Leichtbeton

Grundlagen

Hier finden Sie allgemeine Grundlagen zum Thema Mauerwerk

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
Verformungskennwerte	gem. DIN 1053-1
Wärmeleitfähigkeit	nach DIN 4108-4, Zulassungen in [W/mK]: = 0,08
Wasserdampf-Diffusionswiderstandszahl	µ nach DIN 4108-4: 5 – 10
Ausgleichsfeuchtegehalt	bei 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	f_ck,cyl ¹⁾ [N/mm²]	f_ck,cube ²⁾ [N/mm²]	Betonart .
LC8/9	8	9	Leichtbeton
LC12/13	12	13
LC16/18	16	18
LC20/22	20	22
LC25/28	25	28
LC30/33	30	33
LC35/38	35	38
LC40/44	40	44
LC45/50	45	50
LC50/55	50	55
LC55/60	55	60	Hochfester Leichtbeton
LC60/66	60	66
LC70/77 ³⁾	70	77
LC80/88 ³⁾	80	88

¹⁾ f_ck,cyl: charakteristische Festigkeit von Zylindern, Durchmesser 150 mm, Länge 300 mm, Alter 28 Tage
²⁾ f_ck,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
Längen	Bis 11 m
Breite/Höhe	Bis 3 m
Dicke	15 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
Längen	Bis 11 m
Breite/Höhe	Bis 3 m
Dicke	20, 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