Berechnung der Dichte allgemein
Das Verhältnis zwischen dem Volumen und der Masse eines Körpers definiert dessen Dichte. Daraus lässt sich eine einfache Rechenformel ableiten: v x m = p (Volumen mal Masse ist gleich Dichte). Allerdings ist es bei beton nicht ganz so einfach, da der Verbundbaustoff aus verschiedenen Stoffen besteht:
- Zement
- Wasser
- Zuschlag (Sand, Kies, Schotter)
- Betonzusatzmittel
- Betonzusatzstoffe
Die Rohdichte von Beton wird über den jeweiligen Zuschlag eingestellt
Als Zuschlag kommen dabei die unterschiedlichsten Kies- und Schotterarten zum Einsatz, der von herkömmlichem Kies bis hin zu offenporigem Bimsstein reicht. Daher ist bei Beton die Rohdichte (proh) ein wichtiger Faktor. Die Rohrdichte im Trockenzustand, also auch die Trockenrohdichte, erfasst die Dichte als Raumdichte oder geometrische Dichte, also in ihrem tatsächlichen Volumen. Ausgehend von der unterschiedlichen Rohdichte von Beton werden drei Betonsorten unterschieden:
- Leichtbeton: 800 bis 2.000 kg/m³
- Normalbeton: 2.000 bis 2.600 kg/m³
- Schwerbeton: ab 2.600 kg/m³
Bei Stahlbeton erhöht sich die Dichte durchschnittlich um 100 kg/m³.
Schwerbeton
Die hohe Trockenrohdichte von Schwerbeton wird durch die Verwendung entsprechender Zuschlagstoffe erreicht. Typische Zuschläge für Schwerbeton wären:
- Magnetit
- Baryt
- Ilmenit
- Hämatit
- Schwermetallschlacken (Chrom- oder Bleischlacke)
Anwendungen im Hoch- und Tiefbau finden sich unter anderem als Brückenlager, aber auch beim Hausbau. Hier kann die Sohlplatte in Schwerbeton ausgeführt werden, wenn diese in Grundwasser liegt.
Leichtbeton
Auch beim Leichtbeton wird die Trockenrohdichte über den Zuschlag definiert. Hier können unterschiedliche Zuschläge eingesetzt werden, die zunächst nach ihren Poreneigenschaften unterteilt werden:
- Zuschlag mit geschlossenem Gefüge (LBG-Leichtbeton)
- Zuschlag mit haufwerksporigem Gefüge (LBH-Leichtbeton)
Als Vorteile werden vor allem eine gute Wärmedämmfähigkeit sowie eine hervorragende Ökobilanz angesehen. Jedoch bestehen aufgrund der hohen Porosität auch entsprechende Nachteile. Die Tragfähigkeit ist deutlich herabgesetzt, aber auch die mögliche Aufnahme von Wasser ist problematisch, weshalb Leichtbeton nicht für Außen- und tragende Wände und Bauteile verwendet wird. Der Einsatz erfolgt oft für leichte Trennwände oder Decken (insbesondere Dachgeschoss). Entgegen der weitverbreiteten Meinung gehört Gas- oder Porenbeton nicht zu den Leichtbetonen.
Rohdichte und Betonverdichtung beim Betoneinbau
Die Rohdichte darf nicht mit dem Verdichten von Beton verwechselt werden. Beim Verdichten vom Beton geht es darum, Luft- und Überschusswasser aus dem Frischbeton herauszuarbeiten. Damit stellt das Verdichten nach dem Einbau von Beton ein wichtiges Qualitätsmerkmal des jeweiligen Betons dar, während die Trockenrohdichte lediglich die Betonart definiert. So ist es grundsätzlich auch bei jeder Art von Schwer- oder Leichtbeton möglich, dass das Verdichten nicht in der erforderlichen Qualität durchgeführt wird.