nach DIN 4108-4: 5 – 10
Ausgleichsfeuchtegehaltbei 23°C, 80% Luftfeuchte: = 4,5 M-%



Tabelle: Rohdichtenklasse Leichtbeton

Rohdichteklasse Rohdichtebereich Charakteristischer Wert zur Lastermittlung
unbewehrt bewehrt
[kg/m³] [kg/m³]
D1,0 ≥ 800 und ≤ 1000 1050 1150
D1,2 > 1000 und ≤ 1200 1250 1350
D1,4 > 1200 und ≤ 1400 1450 1550
D1,6 > 1400 und ≤ 1600 1650 1750
D1,8 > 1600 und ≤ 1800 1850 1950
D2,0 > 1800 und ≤ 2000 2050 2150

Alle Angaben Zement-Merkblatt Betontechnik B 13 4.2008

Druckfestigkeitsklassen Leichtbeton

Druckfestigkeits-
klasse
fck,cyl 1)
[N/mm²]
fck,cube 2)
[N/mm²]
Betonart
.
LC8/989Leichtbeton
LC12/131213
LC16/181618
LC20/222022
LC25/282528
LC30/333033
LC35/383538
LC40/444044
LC45/504550
LC50/555055
LC55/605560Hochfester Leichtbeton
LC60/666066
LC70/77 3) 7077
LC80/88 3) 8088

1) fck,cyl: charakteristische Festigkeit von Zylindern, Durchmesser 150 mm, Länge 300 mm, Alter 28 Tage
2) fck,cube: charakeristische Festigkeit von Würfeln, Kandenlänge 50 mm, Alter 28 Tage
3) Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder Zustimmung im Einzelfall erforderlich

Verarbeitung

Die Verarbeitung von Leichtbeton ist auf Grund des geringen Gewichtes wirtschaftlich und schnell. Der Baustoff wird in der Regel von Hand verarbeitet, Bauteile mit einem Gewicht von mehr als 25 kg werden mit entsprechenden Hebewerkzeugen bewegt. Individuelle Zuschnitte können mit geeigneten Steinsägen oder von Hand mit Hartmetallsägen ausgeführt werden. Die Verarbeitung von Leichtbeton-Bauteile erfolgt mit Normal- und Leichtmörtel nach DIN 1053-1, alternativ kann auch Dünnbettmörtel eingesetzt werden. Nach Fertigstellung kann Leichtbetonmauerwerk verputzt, beschichtet oder gestrichen werden. Möglich sind auch Wandbekleidungen oder das Anbringen von Vormauerschalen nach DIN 1053. Leichtbeton-Elemente können in fast allen beliebigen Maßen und Formen hergestellt werden, so dass eine breite Produktpalette zur Verfügung steht, mit der die unterschiedlichsten Aufgaben erfüllt werden können.


Abb. 3 versetzen einer Außenwand
Quelle: KomZet Bau Bühl


Abb. 4 versetzen einer Außenwand
Quelle: KomZet Bau Bühl


Abb. 5 Verarbeitung der Mauersteine von Hand
Quelle: KomZet Bau Bühl

Elementiertes Bauen Leichtbeton

Vorgefertigte Wandelemente aus Leichtbeton gibt es als tragende und nichttragende Systeme. Sie werden gleichermaßen im Wohnungsbau für den Bau von Einfamilien- Reihen und Mehrfamilienhäusern und im Gewerbebau eingesetzt. Die Herstellung erfolgt im Fertigteilwerk unter idealen Bedingungen. Die fertigen Systeme werden anschließend auf dem Tieflader termingerecht zur Baustelle transportiert und dort vor Ort montiert. Aus Leichtbeton hergestellt werden tragende und nicht tragende Wandelemente, Deckenelemente, Massivdecken sowie verschiedene Deckensysteme. Als tragende monolithische Wand oder als gedämmte Hinterwandkonstruktion sind Wanddicken zwischen 8 und 40 cm erhältlich. Unterschiedliche Abmessungen ermöglichen Architekten individuelle Entwürfe.


Abb. 6 vorgefertigte Wandelemente
Quelle: KomZet Bau Bühl

Wandelemente aus Leichtbeton werden laut Bundesverband Leichtbeton e.V. nach folgenden Regelungen gefertigt:

  • DIN EN 1520 „Vorgefertigte bewehrte Bauteile aus haufwerksporigem Leichtbeton“
  • DIN 4213 in Verbindung mit technischen Regeln des DIBt (Bauregelliste 1.6.259)
  • DIN 1053-4 „Fertigbauteile“
  • Allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen
  • DIN EN 206-1 „Beton“
  • DIN 1045-2 „Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton“

Sie können grundsätzlich aus zwei verschiedenen Betonarten – aus haufwerksporigem Leichtbeton und gefügedichtem Leichtbeton - mit unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt werden. Dabei wird haufwerksporiger Leichtbeton in der Regel für Außenwände und gefügedichter Leichtbeton meistens für tragende Innenwände eingesetzt. Die Elemente werden individuell für das jeweilige Bauvorhaben produziert und so ausgeführt, dass sie nach Fertigstellung über alle Gebäudeöffnungen, Leitungen und Einbauten verfügen. Teilweise werden die Elemente auch bereits fertig verputzt ausgeliefert. Die Innenseite ist je nach Wunsch bereits malerfertig ausgestattet.

Haufwerkporiger Leichtbeton

Außenwände

Außenwände müssen hohen Wärmeschutz bieten. Haufwerksporiger Leichtbeton nach DIN EN 1520, bei dem die einzelnen Leichtzuschlagkörner durch einen Zementleim miteinander verbunden sind, erfüllt diese Anforderung. Verfügbar ist eine Wärmeleitfähigkeit von Lambda λ > 0,13 W/(mK), einige Produkte mit bauaufsichtlicher Zulassung erreichen einen Lambda-Wert von λ > 0,07 W/(mK). Wandelemente aus haufwerksporigem Leichtbeton verfügen über eine ungleichmäßige Oberflächenstruktur. Es werden tragende und nicht tragende Wandelemente aus haufwerksporigem Leichtbeton hergestellt. Nichttragende Wandelemente aus haufswerksporigem Leichtbeton sind Fassadenelemente, die vor oder zwischen eine tragende Konstruktion gestellt werden. Sie werden stehend oder liegend verarbeitet. Die Fugen werden nach der Montage dauerelastisch verschlossen.


Abb. 7 haufwerksporiger Leichtbeton
Quelle: KomZet Bau Bühl

Nichttragende Wandelemente aus haufswerksporigem Leichtbeton
LängenBis 11 m
Breite/HöheBis 3 m
Dicke15 bis 35 cm

Alle Angaben vom Bundesverband Leichtbeton e. V.

Tragende Wandelemente aus haufwerksporigem Leichtbeton sind raumhohe, weitgehend fugenlose, einschalige Wandtafeln mit ähnlichen Eigenschaften wie Leichtbeton-Mauerwerk. Damit können Gebäude erstellt werden, die bis zu vier Geschosse hoch sind. Die Elemente sind bereits werkseitig entsprechend der architektonischen Planungen mit den Öffnungen für Fenster und Türen versehen. Die Elementbauweise mit Leichtbeton-Elementen bietet Vorteile durch kürzere Bauzeiten und eine verbesserte Bauqualität.

Daten Tragende Wandelemente aus haufswerksporigem Leichtbeton
LängenBis 11 m
Breite/HöheBis 3 m
Dicke20, 25, 30, 35 cm

Alle Angaben vom Bundesverband Leichtbeton e. V.

Gefügedichter Leichtbeton

Innenwände

Innenwände werden in der Regel aus gefügedichtem Leichtbeton entsprechend der DIN 1045 hergestellt. Sie bestehen aus Zement, leichten und schweren Zuschlägen und verfügen über eine gleichmäßige Oberflächenstruktur. Tragende Wandelemente aus gefügedichtem Leichtbeton (DIN EN 1520) werden wie Betonwände eingesetzt. Sie haben jedoch ein geringeres Gewicht und höhere Wärmedämmung.


Abb. 8 gefügedichter Leichtbeton
Quelle: KomZet Bau Bühl

Daten Tragende Wandelemente aus gefügedichtem Leichtbeton
LängenBis 11 m
Breite/HöheBis 3 m
Dicke≥ 10 cm



Technische Zeichnungen Leichtbeton

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Herstellung im Fertigteilwerk


Einbau von Transportankern


Schaltisch


Wand betonieren


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Arbeitsabfolge mit Leichtbetonfertigteilen


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