Dieser Beitrag beleuchtet die festbetontechnischen Eigenschaften von Recycling-Beton, ordnet sie bemessungsrelevant ein und zeigt auf, welche Aspekte für eine sichere und wirtschaftliche Anwendung entscheidend sind.
Während ökologische Aspekte und Frischbetoneigenschaften häufig im Mittelpunkt der Diskussion um Recycling-Beton stehen, entscheidet letztlich der Festbeton über die Tragfähigkeit, Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit eines Bauwerks.
Für Tragwerksplanerinnen und Prüfingenieurinnen sind nicht primär Einbaueigenschaften im Frischzustand maßgeblich, sondern Kennwerte wie:
Der Einsatz von Recycling-Beton mit rezyklierter Gesteinskörnung (RGK) wirft dabei berechtigte Fragen auf:
In der gutachterlichen Praxis zeigt sich, dass Unsicherheiten weniger aus dem Material selbst resultieren, sondern aus einer fehlenden differenzierten Bewertung seiner Eigenschaften. Recycling-Beton verhält sich im Festzustand nicht grundsätzlich anders als konventioneller Beton, weist jedoch charakteristische Besonderheiten auf, die bei Planung und Nachweisführung berücksichtigt werden müssen.
Eine grundlegende Einführung in Recycling beton und die Eigenschaften rezyklierter Gesteinskörnung finde Sie im Beitrag: Recycling-Beton verstehen: Alles über rezyklierte Gesteinskörnung, Qualität und Einsatzbereiche.
Die Druckfestigkeit ist die zentrale Kenngröße für die Bemessung von Stahlbetonbauteilen. Sie bestimmt die Tragfähigkeit von Stützen, Wänden, Fundamenten und Decken und bildet die Grundlage für die Einordnung in Festigkeitsklassen nach DIN EN 206 und DIN 1045-2.
Beim Einsatz von Recycling-Beton stellt sich daher zunächst die grundlegende Frage: Erreicht Recycling-Beton vergleichbare Druckfestigkeiten wie konventioneller Beton?
Die Besonderheiten des Frischbetonverhaltens und deren Einfluss auf die spätere Festigkeit erden ausführlich im Artikel Frischbetoneigenschaften von Recycling-Beton: Herausforderungen, Einflussfaktoren und Lösungsansätze erläutert.
Rezyklierte Gesteinskörnung weist im Vergleich zu Naturkörnung eine höhere Porosität und häufig anhaftende Altzementsteinreste auf. Diese beeinflussen das Gefüge des Festbetons auf zwei Ebenen:
In vielen Untersuchungen zeigt sich, dass bei moderaten Ersatzanteilen der Naturkörnung durch RGK die Druckfestigkeit nur geringfügig reduziert ist. Bei vollständigem Ersatz kann die Reduktion deutlicher ausfallen, ist jedoch stark abhängig von:
Aus gutachterlicher Sicht ist entscheidend, dass die Druckfestigkeit nicht pauschal abgeschätzt wird. Recycling-Beton kann problemlos definierte Festigkeitsklassen erreichen, sofern die Rezeptur entsprechend ausgelegt ist und die Materialkennwerte verlässlich ermittelt wurden.
Eine Übertragung von Erfahrungswerten aus Normalbeton ohne projektbezogene Prüfung ist hingegen nicht zu empfehlen.
Ein wesentlicher Faktor für die erreichbare Tragfähigkeit ist die Herkunft der rezyklierten Gesteinskörnung.
Betonabbruch liefert in der Regel eine vergleichsweise homogene Körnung mit hoher mineralischer Qualität. Hier sind Druckfestigkeiten erreichbar, die sich im Bereich konventioneller Betone bewegen.
Mischabbruch hingegen enthält häufig Ziegel- oder Mörtelanteile. Diese besitzen geringere Festigkeiten und höhere Wasseraufnahme. Dadurch kann das Gesamtsystem eine reduzierte Steifigkeit und Druckfestigkeit aufweisen.
Für die Tragwerksplanung bedeutet das:
In der Praxis zeigt sich, dass Recycling-Beton bei sorgfältiger Materialauswahl und Qualitätskontrolle die geforderten Festigkeitsklassen sicher erreichen kann. Entscheidend ist nicht die Herkunft als „Recycling-Beton“, sondern die konkret nachgewiesene Materialqualität.
Während die Druckfestigkeit die Tragfähigkeit bestimmt, beeinflusst der Elastizitätsmodul (E-Modul) maßgeblich das Verformungsverhalten eines Bauteils. Er ist entscheidend für:
Gerade hier zeigt Recycling-Beton charakteristische Unterschiede.
Der Elastizitätsmodul hängt stark von der Steifigkeit der Gesteinskörnung ab. Naturkörnungen wie Basalt oder Kalkstein besitzen hohe Eigensteifigkeiten.
Rezyklierte Gesteinskörnung enthält dagegen Anteile von Altzementstein, die poröser und weniger steif sind. Dadurch kann sich der Gesamt-E-Modul des Betons reduzieren – selbst dann, wenn die Druckfestigkeit vergleichbar bleibt.
Das ist ein entscheidender Punkt: Druckfestigkeit und Steifigkeit entwickeln sich nicht zwingend proportional.
In der Praxis bedeutet das:
Dieser Effekt ist besonders relevant bei:
Eine pauschale Annahme des E-Moduls über Standardformeln ohne Berücksichtigung der Zuschlagart kann zu Abweichungen führen.
Für die Bemessung bedeutet dies:
Aus gutachterlicher Sicht zeigt sich, dass bei Recycling-Beton die Steifigkeitsannahmen häufiger kritischer zu bewerten sind als die Tragfähigkeitsannahmen.
Das Tragwerk versagt in der Regel nicht wegen unzureichender Druckfestigkeit, sondern zeigt erhöhte Verformungen oder Rissbreiten, wenn Steifigkeitsparameter zu optimistisch angesetzt wurden.
Eine differenzierte Betrachtung des Elastizitätsmoduls ist daher kein Detailthema, sondern ein zentraler Bestandteil einer sicheren Bemessung.
Die Dauerhaftigkeit bestimmt, wie lange ein Bauwerk seine Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit unter realen Umweltbedingungen aufrechterhält.
Für Recycling-Beton stellen sich dabei zentrale Fragen:
Die Antworten sind differenziert – und stark abhängig von Materialqualität, Expositionsklasse und Betonzusammensetzung.
Frostbeanspruchte Bauteile unterliegen zyklischen Volumenänderungen durch gefrierendes Porenwasser.
Da rezyklierte Gesteinskörnung häufig eine höhere Porosität aufweist, wird zunächst vermutet, dass Recycling-Beton grundsätzlich frostempfindlicher ist.
In der Praxis zeigt sich jedoch:
Wird die Betonzusammensetzung expositionsgerecht ausgelegt und das Luftporensystem kontrolliert eingestellt, können Recycling-Betone frost- und tausalzbeständig hergestellt werden.
Aus technischer Sicht besteht hier kein genereller Ausschlussgrund, wohl aber ein erhöhter Bedarf an qualifizierter Rezeptur- und Qualitätskontrolle.
Die Karbonatisierung ist ein zentraler Mechanismus für die Korrosionsgefährdung der Bewehrung.
Durch die höhere Porosität der RGK kann sich die Diffusionsfähigkeit des Betons erhöhen. In einigen Untersuchungen wird daher eine tendenziell größere Karbonatisierungstiefe bei Recycling-Beton festgestellt.
Allerdings gilt:
Für die Planung bedeutet das:
Bei chloridbelasteten Bauteilen, etwa im Brückenbau oder bei Parkhäusern, ist die Widerstandsfähigkeit gegen Chloridmigration entscheidend.
Die Durchlässigkeit des Betons hängt wesentlich von:
ab.
Recycling-Beton kann hier höhere Diffusionskoeffizienten aufweisen, insbesondere bei hohem Ersatzanteil der Naturkörnung.
Gleichzeitig zeigen Untersuchungen, dass durch geeignete Bindemittelsysteme und reduzierte Wasserzementwerte vergleichbare Widerstandsfähigkeiten erreichbar sind.
Die Dauerhaftigkeit ist somit kein grundsätzliches Ausschlusskriterium, sondern eine Frage der gezielten materialtechnischen Optimierung.
Die AKR stellt kein spezifisches Recycling-Problem dar, ist jedoch bei RGK besonders sorgfältig zu prüfen.
Während Naturkörnungen meist aus bekannten Lagerstätten stammen, kann die Herkunft rezyklierter Gesteinskörnung variieren. Dadurch erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, reaktive Bestandteile im System zu haben.
Für die Praxis bedeutet das:
Aus gutachterlicher Sicht ist hier Transparenz entscheidend: Nicht die Tatsache, dass es sich um Recycling-Beton handelt, ist kritisch, sondern die fehlende Kenntnis der Ausgangsmaterialien.
Schwinden und Kriechen beeinflussen das zeitabhängige Verformungsverhalten von Beton. Sie sind maßgeblich für:
Beim Einsatz von Recycling-Beton stellt sich die Frage, ob die erhöhte Porosität der rezyklierten Gesteinskörnung diese zeitabhängigen Effekte verstärkt.
Das Trocknungsschwinden hängt wesentlich vom Porengefüge des Zementsteins und vom Feuchtehaushalt des Betons ab.
Da RGK häufig eine höhere Wasseraufnahme besitzt und mehr kapillar wirksame Poren enthält, kann sich das Schwinden gegenüber vergleichbarem Normalbeton erhöhen.
Insbesondere bei hohen Ersatzanteilen der Naturkörnung zeigen Untersuchungen tendenziell größere Schwinddehnungen.
Für die Praxis bedeutet das:
Gerade bei massiven Bauteilen oder bei starrer Lagerung können erhöhte Schwindverformungen zu Rissbildung führen, wenn keine konstruktiven oder materialtechnischen Maßnahmen vorgesehen sind.
Kriechen beschreibt die zeitabhängige Verformung unter dauerhafter Belastung.
Da der Elastizitätsmodul von Recycling-Beton tendenziell geringer sein kann, wirkt sich dies auch auf das Kriechverhalten aus. Ein reduzierter E-Modul führt in der Regel zu höheren Kriechdehnungen.
Für die Tragwerksplanung hat das Auswirkungen auf:
Wird das Kriechverhalten unterschätzt, können langfristige Verformungen größer ausfallen als berechnet.
Aus sachverständiger Sicht ist hier entscheidend, dass die zugrunde gelegten Materialkennwerte realistisch angesetzt werden und nicht unkritisch von Referenzbetonen übernommen werden.
Das Zusammenwirken von:
kann sich in sensiblen Bauteilen auf die Rissbreitenentwicklung auswirken.
Besonders relevant ist dies bei:
Aus der gutachterlichen Praxis zeigt sich, dass Rissproblematiken selten allein auf die Verwendung von Recycling-Beton zurückzuführen sind. Häufig sind mehrere Faktoren beteiligt, darunter konstruktive Randbedingungen, unzureichende Nachbehandlung oder nicht angepasste Bemessungsannahmen.
Recycling-Beton ist hier nicht grundsätzlich kritischer, erfordert jedoch eine differenzierte Bewertung der zeitabhängigen Materialkennwerte.
Die festbetontechnischen Eigenschaften von Recycling-Beton sind nicht pauschal bewertbar. Sie hängen maßgeblich von der Qualität der eingesetzten rezyklierten Gesteinskörnung, der Betonzusammensetzung und der Produktionskontrolle ab.
Für eine sichere Bemessung und langfristige Dauerhaftigkeit ist daher eine strukturierte Prüfstrategie erforderlich.
Standardansätze und Tabellenwerte sind bei Recycling-Beton nur eingeschränkt übertragbar.
Insbesondere folgende Parameter sollten projektbezogen geprüft oder plausibilisiert werden:
Bei anspruchsvollen Bauwerken oder erhöhten Expositionsklassen empfiehlt sich eine Vorabprüfung im Labor, um die Bemessungsparameter auf realen Kennwerten zu basieren.
Eine pauschale Gleichsetzung mit Referenzbetonen kann zu konservativen, aber auch zu fehlerhaften Annahmen führen.
Aus tragwerksplanerischer Sicht ist nicht allein die Erreichung einer Festigkeitsklasse entscheidend, sondern die Konsistenz aller Materialparameter.
Ein Beton kann:
Eine integrale Betrachtung ist daher erforderlich.
Gerade bei Bauwerken mit hohen Anforderungen an Gebrauchstauglichkeit oder Dauerhaftigkeit sollte die Materialcharakterisierung nicht als formaler Nachweis, sondern als planerisches Instrument verstanden werden.
In komplexen Projekten hat sich eine unabhängige fachliche Begleitung bewährt, insbesondere wenn:
Eine sachverständige Bewertung kann helfen,
Recycling-Beton erfordert keine grundlegend neuen Sicherheitskonzepte, jedoch eine differenzierte und nachvollziehbare Dokumentation der Materialeigenschaften.
Recycling-Beton kann im Festzustand vergleichbare Tragfähigkeiten wie konventioneller Beton erreichen. Druckfestigkeit allein ist jedoch kein ausreichender Bewertungsmaßstab.
Elastizitätsmodul, Schwinden, Kriechen und Dauerhaftigkeitsparameter sind für die sichere Bemessung ebenso entscheidend. Hier können sich charakteristische Unterschiede ergeben, die eine angepasste Bewertung erfordern.
Aus sachverständiger Sicht ist Recycling-Beton kein Sonderbaustoff, sondern ein regulärer Beton mit spezifischen materialtechnischen Besonderheiten. Werden diese systematisch geprüft und in der Bemessung berücksichtigt, ist eine sichere und wirtschaftliche Anwendung möglich.
Die technische Herausforderung liegt nicht im Material selbst, sondern in der Qualität der Bewertung und der konsequenten Umsetzung der Prüfstrategie.
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