Druckfestigkeit von Normalbeton

Die wichtigste Betoneigenschaft ist die Druckfestigkeit. Die Druckfestigkeit wird durch einen Druckversuch an eigens dafür hergestellten Probekörpern, üblicherweise Würfeln oder Zylindern ermittelt. In Sonderfällen kommen Druckversuche an Bohrkernen o. Ä. aus dem Bauwerk auch zum Einsatz. Eine Abschätzung der Druckfestigkeit kann jedoch auch am Bauwerk direkt ausgeführt werden. Man bedient sich für die Abschätzung eines Betonrückprallhammers (Schmidthammer) und näherungsweise auch einer Messung der Schallgeschwindigkeit.

Die Abmessungen der Probekörper für die Druckfestigkeitsprüfung sind genormt und betragen bei Würfeln 20 oder 15 cm Kantenlänge und bei Zylindern 30 cm Höhe mit einem Durchmesser von 15 cm.

Die Druckfestigkeit wird schließlich in der ÖNORM B 4200 in den Festigkeitsklassen festgehalten. Die höchsten Festigkeitsklassen sind mit der Festigkeitsklasse B600 erhältlich. In Laborversuchen wurde bereits Beton mit einer Druckfestigkeit bis 150 N/mm² hergestellt, welcher laut der ÖNORM eigentlich einer Bezeichnung B1500 entsprechen sollte. Es werden auch hochfeste Betone kommerziell erzeugt wie beispielsweise von den Wiener Baustoffwerken mit der Bezeichnung B1000.

Bruchmechanismus bei unbewehrtem Beton

Wird ein Normalbeton mit gleichmäßigem Druck einachsig beansprucht, so entsteht in seinem Inneren eine räumliche Spannungsverteilung, da der Zuschlag unterschiedliche Verformungseigenschaften aufweist. Obwohl der Beton äußerlich eigentlich nur Druck in eine Richtung ableitet, entsteht im Inneren durch die räumliche Spannungsverteilung und durch das Umlenken der Drucktrajektorien eine beträchtliche Zugspannung, und zwar in Richtung der Haftfuge zwischen groben Zuschlagskörnern und der Mörtelmatrix.  Wenn die äußere Druckbeanspruchung weiter zunimmt, entstehen weitere Zugspannungen durch die Querverschiebung der Zuschlagskörner, aufgrund welcher sich Mikrorisse durch den gesamten Betonkörper ausdehnen können.

Das Tragverhalten des Betons lässt sich in vier Abschnitte unterteilen, welche durch

• eine elastisch-plastische Verformung der Zementsteinzwischenschichten zwischen den Zuschlägen ohne Rissbildung,
• eine Mikrorissbildung im Bereich des Haftverbunds,
• die Ausdehnung der Mikrorisse zu Längsrissen durch den gesamten Betonkörper, wodurch dieser in ein stabbündelartiges Gebilde zerlegt wird und
• das Ausknicken und Abscheren der Einzelstäbe dieses Stabbündels

gekennzeichnet sind.

Bestimmung der Druckfestigkeit in Bauwerken und Bauteilen

Damit die Druckfestigkeit des Betons in einem Bauwerk oder Bauteil bestimmt werden kann, werden zylindrische oder würfelförmige Probekörper aus dem Bauteil gebohrt bzw. gesägt, soweit dies nicht die Tragfähigkeit des Bauwerks vermindert. Bei Zylindern muss die Höhe größer dem Durchmesser sein.

Da es aus technischen und wirtschaftlichen Gründen nicht immer möglich ist eine Anzahl von Probekörpern aus dem Bauwerk bzw. Bauteil zu entnehmen, können auch Prüfverfahren zur Anwendung kommen, welche das Bauteil nicht zerstören. Man bedient sich der Messung des Rückpralls mit dem Rückprallhammer, der Messung des Kugeleindrucks mit dem Kugelschlaghammer und der Messung der Schalllaufzeit mit dem Ultraschallgerät und misst die Schallgeschwindigkeit.

Die Ergebnisse aus dem Schlagverfahren werden jedoch von der Kornzusammensetzung, vom Größtkorn und vom Zementsteingehalt beeinflusst, weshalb man bei allen zerstörungsfreien Prüfverfahren von großen Streuungen ausgehen muss und die Resultate nicht die gesondert hergestellten Prüfkörper ersetzen können. Eine Prüfung mit Kugelschlaghammer, Rückprallhammer oder Ultraschallprüfgerät ist daher nur in Ausnahmefällen zulässig.

Die zerstörungsfreien Prüfverfahren eignen sich im Wesentlichen nur als Feststellung von Festigkeitsänderungen in einem Bauteil. Es können gute und schlechte Betonbereiche voneinander begrenzt werden, wofür die zerstörungsfreie Prüfung im Wesentlichen eingesetzt wird.

Wir empfehlen, die Zusammensetzung des passenden Betons je nach den notwendigen Bauarbeiten anzupassen und mit einem Baumeister vor Ort über die passende Zusammensetzung und die entsprechende Nachbehandlung bei Ihrem Projekt zu sprechen. Nutzen Sie unseren Baukostenrechner, um eine Übersicht über die erwarteten Kosten und Richtpreise in der Baubranche zu erhalten.

Ihr Baucheck-Team