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Normative Anforderungen Einleitung Die normativen Anforderungen an Beton sind in der Norm SN EN 206-1 geregelt. Dabei ist entweder ein Beton nach Eigenschaften oder ein Beton nach Zusammensetzung festzulegen. Je nach Art der Festlegung ändern sich die Verantwortlichkeiten der am Bau beteiligten Parteien (Tab. 2.3.1). Bei Beton nach Eigenschaften garantiert das Betonwerk für die Einhaltung der Leistungsanforderungen und erbringt die erforderlichen Konformitätsnachweise im Rahmen seiner Produktionskontrolle (siehe Konformitätsprüfung). Diese Konformitätsnachweise gelten für die Betonproduktion des Betonwerkes, jedoch nicht für die erreichte Betonqualität im eingebauten Zustand. Im Prüfplan des Bauunternehmers können deshalb aufgrund des Kontrollplanes des Projektverfassers weitere Frisch- und Festbetonkontrollen an Würfeln oder an Bauwerksproben vorgesehen sein (siehe Qualitätssicherung). Bei Beton nach Zusammensetzung ist der Verfasser (Planer oder Bauunternehmer) verantwortlich, dass die Festlegung die allgemeinen Anforderungen der SN EN 206-1 erfüllt und die festgelegte Zusammensetzung die beabsichtigte Leistungsfähigkeit erzielt. Entsprechende Nachweise sind Aufgabe des Verfassers. Bei Beton nach Zusammensetzung muss das Betonwerk keine Erstprüfung durchführen. Der Konformitätsnachweis bezieht sich nur auf die Einhaltung der vorgegebenen Betonzusammensetzung.
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Normative Anforderungen
EinleitungDie normativen Anforderungen an Beton sind in der Norm SN EN 206-1 geregelt. Dabei istentweder ein Beton nach Eigenschaften oder ein Beton nachZusammensetzung festzulegen. Je nach Art der Festlegung ändern sich dieVerantwortlichkeiten der am Bau beteiligten Parteien (Tab. 2.3.1).
Bei Beton nach Eigenschaften garantiert das Betonwerk für die Einhaltung derLeistungsanforderungen und erbringt die erforderlichen Konformitätsnachweiseim Rahmen seiner Produktionskontrolle (siehe Konformitätsprüfung). DieseKonformitätsnachweise gelten für die Betonproduktion des Betonwerkes, jedoch nicht fürdie erreichte Betonqualität im eingebauten Zustand. Im Prüfplan des Bauunternehmerskönnen deshalb aufgrund des Kontrollplanes des Projektverfassers weitere Frisch- undFestbetonkontrollen an Würfeln oder an Bauwerksproben vorgesehen sein (sieheQualitätssicherung).
Bei Beton nach Zusammensetzung ist der Verfasser (Planer oder Bauunternehmer)verantwortlich, dass die Festlegung die allgemeinen Anforderungen der SN EN 206-1 erfülltund die festgelegte Zusammensetzung die beabsichtigte Leistungsfähigkeit erzielt.Entsprechende Nachweise sind Aufgabe des Verfassers. Bei Betonnach Zusammensetzung muss das Betonwerk keine Erstprüfung durchführen. DerKonformitätsnachweis bezieht sich nur auf die Einhaltung der vorgegebenenBetonzusammensetzung.
Tab. 2.3.1: Aufteilung der Verantwortung für Beton nach Eigenschaften und Beton nachZusammensetzung.
Beton nach EigenschaftenBeton kann anhand bestimmter Leistungsmerkmale beim Betonwerk – Hersteller –bestellt werden, sogenannter Beton nach Eigenschaften. Dies ist das in der Praxisübliche, in der Norm SN EN 206-1 und der Norm SIA 262, auch empfohlene Verfahren.Die Festlegung eines Betons nach Eigenschaften beinhaltet alle relevanten Anforderungenan die Frisch- und Festbetoneigenschaften. Der Verfasser der Festlegung definiert dabei:
Grundlegende Anforderungen
Die grundlegenden Anforderungen nach der Norm SN EN 206-1 umfassen dieDruckfestigkeitsklasse, die Expositionsklasse, den Nennwert des Grösstkornsder Gesteinskörnung, die Chloridgehaltsklasse und die Konsistenzklasse (Abb. 2.3.1). FürLeichtbeton ist zusätzlich die Rohdichteklasse oder der Zielwert der Rohdichte,für Schwerbeton zusätzlich der Zielwert der Rohdichte festzulegen.
Bezug auf SN EN 206-1Der Verweis auf die Norm SN EN 206-1 sichert dem Verwender des Betons zu, dass die
grundlegende Anforderungenund ggf. zusätzliche Anforderungen
allgemeinen Anforderungen an die Eigenschaften, Herstellung undKonformität eingehalten sind. Mit den nationalen Elementen zur Norm SN EN 206-1 gibt esUnterschiede und Ergänzungen zu den Regelungen in anderen europäischenLändern. Zudem können die Regelungen der Norm SN EN 206-1 von andereneuropäischen und nationalen Normen (z. B. Betonfertigteile, Spritzbeton, Betonstrassen)abweichen, so dass es unter Umständen notwendig sein kann, die Rangordnungwidersprüchlicher Regelungen zu definieren.
DruckfestigkeitsklasseDer Beton wird anhand seiner charakteristischen Mindestdruckfestigkeit (sieheDruckfestigkeit) in verschiedene Druckfestigkeitsklassen eingeteilt. Dabei wirdzwischen den Druckfestigkeitsklassen für Normal- und Schwerbeton und für konstruktivenLeichtbeton unterschieden (Tab. 2.3.2).
Um die unterschiedlichen Prüfmethoden innerhalb Europas zu berücksichtigen, werden jeDruckfestigkeitsklasse die charakteristische Mindestdruckfestigkeit sowohl für denZylinder als auch für den Würfel angegeben. In der Schweiz empfohlen, diecharakteristische Druckfestigkeit an Würfeln mit einer Kantenlänge von 150 mmzu bestimmen. Für andere Würfelabmessungen, beispielsweise bei Betonen mit einemGrösstkorn > 32 mm, sind die Druckfestigkeitswerte umzurechnen. Die Art derUmrechnung muss vereinbart werden.
Abb. 2.3.1: Grundlegende Anforderungen für die Festlegung von Beton nach Eigenschaften.
Tab. 2.3.2: Druckfestigkeitsklassen für Normal-, Schwer- (links) sowie Leichtbeton (rechts) gemäss SNEN 206-1.
Abb. 2.3.2: Expositionsklassen gemäss SN EN 206-1.
ExpositionsklasseFür die Festlegungen der Dauerhaftigkeit stehen gemäss SN EN 206-1 insgesamt fünfArten von Expositionsklassen zur Verfügung, die jeweils in bis zu vier weitereKlassen unterteilt sind. Eine Expositionsklasse definiert den Grad des Angriffs durch
Umwelteinflüsse, dem Beton und Bewehrung ausgesetzt sind – ohne Berücksichtigungder Einwirkungen durch Lasten.
Nach der Norm SN EN 206-1 sind die Expositionsklassen nach der Klassenbezeichnungmit einer Abkürzung des Namens des jeweiligen Landes – für die Schweiz mit (CH) – zukennzeichnen, z. B. XC4(CH). Im Text der „Betonpraxis“ wird auf diese nationaleKennzeichnung zugunsten einer besseren Lesbarkeit verzichtet.
Da die Schweiz ein Binnenland ist, werden die Einwirkungen durch Chloride ausMeerwasser nicht berücksichtigt und nur folgende Expositionsklassen angewendet:
Einwirkungen, die eine Korrosion der Bewehrung auslösen:
Einwirkungen, die einen Angriff des Betons verursachen:
Die Expositionsklasse X0 (kein Angriffs- oder Korrosionsrisiko) gilt nur für Betone ohneBewehrung oder eingebettetes Metall, bei denen kein Frost- oder chemischer Angriffauftritt, oder für bewehrten Beton in sehr trockenen Innenräumen.
In der Schweiz wird die Expositionsklasse XD2 in zwei Unterklassen (a und b) inAbhängigkeit vom Chloridgehalt aufgeteilt, da für diese keine praktischenAnwendungen vorliegen. Die Anforderungen an die Expositionsklasse XD2a entsprechenden Anforderungen an die Expositionsklasse XD1 und jene der Expositionsklasse XD2bdenen der Expositionsklasse XD3.
In der Schweiz gibt es im Vergleich zu Deutschland und Österreich keine ExpositionsklasseXM (M für Mechanical Abrasion) für die Beanspruchung durch Verschleiss.Anforderungen an den Verschleiss sind mit einer zusätzlichen Anforderung für denAbriebwiderstand zu formulieren.
Expositionsklasse XC1 bis XC4 (C für Carbonation): KarbonatisierungExpositionsklasse XD1 bis XD3 (D für Deicing): Chloride aus Taumittel
Expositionsklasse XF1 bis XF4 (F für Freezing): Frost mit/ohne TaumitteleinwirkungExpositionsklasse XA1 bis XA3 (A für Chemical Attack): chemischer Angriff
Expositionsklasse XD2a mit einem Chloridgehalt ≤ 0.5 g /l („Süsswasser“, z. B. fürübliche Schwimmbäder)Expositionsklasse XD2b mit einem Chloridgehalt > 0.5 g /l („Salzwasser“, zeitweise oderdauernd hoher Chloridgehalt, z. B. Solebäder).
Die verschiedenen Expositionsklassen mit ihren unterschiedlichen Angriffsgraden sind inTabelle 2.3.3 dargestellt.
Für den Beton müssen sämtliche Expositionsklassen, denen ein Bauteil ausgesetzt ist,festgelegt werden. Die verschiedenen Oberflächen eines bestimmten Bauteiles (z. B.Vorder- und Rückseite) können jeweils unterschiedlichen Umwelteinwirkungen ausgesetztsein. Oft ist ein Bauteil mehreren Expositionsklassen ausgesetzt, die der Verfasser derFestlegung als Kombination von Expositionsklassen definieren muss. Für ein Bauteilmassgebend ist der jeweils höchste Angriffsgrad innerhalb einer Expositionsklasse bzw.die Expositionsklasse mit den höchsten Anforderungen an den Beton.
Tab.2.3.3 Expositionsklassen mit ihrern unterschiedlichen Angriffsgraden.
Abb. 2.3.3: Expositionsklassen am Beispiel einer Prinzipskizze für den Hochbau.
Abb. 2.3.4: Expositionsklassen am Beispiel einer Prinzipskizze für den Ingenieurbau.
Grösstkorn der Gesteinskörnung DmaxZur vollständigen Beschreibung des Betons ist die Festlegung des Grösstkornserforderlich. Das Grösstkorn ist dabei so zu wählen, wie es die Verarbeitung, dieBewehrung und die Abmessungen des Bauteils zulassen bzw. verlangen. Fragen derTragsicherheit müssen berücksichtigt werden, da mit abnehmendem Grösstkorn dieTragfähigkeit für Schub und Durchstanzen reduziert wird. In der Regel liegt das Grösstkornbei 32 mm. Für höhere Bewehrungsdichten oder kleinere Bauteile kann es auf 16 bzw. 8mm begrenzt werden. Im Falle anderer Nennwerte des Grösstkorns ist derMindestzementgehalt gemäss der Tabelle 2.3.4 anzupassen.
Tab. 2.3.4: Anpassung des Mindestzementgehaltes für unterschiedliche Nennwerte des Grösstkornsgemäss der Norm SN EN 206-1.
Klasse des ChloridgehaltesDer Chloridgehalt der Betonzusammensetzung ist, unabhängig von einem möglichenChlorideintrag von aussen, für Stahl- und Spannbeton zu begrenzen wegen der Gefahreiner chloridinduzierten Bewehrungskorrosion (siehe Korrosionsschutz). DieserChloridgehalt wird anhand der Chloridgehalte der Ausgangsstoffe berechnet. Dabei kannentweder von einem höchstzulässigen Gehalt oder von einer Mengenangabe desHerstellers ausgegangen werden. Für Schweizer natürliche Gesteinskörnungen kanngemäss der Norm SN EN 12620 mit einem Chloridgehalt < 0.01 M.-% gerechnetwerden. Bei rezyklierten Gesteinskörnungen hingegen ist der Chloridgehalt zu bestimmen.Bei Zementen kann i. d. R. von einem Chloridgehalt von 0.05 M.-% ausgegangen werden.
Im Allgemeinen kann für normale Schweizer Betone das Einhalten der höchstenAnforderungsklasse des Chloridgehaltes, nämlich jener für Spannbeton,
vorausgesetzt werden.
KonsistenzklasseWichtig für die Verarbeitung des Betons ist die Auswahl der geeigneten Konsistenz.Abhängig von der Art der Konsistenzmessung (Ausbreitmass, Verdichtungsmassnach Walz und Setzmass) wurden den einzelnen Messbereichen entsprechendeKonsistenzklassen zugeteilt (Tab. 2.3.6). Die in der Schweiz üblichen Prüfmethodender Konsistenzmessung werden unter Von Frischbeton zu Festbetondetailliert beschrieben.
Für erdfeuchten Beton, der üblicherweise nur gestampft wird, gelten die Konsistenzklassennicht. In besonderen Fällen darf die Konsistenz auch mit einem Zielwert festgelegt werden.
Abb. 2.3.5: Verdichten von Beton (plastisch-weiche Konsistenz) mit der Vibriernadel.
Tab. 2.3.5: Chloridgehaltsklassen gemäss der Norm SN EN 206-1.
Tab. 2.3.6: Konsistenzklassen gemäss der Norm SN EN 206-1 und Konsistenzbeschreibung nachHolcim.
RohdichteklassenEntsprechend seiner ofentrockenen Rohdichte wird Beton als Normalbeton, Leichtbetonoder Schwerbeton definiert:
Leichtbeton: 800 kg/m3 ≤ Rohdichte ≤ 2000 kg/m3
Leichtbeton wird üblicherweise in Rohdichteklassen eingeteilt (Tab. 2.3.7). Die Rohdichtevon Leicht- oder Schwerbeton kann aber auch über einen Zielwert festgelegt werden.
Zusätzliche Anforderungen
Über die grundlegenden Anforderungen hinaus darf der Verfasser weitere Eigenschaftendefinieren. Zu jeder Eigenschaft sind aber die entsprechenden Prüfungen (Prüfmethode,Art der Proben und Anzahl Prüfungen) sowie die dazugehörigen Grenzwerte anzugeben.
Für die Festlegung der Anforderungen, der Prüfmethoden, der Beurteilungskriterien usw. istgegebenenfalls ein Experte beizuziehen.
Betonsorten
Zur praktischen Umsetzung der Norm SN EN 206-1 wurden übliche Betonsorten für diemeisten Anwendungen im Hoch- und Tiefbau sowie für Bohrpfahl- undSchlitzwandbetone vordefiniert (Tab. 2.3.8): Die Sorten sind mit 0 und A bis C für dieHochbaubetone und mit D bis G für die Tiefbaubetone, abgekürzt mit T1 bis T4,bezeichnet. Für Bohrpfahl- und Schlitzwandbetone gibt es vier Klassen, abgekürzt mit P1
Normalbeton: 2000 kg/m3 < Rohdichte ≤ 2600 kg/m3Schwerbeton: Rohdichte > 2600 kg/m3
besondere Arten oder Klassen von Zementbesondere Kategorien von GesteinskörnungenWiderstand gegen Frost-TaumitteleinwirkungFrischbetontemperaturFestigkeitsentwicklungWärmeentwicklung während der Hydratationverzögertes AnsteifenWiderstand gegen das Eindringen von Flüssigkeiten und schädlichen StoffenWiderstand gegen lösenden AngriffWassereindringwiderstandAbriebwiderstand
SpaltzugfestigkeitArt und Gehalt von FasernAAR-BeständigkeitSulfatbeständigkeitandere Aspekte, z. B. hinsichtlich Oberflächenbeschaffenheit oder Einbringverfahren
bis P4. Diesen Betonsorten entsprechen dabei den Einheitsbetonen desNormpositionskataloges (NPK).
Abb. 2.3.6: Der Beton wird in offenen Fahrzeugen während des Transports mit einer Schutzmatteabgedeckt, um ihn gegen Wasserverlust zu schützen.
Tab. 2.3.7: Klasseneinteilung von Leichtbeton nach der Rohdichte (ofentrocken) gemäss der Norm SNEN 206-1.
Tab. 2.3.8 Grundlegende und zusätzliche Anforderungen an die üblichen Betonsorten für den Hochbauund Tie®au sowie für Bohrpfahl- und Schlitzwandbetone mit einem Grösstkorn der Gesteinskörnungvon ‹f mm.
Schweizerische DauerhaftigkeitsprüfungenDer Dauerhaftigkeit kommt seit der Einführung der Norm N EN 206-1 eine besondereBedeutung zu. Aus diesem Grunde sind in der Schweiz folgendeDauerhaftigkeitsprüfungen für Hochbau- und Tiefbaubetone alsRegelprüfungen festgelegt. Diese Dauerhaftigkeitsprüfungen sind in der Norm SIA 262/1beschrieben:
Wasserleitfähigkeit (WL)Karbonatisierungswiderstand (KW)
Die Konformitätskontrolle und -kriterien
FrischbetoneigenschaftenMit Ausnahme der Konsistenz können die übrigen Frischbetoneigenschaften im Betonwerkgeprüft werden. Beim Luftgehalt ist aber zu beachten, dass sich diesermassgeblich verändert während des Transports vom Betonwerk zur Baustelle.
KonsistenzDie Konsistenz muss bei jeder Auslieferung bei Transportbeton und auf Baustellenanlagenzumindest visuell überprüft werden. Falls dies nicht möglich ist, darf die Konsistenzanhand der Mischerlast kontrolliert werden. Die physikalische Messung der Konsistenzmuss in dem Moment erfolgen, in dem der Beton verwendet wird.
Bei Transportbeton wird deshalb die Konsistenz beim Entladen gemessen. Dieverschiedenen Prüfmethoden werden in folgenden Konsistenzbereichen angewendet:
Bei Transportbeton wird deshalb die Konsistenz beim Entladen gemessen. Dieverschiedenen Prüfmethoden werden in folgenden Konsistenzbereichen angewendet:
Falls mit dem Besteller anstelle einer Konsistenzklasse ein Zielwert vereinbart wurde,gelten die folgenden Toleranzen in Tabelle 2.3.10.
Chloridwiderstand (CW)Frost-Tausalzwiderstand (FT)
Setzmass ≥ 10 mm und ≤ 210 mmVerdichtungsmass ≥ 1.04 und < 1.46Ausbreitmass > 340 mm und ≤ 620 mm
Setzmass ≥ 10 mm und ≤ 210 mmVerdichtungsmass ≥ 1.04 und < 1.46Ausbreitmass > 340 mm und ≤ 620 mm
Tab. 2.3.10: Toleranzen auf Zielwerte der Konsistenz gemäss der Norm SN EN 206-1.
Tab. 2.3.9: Dauerhaftigkeitsprüfungen und zulässige Zementarten für Hoch und Tiefbaubetone.
Für die Konformitätskontrolle dürfen grössere Grenzabweichungen angewendet werden,wenn die Probenahme einer Menge von 0.3 m3 bis maximal 1.0 m3 entspricht (Tab.2.3.11). Qualitätssicherung auf der Baustelle.
Weitere FrischbetoneigenschaftenDie Konformitätskontrolle und -kriterien für weitere Frischbetoneigenschaften ausser derKonsistenz sind in Tabelle 2.3.12 aufgeführt.
w/z-WertDie Konformitätskriterien gelten für den w/z-Wert, der anhand der Zementmenge(Chargenprotokoll oder Mischanweisung) und dem wirksamen Wassergehalt berechnetwird. Flüssige Zusatzmittel ab einer Menge von mehr als 3 l/m3 müssen dabeiberücksichtigt werden. Ebenfalls dürfen anrechenbare Zusatzstoffe nach dem k-Wert-
Konzept berücksichtigt werden. Kein einzelner w/z-Wert darf den Grenzwert um + 0.02übersteigen (siehe Tab. 2.3.12).
LuftgehaltDer Luftgehalt, der notwendig ist, um eine ausreichende Frosttausalzbeständigkeit zuerreichen, wird vom Hersteller für seine Betonproduktion festgelegt. Dernormkonforme Produktionsbereich liegt zwischen diesem Luftgehalt plus 4 Vol.-%. DerProduktionsbereich, inklusive der Grenzabweichung, umfasst eine Spanne von 5.5 Vol.-%. Für Betonstrassen gilt eine andere Regelung (siehe Kapitel 7.5).
FestbetoneigenschaftenDie Konformitätskontrolle und -kriterien für Festbetoneigenschaften sind in Tabelle 2.3.13und 2.3.14 aufgeführt. Zusätzlich gibt es noch Anforderungen an die Spaltzugfestigkeitanalog zu derjenigen der Druckfestigkeit sowie an den Sulfatwiderstand (siehe chemischbeständiger Beton) und die AAR-Beständigkeit (siehe AAR-beständiger Beton).
Tab. 2.3.11: Konformitätskriterien für die Konsistenz des Frischbetons gemäss der Norm SN EN 206-1.
Tab. 2.3.12: Prüfhäufigkeiten und Konformitätskriterien für Frischbetoneigenschaften gemäss der NormSN EN 206-1.
Tab. 2.3.13 Prüfhäufigkeiten und Anforderungen für den Konformitätsnachweis der Druckfestigkeitgemäss der Norm SN EN 206-1.
Beton nach ZusammensetzungBei besonderen Bauvorhaben mit speziellen Anforderungen an die Betoneigenschaftenoder bei der Verwendung spezieller Ausgangsstoffe (z. B. vorgeschriebeneGesteinskörnung) ist es aber auch möglich und sinnvoll, einen Beton nachZusammensetzung zu bestellen. Die Verantwortung für das Erreichen der gewünschtenBetoneigenschaften liegen in diesem Fall beim Verfasser der Betonrezeptur (siehe Tab.2.3.1). Verfasser der Betonrezeptur kann sowohl der Unternehmer als auch derProjektverfasser bzw. Bauherr sein.
Der Verfasser des Mischungsentwurfes für die Betonrezeptur kann sich dabei aufLangzeiterfahrungen, Erstprüfungen oder andere verfügbare Daten vonvergleichbaren Betonen abstützen. Entsprechende Nachweise als Grundlage für denMischungsentwurf und die Kontrollen der erreichten Frisch- und Festbetoneigenschaften
sind Aufgabe des Verfassers.
Der Konformitätsnachweis vom Hersteller muss für jede Charge erbracht werden, beziehtsich aber ausschliesslich auf die Einhaltung der bestelltenBetonzusammensetzung gemäss den Anforderungen der Norm SN EN 206-1 an dieProduktionskontrolle, insbesondere die Dosiergenauigkeit. Der Konformitätsnachweis derMenge, Art und Herkunft der Betonausgangsstoffe beruht auf deren Lieferscheinen undden Chargenprotokollen (oder Mischanweisungen). Für die Konsistenz geltendieselben Anforderungen für den Konformitätsnachweis wie bei Beton nachEigenschaften.
Bei der Bestellung müssen vollständige Angaben zur Betonzusammensetzung gemachtwerden:
Folgende zusätzliche Anforderungen dürfen festgelegt werden:
Bezug auf SN EN 206-1Zementgehalt, Zementart und Festigkeitsklasse, Herkunftw/z-Wert oder KonsistenzklasseArt, Kategorie und max. Chloridgehalt der GesteinskörnungMindest-, bzw. Höchstrohdichte der Gesteinskörnung bei Schwer- oder LeichtbetonGrösstkorn und Beschränkungen der SieblinieArt und Menge der Zusatzmittel und der Zusatzstoffe, allenfalls Herkunft
Herkunft aller BetonkomponentenSpezielle Anforderungen an die Gesteinskörnung (z. B. Farbe, Plattigkeit, PSV usw.)Frischbetontemperaturweitere technische Anforderungen
Tab. 2.3.14: Prüfhäufigkeiten und Anforderungen für den Konformitätsnachweis derFestbetoneigenschaften ausser Druckfestigkeit gemäss der Norm SN EN 206-1.
