Frischbetoneigenschaften von Recycling-Beton: Herausforderungen, Einflussfaktoren und Lösungsansätze

Inhalt

  • RGK besitzt eine höhere Wasseraufnahme als Naturkörnung.
  • Der effektive Wasserzementwert kann sich im Frischzustand verändern.
  • Pumpbarkeit ist möglich, erfordert aber angepasste Sieblinie und Zusatzmittelstrategie.
  • Entmischung entsteht meist durch instabile Rezepturen, nicht durch das Material selbst.
  • Frühverhalten und E-Modul müssen realistisch geprüft werden.
  • Qualitätssicherung entscheidet über die Reproduzierbarkeit.

Die Diskussion um Recycling-Beton konzentriert sich häufig auf ökologische Aspekte oder auf die Eigenschaften des Festbetons. In der Praxis entscheidet jedoch vor allem das Frischbetonverhalten darüber, ob ein Beton zuverlässig eingebaut, verdichtet und verarbeitet werden kann.

Gerade bei Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung (RGK) zeigen sich Unterschiede nicht erst im ausgehärteten Zustand, sondern bereits während des Mischens, Förderns und Einbringens. Wasseraufnahme, Kornstruktur und Materialheterogenität beeinflussen Konsistenz, Stabilität und Ansteifverhalten unmittelbar.

Für Betontechnologinnen, Bauunternehmen und Prüfingenieurinnen bedeutet das: Die Frischbetoneigenschaften sind kein Randthema, sondern ein zentraler Erfolgsfaktor.

In unseren Projekten zeigt sich immer wieder, dass die meisten Herausforderungen bei Recycling-Beton nicht im Grundsatz des Materials liegen, sondern in der unzureichenden Anpassung der Mischungs- und Produktionsparameter. Wird das Material fachgerecht charakterisiert und die Betonzusammensetzung darauf abgestimmt, lässt sich ein stabiles und gut verarbeitbares Frischbetonverhalten erreichen.

Dieser Beitrag beleuchtet die maßgeblichen Einflussfaktoren auf das Frischbetonverhalten von Recycling-Beton, typische Problemstellungen in der Praxis und bewährte Lösungsansätze aus betontechnologischer Sicht.

Das Frischbetonverhalten von Recycling-Beton wird maßgeblich durch die Eigenschaften der eingesetzten rezyklierten Gesteinskörnung (RGK) bestimmt. Anders als natürliche Gesteinskörnungen weist RGK eine technisch bedingte Kornstruktur auf. Sie entsteht durch Brechprozesse und enthält in der Regel Mörtelanhaftungen.

Diese Besonderheiten wirken sich unmittelbar auf Konsistenz, Stabilität und Verarbeitbarkeit aus. Während bei Naturkörnungen über Jahrzehnte etablierte Erfahrungswerte vorliegen, erfordert Recycling-Beton eine genauere Betrachtung der Einflussfaktoren.

Einer der wichtigsten Unterschiede liegt in der erhöhten Wasseraufnahme der rezyklierten Gesteinskörnung. Durch anhaftende Mörtelreste und eine höhere Porosität kann RGK deutlich mehr Wasser aufnehmen als Naturkörnung.

Für den Frischbeton bedeutet das:

Ein Teil des Anmachwassers wird zunächst in der Kornstruktur gebunden. Wird dieser Effekt nicht berücksichtigt, kann die effektive Wassermenge im Zementleim geringer sein als geplant. Die Folge sind veränderte Konsistenz, reduzierte Verarbeitbarkeit oder ein unerwartet schnelles Ansteifen.

In der Praxis zeigt sich, dass der Feuchtezustand der Körnung entscheidend ist. Wird RGK trocken eingesetzt, können starke Konsistenzschwankungen auftreten. Ein kontrolliertes Vormoisten oder eine präzise Feuchtemessung vor der Dosierung reduziert diese Risiken deutlich.

Unsere Erfahrungen zeigen, dass gerade hier die größte Stellschraube liegt. Wird der effektive Wasserzementwert korrekt bestimmt und der Feuchtezustand kontinuierlich überwacht, lässt sich das Frischbetonverhalten stabil einstellen.

Rezyklierte Gesteinskörnung besitzt gebrochene, kantige Kornformen mit rauer Oberfläche. Zusätzlich haften häufig Reste von Altzementstein am Korn an.

Diese Struktur beeinflusst das Frischbetonverhalten in mehrfacher Hinsicht:

  • Die innere Reibung im Frischbeton steigt.
  • Die Fließfähigkeit kann abnehmen.
  • Der Bedarf an Feinanteilen oder Zusatzmitteln kann steigen.

Gleichzeitig verbessert die raue Oberfläche die Verzahnung im späteren Festbeton. Im Frischzustand kann sie jedoch zu einer höheren Viskosität führen.

In der praktischen Anwendung hat sich gezeigt, dass eine gezielte Anpassung der Sieblinie und der Zusatzmittelstrategie notwendig ist, um eine gute Pumpbarkeit und Verdichtbarkeit sicherzustellen.

Ein weiterer Einflussfaktor ist die Variabilität der Ausgangsstoffe.

Betonabbruch liefert in der Regel eine vergleichsweise homogene Grundlage. Mischabbruch dagegen kann Anteile von Ziegel, Mörtel oder anderen mineralischen Bestandteilen enthalten. Diese beeinflussen Dichte, Wasseraufnahme und Kornstruktur.

Für das Frischbetonverhalten bedeutet das: Schwankungen im Material können zu veränderten Konsistenzwerten, unterschiedlichem Ansteifverhalten oder variabler Stabilität führen.

In der Praxis ist daher eine chargenweise Qualitätskontrolle sinnvoll. Je stabiler die Eingangskontrolle der RGK erfolgt, desto konstanter ist das Verhalten im Frischbeton.

Recycling-Beton zeigt im Frischzustand grundsätzlich ein beherrschbares Verhalten. Gleichzeitig treten unter bestimmten Randbedingungen typische Problemstellungen auf, die bei Naturbeton seltener oder in geringerer Ausprägung auftreten.

Diese Probleme sind in der Regel nicht materialbedingt im Sinne eines „ungeeigneten Baustoffs“, sondern resultieren aus einer unzureichenden Abstimmung zwischen Materialeigenschaften, Mischungszusammensetzung und Verarbeitung.

Gerade in der gutachterlichen Begleitung von Projekten zeigt sich, dass Frischbetonprobleme meist mehrere Ursachen haben, die sich gegenseitig verstärken.

Ein häufig beobachtetes Phänomen ist die Entstehung von Kiesnestern oder lokal entmischten Bereichen im Bauteil.

Ursächlich können sein:

  • unzureichend abgestimmte Sieblinie
  • erhöhte Wasseraufnahme der RGK
  • instabile Frischbetonrezeptur
  • ungleichmäßige Verdichtung

Rezyklierte Gesteinskörnung kann durch ihre rauere Oberfläche und höhere Kornrauigkeit die innere Reibung erhöhen. Wird die Mischung nicht entsprechend angepasst, kann es zu lokalen Kornanreicherungen kommen.

In der Praxis zeigt sich, dass diese Problematik insbesondere bei schlanken Bauteilen oder dichter Bewehrung relevant wird. Eine stabile Konsistenz und eine ausreichende Mörtelmatrix sind hier entscheidend.

Wichtig ist: Kiesnester sind kein spezifisches „Recycling-Problem“. Sie entstehen auch bei Normalbeton. Bei Recycling-Beton ist jedoch eine präzisere Abstimmung der Mischungsparameter erforderlich.

Eine weitere Herausforderung ist die Entmischungsneigung.

Durch Unterschiede in Dichte und Kornstruktur kann es bei instabiler Rezeptur zu Sedimentation kommen. Grobkorn setzt sich ab, während sich Feinanteile und Wasser nach oben bewegen.

Diese Effekte können verstärkt auftreten bei:

  • Überverdichtung
  • langen Förderwegen
  • zu hoher Fließfähigkeit
  • unzureichender Viskosität

In gutachterlich begleiteten Fällen zeigt sich häufig, dass nicht die RGK selbst das Problem darstellt, sondern eine zu aggressive Einstellung der Konsistenzklasse oder ein nicht angepasster Zusatzmitteleinsatz.

Eine sorgfältige rheologische Abstimmung – also die gezielte Einstellung von Fließfähigkeit und Viskosität – des Betons reduziert die Entmischungsneigung deutlich.

Die Pumpfähigkeit von Recycling-Beton wird häufig kritisch diskutiert.

Grundsätzlich ist Recycling-Beton pumpfähig. Entscheidend sind:

  • ausreichender Feinanteil
  • stabile Mörtelmatrix
  • korrekt eingestellter Wasserzementwert
  • geeignete Fließmittelstrategie

Durch die kantigere Kornform steigt die innere Reibung im System. Bei langen Förderstrecken oder hohen Förderdrücken kann dies zu erhöhter Belastung der Pumpe und zu Sedimentationsprozessen im Schlauch führen.

Aus der praktischen Begleitung von Baustellen wissen wir, dass insbesondere bei Erstversuchen mit RGK häufig keine ausreichende Labor-Vorprüfung der Pumpfähigkeit erfolgt. Wird diese systematisch durchgeführt, lassen sich Förderprobleme in der Regel vermeiden.

Das Ansteifverhalten von Recycling-Beton kann sich von dem eines vergleichbaren Normalbetons unterscheiden.

Durch die Wasseraufnahme der RGK kann sich das effektive Mischwasser im Laufe der Zeit verändern. Dies führt teilweise zu einem beschleunigten oder ungleichmäßigen Konsistenzverlust.

Gerade bei warmen Temperaturen oder längeren Transportzeiten kann dies relevant werden.

Hier zeigt sich deutlich: Eine präzise Kenntnis der Wasseraufnahmecharakteristik der eingesetzten RGK ist unerlässlich. Ohne diese Kenntnis sind stabile Konsistenzverläufe kaum reproduzierbar.

Ein besonders sensibler Bereich betrifft das Frühverhalten des Betons.

Unterschiede in der Festigkeitsentwicklung und im Elastizitätsmodul können Auswirkungen auf frühe Beanspruchungszustände haben, beispielsweise beim Lastfall „Früher Zwang“.

Wird die Frühfestigkeit überschätzt oder der E-Modul zu optimistisch angesetzt, können Zwangsspannungen höher ausfallen als erwartet.

Aus unserer Erfahrung in der Projekt- und Gutachtenbegleitung zeigt sich, dass hier vor allem eine realistische Parametrierung der Materialkennwerte entscheidend ist. Recycling-Beton ist auch in frühen Bauzuständen einsetzbar – jedoch nur auf Grundlage verlässlicher Prüfwerte und nicht pauschaler Annahmen.

Die zuvor beschriebenen Herausforderungen sind technisch erklärbar und in der Praxis beherrschbar. Entscheidend ist nicht die Frage, ob Recycling-Beton eingesetzt werden kann, sondern wie systematisch seine besonderen Eigenschaften berücksichtigt werden.

Aus unserer Projekt- und Gutachtenerfahrung zeigt sich deutlich: Probleme im Frischbeton entstehen fast immer dann, wenn Recycling-Beton wie ein Standard-Normalbeton behandelt wird. Erfolgreiche Projekte zeichnen sich hingegen durch eine gezielte Anpassung der Betontechnologie aus.

Die Zusammensetzung des Betons ist die wichtigste Stellgröße.

Dabei sind insbesondere zu berücksichtigen:

  • effektiver Wasserzementwert
  • Feinanteil und Sieblinie
  • Mörtelvolumen
  • Luftporengehalt

Eine optimierte Sieblinie reduziert die innere Reibung und erhöht die Stabilität des Frischbetons. Gleichzeitig muss das Mörtelvolumen so gewählt werden, dass eine geschlossene Matrix entsteht, die das Grobkorn sicher einbettet.

In der Praxis hat sich bewährt, die Rezeptur nicht pauschal aus einem Normalbeton zu übernehmen, sondern auf Grundlage der konkret eingesetzten RGK neu zu parametrieren.

Die Wasseraufnahme ist eine der zentralen Einflussgrößen.

Deshalb ist ein systematisches Feuchtemanagement unerlässlich. Dazu gehören:

  • regelmäßige Feuchtemessungen
  • Berücksichtigung des aktuellen Lagerzustands
  • kontrolliertes Vormoisten
  • Anpassung der Wsserdosierung in Echtzeit

In Projekten mit erhöhtem RGK-Anteil zeigt sich, dass eine kontinuierliche Feuchteüberwachung die Konsistenzschwankungen deutlich reduziert.

Hier entscheidet Prozessdisziplin über die Reproduzierbarkeit der Betonqualität.

Der Einsatz von Fließmitteln und gegebenenfalls Stabilisierern muss an die besondere Kornstruktur angepasst werden.

Durch die erhöhte innere Reibung kann der Fließmittelbedarf steigen. Gleichzeitig darf die Mischung nicht zu stark verflüssigt werden, um Entmischung zu vermeiden.

Eine abgestimmte Kombination aus:

  • Hochleistungsfließmitteln
  • Viskositätsmodifizierern
  • gegebenenfalls Verzögerern

ermöglicht eine kontrollierte Einstellung von Konsistenz und Verarbeitungszeit.

Entscheidend ist, dass Zusatzmittel nicht zur „Kompensation von Planungsdefiziten“ eingesetzt werden, sondern Teil eines durchdachten Gesamtkonzepts sind.

Auch die Mischtechnik spielt eine Rolle.

Recycling-Gesteinskörnung benötigt häufig eine angepasste Mischzeit, um eine gleichmäßige Verteilung des Wassers im System zu gewährleisten.

Darüber hinaus ist eine stabile Produktionskontrolle notwendig:

  • kontinuierliche Überwachung der Konsistenz
  • Dokumentation der Materialchargen
  • enge Abstimmung zwischen Labor und Produktion

Aus der Praxis wissen wir, dass insbesondere bei der Umstellung von konventionellen auf RC-Rezepturen die Produktionsbegleitung in der Einführungsphase entscheidend ist.

Je höher der Anspruch an das Bauwerk, desto wichtiger ist eine projektbezogene Qualitätssicherung.

Dazu gehören:

  • Vorversuche im Labor
  • Pumpversuche
  • Konsistenzverlaufsprüfungen
  • Prüfung der Frühfestigkeit

realistische Ansatzwerte für E-Modul und Festigkeitsentwicklung

Unsere Erfahrung zeigt, dass durch strukturierte Vorversuche und begleitende Prüfungen ein hohes Maß an Sicherheit erreicht werden kann. Recycling-Beton ist technisch beherrschbar – jedoch nicht ohne konsequente Qualitätssicherung.

Das Frischbetonverhalten von Recycling-Beton unterscheidet sich in wesentlichen Punkten von konventionellem Beton. Erhöhte Wasseraufnahme, veränderte Kornstruktur und Materialvariabilität beeinflussen Konsistenz, Stabilität, Pumpbarkeit und Ansteifverhalten.

Diese Unterschiede sind technisch erklärbar und kein grundsätzliches Ausschlusskriterium für den Einsatz von Recycling-Beton. Sie erfordern jedoch eine bewusste Anpassung der Betonzusammensetzung, eine kontrollierte Produktionsführung und eine konsequente Qualitätssicherung.

In der Praxis zeigt sich, dass Probleme im Frischbeton selten materialbedingt sind. Sie entstehen meist durch fehlende Abstimmung zwischen Materialcharakteristik, Mischungsdesign und Verarbeitung. Wird Recycling-Beton hingegen mit derselben Sorgfalt behandelt wie ein anspruchsvoller Hochleistungsbeton, lässt sich ein stabiles und reproduzierbares Frischbetonverhalten erreichen.

Unsere Erfahrungen aus Projektbegleitungen und gutachterlichen Bewertungen bestätigen: Recycling-Beton ist im Frischzustand technisch beherrschbar. Voraussetzung ist jedoch betontechnologisches Know-how, eine realistische Parametrierung der Materialkennwerte und eine enge Abstimmung zwischen Labor, Produktion und Baustelle.

Recycling-Beton ist daher kein „Problembaustoff“, sondern ein Werkstoff mit spezifischen Anforderungen. Wer diese kennt und systematisch berücksichtigt, kann ihn zuverlässig und sicher einsetzen.

Grundlagen zu Recycling-Beton und rezyklierter Gesteinskörnung finden Sie in unserem ausführlichen Überblicksartikel.

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Die Stahlbetoningenieure Plus GmbH aus Gleiszellen-Gleishorbach ist spezialisiert auf Bauwerksprüfung, Zustandsbewertung und Instandhaltungsplanung von Betonbauwerken – fachkundig, zuverlässig und praxisnah.