Untersuchungen der Eignung von Macadamianussschalen als Betonzuschlag
©1999
Diplomarbeit
198 Seiten
Zusammenfassung
Inhaltsangabe:Zusammenfassung:
Aus der Problematik der Verknappung von Rohstoffen der Bauwirtschaft (Kies, Zement) und dem Anfallen großer Mengen organischer Abfälle heraus wird seit geraumer Zeit an der Verwendung von pflanzlichen Abfällen als Ergänzung konventioneller Baustoffe, in erster Linie Beton, geforscht. Zum Einsatz kommen neben Holzbeton zunehmend auch Reste anderer Pflanzen, z.B. Bambus, Nussschalen und Palmenstengel.
In der vorliegenden Untersuchung wurden die Eignung der Schalen der Macadamianuss als Ersatz von Kies als Zuschlag zu Normalbeton geprüft. Dazu wurde der Zuschlag der Korngruppe 8/16 eines B25 durch verschiedene Anteile an Macadamianussschalen ersetzt. In zwei parallelen Versuchsreihen wurden die Nussschalen lufttrocken und nass eingebaut. An den verschiedenen Nussschalenbetonen wurden die Frischbetonrohdichte, das Ausbreitmaß, das Verdichtungsmaß, der Luftporengehalt und die Frischbetontemperatur bestimmt. Zur Kontrolle erfolgte eine Messung des W/Z-Wertes des Frischbetons. Des Weiteren erfolgten Prüfungen der Festbetonrohdichte, der Druckfestigkeit für verschiedene Lagerungsarten, des Elastizitätsmodul, des Wärmedurchgangs, des Quellverhaltens bei Wasser- und des Schwindverhaltens bei Luftlagerung. Zusätzlich wurden an den Nussschalen deren Rohdichte, Schüttdichte, Wasseraufnahmefähigkeit, Korngrößenverteilung und deren Gehalt an Eigenfeuchte und Fett ermittelt, sowie an Nussschalen und Nussschalenbeton mikroskopische Untersuchungen durchgeführt.
Neben geringen Änderungen der Frischbetoneigenschaften ergaben sich keine großen Unterschiede im Vergleich nass eingebauter zu trocken eingebauten Nussschalen. Es zeigte sich, dass die Änderung der Festbetoneigenschaften weitestgehend proportional zum Nussschalengehalt verläuft. Die Festbetonrohdichte wurde um bis zu 17% herabgesetzt, die Druckfestigkeit um bis zu 67%, der Elastizitätsmodul um bis zu 78% verringert. Das Quellen und Schwinden wurde verstärkt. Die Wärmeleitfähigkeit des Festbetons sank. Kleine Betonabplatzungen, Risse und Fäulnisserscheinungen bei Wasserlagerung deuten auf eine verminderte Dauerhaftigkeit dieses Betons hin.
Daher konnte für Macadamianussschalenbeton in dieser Form nur eine begrenzte Eignung für einen praktischen Einsatz festgestellt werden.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einführung5
2.Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton8
2.1Allgemeines8
2.2Einsatz von Kunststoffen in […]
Aus der Problematik der Verknappung von Rohstoffen der Bauwirtschaft (Kies, Zement) und dem Anfallen großer Mengen organischer Abfälle heraus wird seit geraumer Zeit an der Verwendung von pflanzlichen Abfällen als Ergänzung konventioneller Baustoffe, in erster Linie Beton, geforscht. Zum Einsatz kommen neben Holzbeton zunehmend auch Reste anderer Pflanzen, z.B. Bambus, Nussschalen und Palmenstengel.
In der vorliegenden Untersuchung wurden die Eignung der Schalen der Macadamianuss als Ersatz von Kies als Zuschlag zu Normalbeton geprüft. Dazu wurde der Zuschlag der Korngruppe 8/16 eines B25 durch verschiedene Anteile an Macadamianussschalen ersetzt. In zwei parallelen Versuchsreihen wurden die Nussschalen lufttrocken und nass eingebaut. An den verschiedenen Nussschalenbetonen wurden die Frischbetonrohdichte, das Ausbreitmaß, das Verdichtungsmaß, der Luftporengehalt und die Frischbetontemperatur bestimmt. Zur Kontrolle erfolgte eine Messung des W/Z-Wertes des Frischbetons. Des Weiteren erfolgten Prüfungen der Festbetonrohdichte, der Druckfestigkeit für verschiedene Lagerungsarten, des Elastizitätsmodul, des Wärmedurchgangs, des Quellverhaltens bei Wasser- und des Schwindverhaltens bei Luftlagerung. Zusätzlich wurden an den Nussschalen deren Rohdichte, Schüttdichte, Wasseraufnahmefähigkeit, Korngrößenverteilung und deren Gehalt an Eigenfeuchte und Fett ermittelt, sowie an Nussschalen und Nussschalenbeton mikroskopische Untersuchungen durchgeführt.
Neben geringen Änderungen der Frischbetoneigenschaften ergaben sich keine großen Unterschiede im Vergleich nass eingebauter zu trocken eingebauten Nussschalen. Es zeigte sich, dass die Änderung der Festbetoneigenschaften weitestgehend proportional zum Nussschalengehalt verläuft. Die Festbetonrohdichte wurde um bis zu 17% herabgesetzt, die Druckfestigkeit um bis zu 67%, der Elastizitätsmodul um bis zu 78% verringert. Das Quellen und Schwinden wurde verstärkt. Die Wärmeleitfähigkeit des Festbetons sank. Kleine Betonabplatzungen, Risse und Fäulnisserscheinungen bei Wasserlagerung deuten auf eine verminderte Dauerhaftigkeit dieses Betons hin.
Daher konnte für Macadamianussschalenbeton in dieser Form nur eine begrenzte Eignung für einen praktischen Einsatz festgestellt werden.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Einführung5
2.Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton8
2.1Allgemeines8
2.2Einsatz von Kunststoffen in […]
Leseprobe
Inhaltsverzeichnis
ID 7840
Haul, Andreas: Untersuchungen der Eignung von Macadamianussschalen als
Betonzuschlag
Hamburg: Diplomica GmbH, 2004
Zugl.: Universität der Bundeswehr München, Universität der Bundeswehr, Diplomarbeit,
1999
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Diplomica GmbH
http://www.diplom.de, Hamburg 2004
Printed in Germany
Abstract
Abstract
Macadamianussschalen wurden auf ihre Eignung als Betonzuschlag untersucht. Dazu wur-
den Versuche durchgeführt, bei denen 8/16-Zuschläge eines B25 zu unterschiedlichen An-
teilen durch Nussschalen ersetzt wurden. Es wurden u.a. Frischbetoneigenschaften, Festig-
keit, Elastizitätsmodul, Wärmedurchgang, Quell- und Schwindverhalten untersucht. Es hat
sich gezeigt, dass Macadamianussschalenbeton in dieser Form bis zu 67% weniger Festig-
keit und einen bis zu 78% geringeren Elastizitätsmodul aufweist. Das Eigengewicht sinkt
um bis zu 17%, der Wärmedurchgang sinkt leicht. Quellen und Schwinden treten bei Ma-
cadamianussschalenbeton stärker auf als bei Normalbeton. Wegen Dauerhaftigkeitsprob-
lemen kann Macadamianussschalenbeton in dieser Form derzeit nicht für einen praktischen
Einsatz empfohlen werden.
Abstract
Macadamia nut shells were investigated for its suitability for a usage as concrete aggrega-
tes. Therefor experiments with different shares of nut shells in 8/16-aggregates of a normal
concrete (C20/25) were done. Fresh concrete properties, compressive strengh, modulus of
elasticity, thermal flow, swelling and dwindling behaviour and other attributes were in-
vestigated. Macadamia nut shell concrete with that conditions was found to be one with
reduced compressive strength (up to 67% less) and a reduced modulus of elasticity (up to
78% less). It´s lighter than normal concrete (dead load up to 17% less). The thermal flow is
reduced a bit, swelling and dwindling are stronger than those of normal concrete. Because
problems with it´s durability macadamia nut shell concrete could not be commended for a
practical usage.
Vorwort, Danksagung Seite 1
Vorwort
,,Nur wer nicht sucht, ist vor Irrtum sicher."
(Albert Einstein, ca. 1945)
Im Geiste dieses Ausspruches sollte man Mut und Kraft haben, auch ungewöhnliche Ideen,
über die manch andere nur lächeln, in die Tat umzusetzen, um zu sehen, was dabei heraus-
kommt.
Danksagung
Mein Dank gilt in erster Linie Thorsten Bock für den zündenden Funken zu der Idee dieser
Arbeit.
Des Weiteren gilt mein besonderer Dank Herrn Rainer Bock () für seine Mithilfe bei der
Beschaffung und der Transportkoordination der Macadamianussschalen, welche im euro-
päischen Raum nicht zu beschaffen waren.
Weiterhin möchte ich mich bei Prof. Zimbelmann und seinem Team, insbesondere bei
Herrn Junggunst, Herrn Schwarzkönig, Herrn Mertl und Herrn Meyer, für die mir entge-
gengebrachte Unterstützung bei meiner Arbeit bedanken.
Neubiberg, im September 1999
Andreas Haul
Inhalt Seite 2
Inhalt
Abstract
Vorwort, Danksagung
1
Inhalt
2
1. Einführung
5
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton
8
2.1. Allgemeines
... 8
2.2. Einsatz von Kunststoffen in Beton ... 8
2.2.1. Allgemeines ... 8
2.2.2. Styropor ... 9
2.2.3. Kunststofffasern ... 9
2.2.4. Bewehrung aus Kunststoff ... 10
2.2.5. Textilreste ... 11
2.2.6. Altglas, Gummi, andere feste Kunststoffreste ... 11
2.2.7. Polymere, Kunstharze, PVA, andere flüssige Kunststoffe ... 12
2.2.8. PVA-Fasern ... 15
2.2.9. Erdöl ... 15
2.3. Einsatz von Holz in Beton ... 16
2.3.1. Allgemeines ... 16
2.3.2. Holzschnitzel, Holzspäne, Holzmehl, Holzwolle ... 17
2.3.3. Holzfasern ... 19
2.4. Einsatz anderer Pflanzenreste in Beton ... 20
2.4.1. Allgemeines ... 20
2.4.2. Ölpalmenschalen ... 20
2.4.3. Palmenstengel ... 21
2.4.4. Bambus ... 22
2.4.5. Mehle von Pflanzenresten ... 23
2.4.6. Asche verbrannter Pflanzen ... 24
2.4.7. Cellulosefasern ... 26
2.4.8. Andere Pflanzenfasern ... 27
2.4.9. Erde ... 27
2.5. Fazit ... 27
3. Vorstellung des Projektes
28
3.1. Macadamianüsse ... 28
3.1.1. Allgemeines ... 28
3.1.2. Der Kern der Macadamianuss ... 31
3.1.3. Die innere Schale der Macadamianuss ... 31
3.2. Forschungsprojekt: Macadamianussschalen als Betonzuschlag ... 33
Inhalt Seite 3
4. Vorüberlegungen
35
4.1. Untersuchungsumfang, Anzahl der Probekörper, Betonmenge ... 35
4.2. Einbauzustand der Nussschalen ... 36
4.3. Variationen des Nussschalenzusatzes ... 37
4.4. Zusammensetzung des Nussschalenbetons ... 37
4.5. Vergleichsbeton ... 38
5. Versuchsprogramm
40
5.1. Übersicht ... 40
5.2. Versuche an Nussschalen ... 43
5.2.1. Bestimmung der Schüttdichte ... 43
5.2.2. Bestimmung der Rohdichte ... 43
5.2.3. Ermittlung des Wasseraufnahmeverhaltens ... 44
5.2.4. Bestimmung der Eigenfeuchte ... 45
5.2.5. Bestimmung des Fettgehaltes ... 45
5.2.6. Bestimmung der Korngrößenverteilung ... 46
5.2.7. Mikroskopische Untersuchung ... 46
5.2.8. Untersuchung der Feuchtebeständigkeit ... 46
5.3. Versuche an Macadamianussschalenbeton ... 47
5.3.1. Allgemeines ... 47
5.3.2. Übersicht ... 47
5.3.3. Betonzusammensetzungen ... 47
5.3.3.1. Ausgangsstoffe für die Betonherstellung ... 47
5.3.3.2. Betonrezepte ... 50
5.3.4. Versuchsdurchführung ... 52
5.3.4.1. Frischbetonherstellung ... 52
5.3.4.2. Frischbetonprüfungen ... 53
5.3.4.2.1. Ermittlung der Frischbetonrohdichte ... 53
5.3.4.2.2. Bestimmung des Ausbreitmaßes ... 53
5.3.4.2.3. Bestimmung des Verdichtungsmaßes ... 53
5.3.4.2.4. Darrversuch ... 53
5.3.4.2.5. Ermittlung des Luftporengehaltes ... 53
5.3.4.2.6. Frischbetontemperatur ... 53
5.3.4.2.7. Weitere Frischbetonuntersuchungen ... 54
5.3.4.3. Nachbehandlung, Lagerung ... 54
5.3.4.4. Vorbereiten der Betonkörper auf Festbetonprüfungen ... 54
5.3.4.5. Festbetonprüfungen ... 56
5.3.4.5.1. Ermittlung der Festbetonrohdichte ... 56
5.3.4.5.2. Druckfestigkeitsprüfung ... 56
5.3.4.5.3. Ermittlung des statischen Elastizitätsmoduls ... 57
5.3.4.5.4. Schwind- und Quellmessung ... 57
5.3.4.5.5. Wärmedurchgangsprüfung ... 58
5.3.4.5.6. Mikroskopische Untersuchung ... 62
6. Versuchsergebnisse
63
6.1. Ergebnisse der Versuche an Nussschalen ... 63
6.1.1. Schüttdichte ... 63
6.1.2. Rohdichte ... 63
Inhalt Seite 4
6.1.3. Wasseraufnahmeverhalten ... 63
6.1.4. Eigenfeuchte ... 64
6.1.5. Fettgehalt ... 64
6.1.6. Korngrößenverteilung ... 65
6.1.7. Ergebnisse der mikroskopischen Untersuchung ... 65
6.1.8. Feuchtebeständigkeit ... 68
6.2. Betonierbeobachtungen und -erfahrungen ... 68
6.3. Frischbetoneigenschaften ... 73
6.3.1. Frischbetonrohdichte ... 73
6.3.2. Ausbreitmaß ... 75
6.3.3. Verdichtungsmaß ... 77
6.3.4. W/Z-Wert ... 79
6.3.5. Luftporengehalt ... 81
6.3.6. Frischbetontemperatur ... 83
6.4. Festbetoneigenschaften ... 84
6.4.1. Festbetonrohdichte ... 84
6.4.2. Druckfestigkeit ... 90
6.4.3. Statischer Elastizitätsmodul ... 101
6.4.4. Schwind- und Quellverhalten ... 103
6.4.5. Wärmedurchgangsverhalten ... 109
6.4.6. Ergebnisse der mikroskopischen Untersuchung ... 110
7. Auswertung
115
8. Nachüberlegungen
118
8.1. Weitere Untersuchungen vor einem praktischen Einsatz ... 118
8.2. Optimierung von Macadamianussschalenbeton ... 120
9. Zusammenfassung
124
Literaturverzeichnis
125
Anhänge
129
Anhangsverzeichnis ... 129
Anhang 1: Sieblinie M0, Kornverteilung ... 131
Anhang 2: Wasseraufnahmeverhalten der Nussschalen ... 132
Anhang 3: Eigenfeuchte und Fettgehalt der Nussschalen ... 133
Anhang 4: Mischungsrezepte ... 134
Anhang 5: Frischbetoneigenschaften ... 144
Anhang 6: Festbetoneigenschaften ... 154
Anhang 7: E-Moduli ... 164
Anhang 8: Quell- und Schwinddaten ... 184
Anhang 9: Temperaturaufzeichnung des Wärmedurchgangsversuches ... 193
1. Einführung Seite 5
1. Einführung
Ein weltweites Problem unserer heutigen Zeit stellen die zunehmende Verknappung von
Rohstoffen, z.B. Energieträger, Ausgangsstoffe für die Produktion höherwertiger Erzeug-
nisse und Baustoffe, einerseits und das immer stärker werdende Anfallen von Abstoffen in
gasförmiger, flüssiger und fester Form andererseits dar. Ein dabei beachtliches Problem
stellen biologische Abfälle dar. Diese besitzen zwar die Vorteile von zumeist biologischer
Unbedenklichkeit und Kompostierfähigkeit, fallen aber oft in Mengen an, die schwer in
den Griff zu bekommen sind. Deponieraum ist knapp und teuer, die Entwicklung von Ge-
ruch und Folgeprodukten bei Kompostierung nicht immer erwünscht.
Die Rohstoffverknappung umfasst z.B. Mineralöle, Erze und Kohle und trifft auch die mo-
derne Bauindustrie. Teilbereiche verfügen über nachwachsende Rohstoffe, z.B. der Holz-
bau über das Holz. Aber auch dieses Aufkommen ist, bedingt durch Rodungen, Raubbau
und Waldsterben, rückläufig. Der Großteil der Baustoffindustrie ist auf den Abbau und die
Weiterverarbeitung von Rohstoffen aus natürlichen, nichtregenerativen Quellen (z.B.
Stahlerzeugung aus Eisenerz, Zement aus Kalk, Ton und Mergel, Zuschläge aus natürli-
chen Kies- oder anderen Gesteinsvorkommen) angewiesen. Diese werden auf kurz oder
lang an die Grenzen ihrer Verfügbarkeit stoßen. Des Weiteren ist deren Abbau mit einem
massiven Eingriff in Naturhaushalt und Landschaftsbild (Steinbrüche, ...) verbunden.
Einen Ausweg aus der Situation der beschränkten Verfügbarkeit und Umweltschädigung
schaffen recycelte Produkte (z.B. aus Bauschutt- oder Asphaltrecycling, Stahlerzeugung
aus Schrott) und Abstoffe anderer industrieller Prozesse (z.B. REA-Gips, Flugasche).
Grundprinzipien einer modernen Wirtschaft müssen also der schonende, d.h. sparsame
Umgang mit natürlichen Ressourcen und das möglichst vollständige Recyceln von anfal-
lenden Abstoffen sein.
Ein weiteres Problem der heutigen Zeit ist das der Energie. Sie steht mit den momentan
ausreichend erschließbaren Quellen (z.B. fossile Energieträger wie Kohle, Öl, Gas) nicht
mehr in unbegrenzter Menge zur Verfügung oder ist in ihrer Gewinnung kritisch (Kern-
kraft). Die Nutzung von Wind-, Wasser- und Sonnenkraft ist zur Zeit nicht so weit tech-
1. Einführung Seite 6
nisch ausgereift, um den Energiebedarf der gesamten Bevölkerung zu decken. Oftmals
lassen dies schon geografische Gegebenheiten nicht zu. Außerhalb der Tropen und Subtro-
pen kann der Energiebedarf durch Photovoltaik oder indirekte Nutzung der Sonnenenergie
durch ihre geringere flächenspezifische Stärke nicht ausreichen. Wasserkraft kann nur in
Regionen genutzt werden, die viel Wasser mit ausreichend Energiepotential (stärkeres Ge-
fälle) besitzen. Windkraft steht in windarmen Regionen naturgemäß nicht zur Verfügung.
In weiten Teilen der Erdoberfläche überschneiden sich diese Gegebenheiten, so dass eine
ausreichende Versorgung mit Energie, die aus regenerativen Quellen gewonnen wird, nicht
gewährleistet werden kann. Eine weltweite Versorgung mit Energie aus regenerativen E-
nergiequellen kann daher derzeit nicht erreicht werden.
Die Bauwirtschaft hat einen großen Bedarf an Rohstoffen und Energie und stellt Produkte
mit hohem Bedarf an Energie für deren Betrieb (z.B. Heizwärme für Häuser) her. Für sie
bedeuten die angeführten Probleme von Rohstoffen und Energie eine hohe Verantwortung
bei der Erstellung von Materialien und Bauwerken, insbesondere beim Wärmeschutz von
Wohn- und Geschäftshäusern. Jedes Joule mehr an im Haus gehaltener Wärme bedeutet
weniger verbrauchte Energieträger, die somit anderen Verwendungsmöglichkeiten zur
Verfügung stehen. Beispielsweise ist Erdöl ein wichtiger Rohstoff der Pharmaindustrie, der
dort nicht so leicht durch ein Alternativausgangsstoff ersetzt werden kann, wie es der
Wechsel auf einen andere Form der Energiegewinnung darstellt.
Um diesen verantwortungslosen Umgang mit Energieträgern einzudämmen und gleichzei-
tig Material zu sparen, um der Baurohstoffverknappung Herr zu werden, sind zeitgemäße
Alternativen in der Baustoffindustrie gefragt.
Hier bietet es sich an, anfallende Bauabstoffe in den Kreislauf der Baustoffgewinnung zu-
rück- bzw. Abstoffe aus anderen Bereichen zuzuführen, auch in Kombinationen, die neuar-
tig sind und evtl. Probleme mit sich bringen, mit denen sich aber gewünschte Eigenschaf-
ten erzielen lassen. So kann man gezielt auf Baustoffe hinarbeiten, die z.B. eine erhöhte
Wärmedämmwirkung bei ausreichend hoher Festigkeit bieten, aber kostengünstig und un-
ter Einsatz von recyclingfähigen Abstoffen hergestellt werden können.
1. Einführung Seite 7
In der Vergangenheit wurde dieser Weg bereits mehrfach beschritten, zum Teil mit erheb-
lichem, zum Teil aber auch mit weniger Erfolg. Wertungsneutral sei hier der Leichtbeton
angeführt, für den als Zuschläge neben sonst in der Bauindustrie kaum verwendeten leich-
ten (z.B. Schaumlava und Bimse) und blähenden Stoffen (z.B. Blähtone und Blähschiefer)
in zunehmendem Maße auch Kunststoffabfälle (insbesondere Polystyrolschaum) und orga-
nische Abfälle, z.B. Holz, verwendet werden. Diese Stoffe kommen den oben angeführten
Forderungen im Bereich des Bauens mit künstlichen Steinen (incl. Beton) besonders gut
nach. Dadurch sinken Eigengewicht, aber auch Festigkeit, die Wärmedämmwirkung kann
deutlich erhöht werden. Somit hat ein solcher Baustoff in bestimmten Anwendungsberei-
chen durchaus seine Daseinsberechtigung.
Durch eine Verschärfung der dargestellten Problematik wurden in den letzten Jahren zahl-
reiche Untersuchungen durchgeführt, um die Eignung von Pflanzenresten und anderen
organischen Stoffen als Bestandteile von Beton, z.B. zur Herstellung von Leichtbeton, zu
erforschen.
Einen neuen Weg dabei will die vorliegende Untersuchung gehen. Sie hat sich zum Thema
gemacht, die Schalen von Macadamianüssen auf ihre Eignung für einen Einsatz als Beton-
zuschlag hin zu untersuchen.
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 8
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton
2.1. Allgemeines
Die Verwendung organischer Abstoffe, Reste und sonstiger organischer Stoffe in Beton
wurde in der Vergangenheit bereits auf verschiedenste Art und Weise realisiert. Als Be-
standteil für Baustoffe mit Steincharakter haben organische Stoffe und Reststoffe inzwi-
schen einen festen Platz eingenommen. Einen Überblick darüber soll die Auswertung ent-
sprechender Literatur geben.
Dabei muss zwischen Kunststoffen und deren Folgeprodukten, die ihrer Chemie nach auch
zu organischen Stoffen zu rechnen sind, und Pflanzenresten, die dem landläufigen Ver-
ständnis nach eher mit dem Begriff ,,organisch" in Verbindung gebracht werden, unter-
schieden werden.
2.2. Einsatz von Kunststoffen in Beton
Unter ,,Kunststoffen" werden im Folgenden alle organischen Stoffe zusammengefasst, die
nichtpflanzlich, sondern künstlichen Ursprungs sind. Neben festen Kunststoffen sind dies
u.a. Kunstharze, Polymere und Polyvinylalkohol.
2.2.1. Allgemeines
Kunststoffe, auch Kunststoffabfälle, sind in der Lage, durch ihre Werkstoffeigenschaften
die Eigenschaftslücken der klassischen Baustoffe (Stein, Beton, Stahl, Holz, ...) zu schlie-
ßen. So finden sie im Bauwesen vielseitige Anwendung als Zuschläge, Bewehrung, matrix-
ersetzende oder -ergänzende Betonzusatzstoffe oder Betonzusatzmittel, die auf die Eigen-
schaften des Frisch- und Festbetons einwirken.
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 9
2.2.2. Styropor
Als Zuschläge können im Massiv- und Mauerwerksbau verschiedenste Kunststoffe zur
Anwendung kommen. Weite Verbreitung findet geschäumtes Polystyrol (bekannt unter
dem Trivialnamen ,,Styropor"). Es verleiht dem Leichtbeton bzw. den aus ihm hergestell-
ten Fertigteilen und Steinen eine besonders hohe Wärmedämmung. Die sehr geringe Korn-
festigkeit setzt aber die Festbetondruckfestigkeit soweit herab, dass die Einsatzmöglichkei-
ten von Styroporbeton auf Grenzbereiche beschränkt bleiben, in denen die Festigkeit im
Hintergrund, die Wärmedämmwirkung jedoch im Vordergrund steht, z.B. als Füllmaterial
oder für nichttragende Wände (,,wärmedämmender Leichtbeton"). [1]
2.2.3. Kunststofffasern
Eine weitere Einsatzmöglichkeit von Kunststoffen in Beton mit anderen Anwendungsbe-
reichen stellen Kunststofffasern dar. Sie werden neben Fasern anderer Materialien (Stahl-,
Glas- und Kohlefasern) dem Beton beigemengt, um dessen Zugfestigkeit zu erhöhen. Auf-
tretende Zugkräfte werden vom Beton, der selbst kaum Zug aufnehmen kann, über Faser-
Matrix-Verbund in die Fasern eingeleitet. Unter den verschiedenen Fasermaterialien stellen
Kunststofffasern wegen ihrer guten Steuerbarkeit bei der Herstellung (optimaler Kunststoff
für gewünschte Eigenschaften produzierbar) und der guten Haftungseigenschaften mit der
Betonmatrix, ihrer geringen mechanischen und chemischen Empfindlichkeit und ihren
relativ geringen Herstellungskosten die beste Alternative gegenüber Stahl-, Glas- oder
Kohlefasern dar und werden vielseitig eingesetzt. Weite Verbreitung finden z.B.
Polypropylenfasern, seltener Fasern anderer Kunststoffe oder Kunstharzfasern. Die
Zugfestigkeit läßt sich in Abhängigkeit von Faserlänge, Fasermaterial, geometrischer und
physikalischer Beschaffenheit der Fasern und verwendetem Beton z.T. beträchtlich
erhöhen, durch die Interaktion über die Querzugspannungen bei Druckbelastungen steigt
auch die Druckfestigkeit an. [1]
Die technologische Weiterentwicklung des Faserbeton brachte inzwischen neben norma-
lem Faserbeton Formen wie Faserpumpbeton, Faserspritzbeton oder Faserleichtbeton her-
vor. [1]
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 10
Fasern können auch zum Verstärkern anderer Kunststoffe dienen. In der Regel dienen da-
bei Glasfasern dem Verstärken von Kunststoffen mit geringerer Zugfestigkeit, Festigkeits-
und Verformungseigenschaften werden verbessert [25]. So eröffnen sich für Kunststoffe in
Betonen neue Anwendungsgebiete.
2.2.4. Bewehrung aus Kunststoff
In einer 1992 veröffentlichten Untersuchung ([24]) beschäftigte sich Bédard (Concordia
University, Montreal, Kanada) mit der Möglichkeit, Stahlbewehrung durch Kunststoffstäbe
zu ersetzen. Dabei wurden faserverstärkte Kunststoffe (fiber-reinforced plastics = FRP)
verwendet, Forschungsschwerpunkt waren glasfaserverstärkte, im Herstellungsprozess mit
einer Rippung ähnlich der auf Stahl versehe Polyesterstäbe. Diese stellen gegenüber ande-
ren FRPs, z.B. kohlefaserverstärkten Epoxydharzstäben, die kostengünstigste Alternative
dar. Sie besitzen eine Zugfestigkeit von bis zu 1520 N/mm², bei einem Elastizitätsmodul
von 41.000 N/mm² bis 51.000 N/mm² (Stahl: ca. 200.000 N/mm²). Wie die Untersu-
chungsergebnisse zeigen, weisen sie das duktile Verhalten von Stahl nicht auf, der Bruch
tritt ohne Fließbereich bei 2,5% Dehnung ein. Die Differenz der Temperaturausdehnungs-
koeffizienten von Beton und FRP ist geringer als die von Stahl und Beton, was zu geringe-
ren aus unterschiedlichem Wärmeausdehnungsverhalten resultierenden Temperaturspan-
nungen als bei Stahlbeton führt. Ein großer Vorteil der Kunststoffe sind ihre chemische
Beständigkeit gegenüber Säuren, Alkalien, Öl, Halogenen, Salzen, Seewasser usw. und
ihre Temperaturbeständigkeit über weite Temperaturbereiche. Ebenfalls günstig ist das
FRP-Eigengewicht, welches nur ein Viertel dessen von Stahl beträgt. [24]
Nachteil der Kunststoffbewehrung ist ihre Unfähigkeit zur nachträglichen Formgebung.
Die Form der Stäbe muss bereits in den Herstellungsprozess eingehen. Haken und Bügel
müssen so produziert werden, wie sie später eingebaut werden. Dies bedeutet Maßarbeit
und Einzelanfertigung, was teuer, aufwendig, inflexibel und zeitraubend ist. Ausweg wäre
ein Bewehrungsstecksystem ähnlich dem Rohrleitungsbau, bei dem Bewehrungskörbe aus
einzelnen Elementen (Stäben, Winkeln, Y-Stücken, Haken, ...) zusammengesetzt werden.
[24]
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 11
Wegen ihres Preises (viermal soviel wie Stahl) werden FRP-Bewehrungen nur in Spezial-
bereichen der Stahlbewehrung vorgezogen, z.B. unter Tausalz- oder Meerwassereinwir-
kung oder in elektromagnetisch sensiblen Bereichen, wo sich die elektrischen Eigenschaf-
ten des Bewehrungsstahles negativ auswirken könnten. Im normalen Bau stellen sie keine
wirtschaftliche Alternative zu Stahl dar. [24]
2.2.5. Textilreste
Eine neuartige, 1997 vorgestellte Möglichkeit der Verwertung von Abfällen ist Leichtbe-
ton mit mineralisierten Textilschnitzeln. In dieser Entwicklung eines Erzgebirgischen Bau-
stoffwerkes ([10]) werden als Zuschlag bis zu 50 mm große Textilschnitzel, z.B. Reste von
Teppichböden, verwendet, von denen in Deutschland jährlich ca. 1 Mio. m³ anfallen (De-
ponierungskosten: ca. DM 150 Mio.). Diese werden zu Gunsten guter Haftungseigenschaf-
ten zwischen Textilfasern und Beton einer thermochemischen Vorbehandlung unterzogen,
in deren Zuge die Fasern auch mineralisiert werden. Bei einem Zementzusatz von 150 bis
450 kg Zement je Kubikmeter lässt sich so ein Beton herstellen, welcher bei einer Roh-
dichte von nur 0,64 kg/dm³ Druckfestigkeiten von 5 N/mm² und neben starkem Wärme-
speicher-, -dämm- und Wasserdurchlässigkeitsverhalten (über 60 ml/m²s), welches ihn zu
einem geeigneten Material für Verkehrswege, Park- und Stellflächen macht, weitere vor-
teilhafte Eigenschaften aufweist. Er ist schallabsorbierend und schwingungsdämpfend,
seine hohe Elastizität macht ihn ideal für Böden von Sport- und Spielplätzen. Nach Anga-
ben der Herstellerfirma sinkt die Verletzungsgefahr. Zudem ist er nicht sprödbrüchig und
weist eine gute Frost-Tau-Wechsel-Beständigkeit auf. [10]
2.2.6. Altglas, Gummi, andere feste Kunststoffreste
Im Zuge des Recyclings anfallender Abstoffe anderer Industriezweige kommen auch ande-
re Kunststoffe zum Einsatz. Je nach Art, Gehalt an und Kombination von Kunststoffen
lassen sich Betoneigenschaften in quantitativ und qualitativ unterschiedlicher Weise ver-
ändern. So werden neben Altglas, Kunststoffabfällen aller Art und Kunstharzpartikeln auch
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 12
Gummischnitzel aus Altreifen verwendet, welche besonders im Verkehrswegebau eine
bedeutende Rolle spielen. [14] Sie vermindern die abrollbedingten Geräuschemissionen
von Fahrzeugen erheblich. Diese Entwicklung ist unter dem Namen ,,Flüsterbeton" be-
kannt.
In einer 1997 veröffentlichten Untersuchung ([17]) von Al-Manaseer (San Jose State Uni-
versity, California, USA) und Dalal (Bradley University, Peoria, Illinois, USA) wurde
normaler Betonzuschlag durch herkömmlichen Kunststoffabfälle in geschredderter Form
ersetzt. Es wurden verschiedene Testreihen durchgeführt, wobei neben dem Substitutions-
grad des Zuschlages im Beton auch der W/Z-Wert variiert wurde. Der Austausch des Zu-
schlages durch Kunststoff wurde bis 50% vorgenommen, der W/Z-Wert zwischen 0,28 und
0,5 verändert. Weiterhin zum Einsatz kamen neben Zement, Zuschlag und Wasser Microsi-
lica und Fließmittel. ([17])
Die Versuchsergebnisse zeigen einen durchweg negativen Einfluss der Kunststoffe auf die
Festigkeitseigenschaften des Betons. Die Druckfestigkeit sank zwischen 35% bei 10%
Kunststoffanteil und 68% bei 50% Kunststoffanteil am Zuschlag des Betons, in etwas ge-
ringerem Maße die Zugfestigkeit. Der Elastizitätsmodul sank auf unter 50% des Wertes
vom Kontrollbeton, während die Rohdichte nur wenig sank (2,5% bei 10% bis 13% bei
50% Zuschlagaustausch). [17]
2.2.7. Polymere, Kunstharze, PVA, andere flüssige Kunststoffe
Im Gegensatz zur Zugabe von Kunststoffen in fester Form zu Beton gibt es auch die Mög-
lichkeit, zur Verbesserung von Frisch- und Festbetoneigenschaften Kunststoffe in flüssiger
Form dem Beton beizumengen. Dazu werden dem Frischbeton 5% bis 30%, bezogen auf
die Zementmasse, Polymere (langkettige Kohlenwasserstoffe, z.B. Thermoplaste, Elasto-
mere, Dispersionen) oder Kunstharze (Epoxydharze) zugesetzt. Man spricht dann von Po-
lymerbeton (Polymer Cement Concrete = PCC) bzw. Epoxydharzbeton (Epoxi Cement
Concrete = ECC). [25]
Diese Anwendungen sind Stand der Technik und werden vielseitig und vielfach, z.B. für
die Herstellung von Fußböden oder Fahrbahnoberflächen, eingesetzt. Je nach Anwen-
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 13
dungsgebiet lassen sich mit PCC und ECC gewünschte Eigenschaften wie höhere Zugfes-
tigkeit, günstigeres Verschleißverhalten, bessere chemische und Temperaturbeständigkeit
und andere realisieren. [25]
Zahlreiche Nachteile, von denen diese Vorteile begleitet sind, z.B. verminderte Druckfes-
tigkeit, geringere Feuchtigkeitsbeständigkeit, ungünstigeres Schwindverhalten sowie die
hohen Kosten der Kunststoffe bei Herstellung und Einbau haben dazu geführt, dass ECC
und PCC außer als Deckschichten für verschleißgefährdete Verkehrsflächen nur in Spezi-
albereichen (z.B. Verfüllen von Rissen im Rahmen von Bauwerkssanierungen) zur An-
wendung kommen, dem klassischen Beton jedoch keine Konkurrenz sind. [25]
Der Einsatz von Epoxydharzen, auch aus Kunststoffabfällen herstellbaren Polymeren
([36]) und ähnlichen Kunststoffen wie VAE(Vinylacetatethylen)-Copolymeren ([28]), Po-
lysacchariden ([40]), Latex und Methylcellulose ([41]) in Beton für spezifischere Probleme
war und ist Gegenstand umfangreicherer Forschungen ([26], [27], [28], [29], [36], [40],
[41] u.a.). Hierzu wird auf die Zeitschriften ,,ACI Materials Journal" (American Concrete
Institute, Detroit, Michigan, USA), ,,ACI Structural Journal" (American Concrete Institute,
Detroit, Michigan, USA), ,,Beton" (Verlag Bau+Technik, Erkrath, Deutschland), ,,Cement
an Concrete Research" (Pergamon Press, New York, New York, USA), ,,Concrete Interna-
tional" (American Concrete Institute, Detroit, Michigan, USA), ,,Materials and Structures"
(auch ,,Matériaux et Constructions", International Union of Testing and Research Labora-
tories for Materials and Structures, Montreuil, Frankreich) und weitere Fachzeitschriften
verwiesen.
Die Kompatibilität zwischen Normalbeton und darüberliegenden Schichten aus
Polymerbeton (PCC) untersuchten Anfang der 90er Jahre O´Connor und Saiidi (University
of Nevada, Reno, USA) am Beispiel von Brückendecken mit polyesterversetztem Beton
([39]).
Sie stellten große Unterschiede in den grundlegenden mechanischen Eigenschaften von
Normalbeton und Polymerbeton fest. Die Druckfestigkeit von PCC fällt bei Temperaturer-
höhung schneller ab als die von Normalbeton, der PCC-Wärmeausdehnungskoeffizient ist
doppelt so hoch wie der von Normalbeton. Um daraus resultierende Probleme zu vermei-
den, stellten die Autoren eine hohe Notwendigkeit der Vorsicht und Sorgfalt bei Planung
und Erstellung einer derartigen Konstruktion fest. [39]
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 14
Epoxydharz kommt auch bei der Oberflächenbehandlung von Stahlbewehrungen zum Ein-
satz, um diese vor Korrosion zu schützen. Dabei werden die Bewehrungsstäbe mit einer
Schicht Kunstharz überzogen. [34], [35]
Lin, Zwiers, Shirley und Burg beschäftigten sich in den 80er Jahren mit der Problematik
des Verhaltens von bewehrungsummantelndem Kunstharz unter Einwirkung hoher Tempe-
raturen (Auszugversuche, [34]) und Bränden an Bauteilen mit niedriger Betondeckung
([35]). Bei Bränden über mehrere Stunden sinkt die Belastungsfähigkeit des Betontestkör-
pers gegenüber einem mit unbehandelter Bewehrung um 10% bis 20%. [35]
Neben weiteren Anwendungen wie dem Injizieren und Verfüllen von Rissen und Hohl-
räumen mit Hilfe von Kunstharzen und Polymeren werden diese zur Behandlung von Be-
tonoberflächen eingesetzt (Imprägnierung), um die Dauerhaftigkeit von Fassaden u.ä. zu
erhöhen. Hierbei handelt es sich aber nicht um eine Anwendung von Kunststoffen im Be-
ton, weitere Betoneigenschaften werden nicht verändert. [25]
Des Weiteren besteht die Möglichkeit, Leichtbetone unter Verwendung von Kunstharzen
herzustellen. Dazu werden Kunstharze dem Leichtbeton beigemengt, die zeitlich verzögert
im Frischbeton aufschäumen und im Beton eine Schaummatrix erzeugen. Diese Betone
weisen mit geringen Druckfestigkeitswerten (ca. 6 N/mm²), geringem Eigengewicht und
hoher Wärmedämmwirkung typische Festbetoneigenschaften klassischen Leichtbetons auf.
[25]
Neben Polymeren und Kunstharzen kommen auch andere flüssige Kunststoffe in Beton
zum Einsatz.
So kann beispielsweise das Korrodieren der Bewehrung vermindert oder unterbunden wer-
den, wie Nmai, Farrington und Bobrowski (Masters Builder Inc., Cleveland, Ohio, USA)
in Anfang der 90er Jahre durchgeführten Versuchen mit korrosionsverhindernden Zusatz-
stoffen auf organischer Basis (organic-based corrosion-inhibiting admixtures = OCIA),
z.B. Calciumnitridverbindungen, feststellten ([30]).
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 15
1998 untersuchten Kim, Robertson und Naaman (University of Michigan, USA) den Ein-
fluss von Polyvinylalkohol (PVA) auf Struktur und Eigenschaften von Beton und Mörtel
([13]). Hierbei handelte es sich aber nicht um einen Einsatz als Betonzusatzstoff oder Er-
satz anderer Stoffe, sondern als Betonzusatzmittel. In kleinen Mengen zugegeben (die Un-
tersuchungen wurden mit bis zu 2% bezogen auf das Zementgewicht durchgeführt), verän-
dert er Eigenschaften von Beton und Mörtel. Die Druckfestigkeit wird nicht oder nur leicht
herabgesetzt, die Dichte vermindert, weil PVA eine Erhöhung des Luftporenanteils be-
wirkt. Weiterhin werden Veränderungen der Frischbetoneigenschaften (z.B. Reduzierung
des Betonblutens) und in der Mikrostruktur des Betons hervorgerufen. Poröse Kontaktzo-
nen um Sandkörner und rauhen Zuschlag werden reduziert und unhydratisierte Zementpar-
tikel gleichmäßiger in der Matrix verteilt. Kombiniert man den Einsatz von PVA in Beton
mit Maßnahmen zur Verminderung von Luftporen, wird der Wirkung der durch PVA her-
vorgerufenen Luftporen entgegengewirkt und es lassen sich moderate Festigkeitssteigerun-
gen erzielen. [13]
2.2.8. PVA-Fasern
Ein weiteres Anwendungsgebiet von PVA ist die Herstellung von Fasern. Pera (Institut
National des Sciences Appliquées de Lyon, Frankreich), Garcia und Naaman (University
of Michigan, USA) beschäftigten sich in einer 1997 veröffentlichten Untersuchung ([33])
mit der Möglichkeit, Beton derartig zu verstärken. Bei ca. 2 Vol.-% Faseranteil konnten
die ertragbaren Zugspannungen deutlich erhöht werden. In Verbindung mit der Zugabe von
PVA-Pulver (4% bezogen auf die Masse des Zugabewassers), welches die Verbundeigen-
schaften zwischen Beton und PVA-Fasern verbessert, konnten sie um bis zu 85% gestei-
gert werden. [33]
2.2.9. Erdöl
Einen ungewollten Einsatz organischer Stoffe in Beton untersuchten Al-Mutairi (Kuwait
Institut for Scientific Research, Kuwait) und Eid (Kuwait University, Kuwait) ([23]). Ku-
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 16
wait hat seit dem Golfkrieg Anfang der 90er Jahre durch die zahlreich von irakischen
Truppen während ihres Rückzuges aus Kuwait in Brand gesetzten und sabotierten Erdöl-
quellen mit großen Mengen an ölverschmutztem Sand (oil-contaminated sand = OCS) in
der kuwaitischen Wüste zu kämpfen. Verschiedene Schätzungen sprechen für die 5 größten
Ölfelder von 6,45 Mio. bis 10,75 Mio. Kubikmetern. [23]
Die Untersuchung zeigt, inwieweit sich dieser kontaminierte Sand für den Bau von unter-
geordneten Straßen eignet. Um einen möglichst hohen Grad dieses Recyclings zu errei-
chen, soll der verschmutzte Sand den sauberen Sand in Asphaltbeton vollständig ersetzen,
dennoch wurden auch Kombinationen aus sauberem und verschmutztem Sand mit ver-
schiedenen Gewichtungen untersucht und mit einem Asphaltbeton ohne OCS verglichen.
Die Untersuchungen erstreckten sich neben mechanischen Eigenschaften wie Festigkeit
und Beständigkeit auch auf speziellere Probleme wie dem Ausdunsten von Gasen. [23]
Die Ergebnisse zeigten eine nur geringe Verminderung der Festigkeit von Asphaltbeton.
Mit ölkontaminiertem Sand sind Straßenbeläge, Fahrbahnbetten, Stabilisatoren für Bö-
schungen und Hänge u.ä. herzustellen, die den technischen Anforderungen genügen. [23]
2.3. Einsatz von Holz in Beton
2.3.1. Allgemeines
Einen Kompromiss zwischen Festigkeit und wärmedämmender Wirkung stellt die Ver-
wendung fester Pflanzenreste als Zuschläge für Beton dar. Der ,,Betonkalender" ([1]) und
das ,,Lexikon der Bautechnik" ([9]) sprechen in erster Linie von Holzwolle, Holzspänen
und Holzmehl, die dem Beton beigemengt werden. So entsteht Holzbeton, der die bautech-
nisch vorteilhaften Eigenschaften von Holz mit denen von Beton verbindet. Holzbeton ist
durch die geringe Dichte des Holzes i.d.R. sehr leicht (Rohdichten bis 1000 kg/m³), durch
dessen Ummantelung mit dem es zusammenhaltenden Zementleim aber chemisch und
physikalisch sehr widerstandsfähig (z.B. gegen Feuchtigkeit) und zeigt durch seine schwe-
re Entflammbarkeit ein sehr günstiges Brandverhalten. Zugleich ist er durch seinen gerin-
gen Steinanteil leicht zu bearbeiten. [4], [9]
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 17
Das Holz muss, bevor es in Beton eingebaut wird, entsprechend behandelt werden, um
Fäulniss- und Zersetzungsprozessen sowie anderen unerwünschten und nachteilhaften
chemischen Wechselwirkungen mit dem Zementleim vorzubeugen. Dazu wird in das Holz
unter Hockdruck und bei erhöhter Temperatur dünner Zementleim und andere mineralisie-
rende Substanzen (z.B. Wasserglas) eingepresst. Man spricht von ,,Mineralisieren" des
Holzes. Der Zementleim stellt hierbei für das Holz kein Problem dar, da er eventuelle
schädigende Wechselwirkungen vorwegnimmt (Opferprinzip), so dass das Holz nicht mehr
auf den Zementleim des Betons nachteilig einwirken kann. [42]
2.3.2. Holzschnitzel, Holzspäne, Holzmehl, Holzwolle
Derart vorbereitet wird das Holz, vorwiegend in Form von Schnitzeln, seltener als Fasern,
Mehl oder Wolle, in den Beton eingestreut. Aus Handhabbarkeitsgründen geschieht dies in
der Praxis fast ausschließlich im Fertigteilbau. Als Ortbeton hat Holzbeton nur bei der Her-
stellung von Fußböden und zum Verfüllen von Hohlräumen Bedeutung [9]. Je nach Be-
schaffenheit der Holzpartikel, der Schalungsgeometrie und des Herstellungsverfahrens
(z.B. Pressen) kommt es zu einer mehr oder weniger ausgeprägten Orientierung der Holz-
partikel, meist parallel zur Schalungswand, beim Strangpressen senkrecht zu dieser. [1]
Ist der Zementleim, der die Holzpartikel zusammenkittet, ausgehärtet, lassen sich mit
Holzbeton mit hohem Holzanteil Festigkeiten bis 2 N/mm² erreichen. Dieser geringen Fes-
tigkeit wegen kann er nicht für tragende Bauteile verwendet werden. Teile aus Holzbeton
dienen als Isolierungselemente, dünne oder dickere Trennwände ohne tragende Funktion
oder ähnliches. Daher kommt Holzbeton im Wesentlichen auch nur als Holzspanplatten
oder in Form von Holzspansteinen vor. [1], [4]
Mit Schnitzeln aus hochwertigem Holz lassen sich kaum oder keine höheren Festigkeiten
erzielen als mit minderwertigeren Holzschnitzeln, weswegen es sich nicht rentiert, wertvol-
les Bauholz höherer Güte minderwertigem Holz für Holzbeton vorzuziehen. Daher sind es
i.d.R. Holzabfälle, die für die Produktion von Spanplatten herangezogen werden, z.B. Ho-
belabfälle, Sägespäne, zerschnitzeltes Restholz aus der Produktion von Möbeln oder der-
gleichen.
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 18
Wird der Holzanteil abgesenkt oder Beton mit höherer Festigkeit verwendet, lassen sich
Holzbetone herstellen, die ausreichend hohe Festigkeiten für eine Verwendung als tragen-
de Bauteile aufweisen.
Die Industrie kann mittlerweile auf reiche Erfahrung mit Holzbeton zurückgreifen. Als
Beispiel seien hier die Holzspansteine der Firma ,,Eurospan" (Pfaffenhofen, Österreich)
angeführt. Diese bestehen aus gereinigten
und mineralisierten Holzfasern, welche mit
Zement gebunden und zu Formsteinen
(siehe Abbildung 2.3.2.-1) gepresst wer-
den, die dann die typischen Holzbetonei-
genschaften wie leichte Verarbeitbarkeit,
ein geringes Eigengewicht und die hohe
Resistenz gegen Feuer, Fäulnis und Frost
aufweisen. Auf das klassische Einsatzge-
biet von Formsteinen, den Mauerwerks-
bau, hin in der Zusammensetzung (z.B.
niedriges Holz-zu-Zementleim-Verhältnis)
optimiert, erreichen sie so hohe Festigkei-
ten, dass sich aus ihnen tragende Wände
erstellen lassen, die allerdings nicht in Mischbau-
weise mit normalen Steinen ausgeführt werden
dürfen. Die Steine weisen eine hohe Wärmedämmung und ein günstiges Wärmespeicher-
verhalten auf und sind mit einem Wasserdampfdiffusionskoeffizient
µ = 5 sehr atmungsak-
tiv. Aus diesem Grund dürfen sie aber nicht im Erdreich, sondern erst ab einer bestimmten
Höhe (30 cm) über der Geländeoberkante eingesetzt werden. Zudem sind sie durch den
gegenüber klassischen Holzspanwänden geringeren Gehalt an Holz und das dadurch be-
dingte höhere Eigengewicht sehr schalldämmend. [4]
Abb. 2.3.2.-1:
Holzspanstein ,,EU 15"
der Firma Eurospan
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 19
2.3.3. Holzfasern
Im Gegensatz zu Holzschnitzeln waren Holzfasern Gegenstand in einer Ende der 80er Jah-
re veröffentlichten Untersuchung ([21]) von Sarja (Technical Research Centre of Finland).
Holzfaserbeton wurde zwischen 1984 und 1987 am Technical Research Centre of Finland
entwickelt. Zuerst kommerziell eingesetzt wurde er 1987 in Singapur als Beton für
Fertigteile. [21]
Den Untersuchungsergebnissen nach weist Holzfaserbeton die typischen Vorteile von
Holzbeton, geringe Dichte, ausreichende Festigkeit, Wärmedämmwirkung, usw. auf.
Daneben wird auf physikalische und mechanische Besonderheiten von Holzfaserbeton
eingegangen. Die Druckfestigkeit nimmt mit zunehmender Feuchtigkeit der Umgebung ab.
Sarja ermittelte zwischen 40% und 80% Feuchtigkeit der Umgebungsluft einen Festig-
keitsverlust von 13%. In ähnlichem Maße nimmt die Biegezugfestigkeit ab, der Elastizi-
tätsmodul sinkt unter den gleichen Bedingungen um 5%. Ein Quellen des Betons bei Luft-
feuchtigkeitserhöhung konnte selbst bei hohem Faseranteil nicht registriert werden. Zudem
gilt er als wetterbeständig, aber nur für bestimmte Zusammensetzungen als frostbeständig.
[21]
Das Kriechverhalten des Holzfaserbetons nimmt mit zunehmender Dichte, d.h. mit abneh-
mendem Holzfasergehalt, ab. Ab Dichten von 1000 kg/m³ gilt der Beton als schwer ent-
flammbar (F 90), ab der selben Grenze auch als termitensicher. [21]
Holzfaserbeton ist schalldämmender als Normalbeton und leicht verarbeitbar. Neben seiner
guten Eignung für Fertigteile kann er auch als Ortbeton verwendet werden, denn er ist u.a.
auf Grund seiner geringeren Dichte besser pumpbar als Normalbeton. Die Frischbetonei-
genschaften von Holzfaser- und Normalbeton unterscheiden sich nicht wesentlich vonein-
ander. [21]
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 20
2.4. Einsatz anderer Pflanzenreste in Beton
2.4.1. Allgemeines
Holz hat gegenüber einigen anderen Pflanzenbestandteilen beim Einbau in Beton Vorteile,
denn weichere Materialien (grüne Pflanzenreste o.ä.) würden die Festigkeit stärker herab-
setzen, weil sie nichtfeste Störungen im Beton darstellen, wie es auch bei Leichtzuschlägen
mit geringer Kornfestigkeit zu beobachten ist. Zudem enthalten sie i.d.R. zuviel Feuchtig-
keit, welche sie im Inneren der Zementsteinmatrix faulen lassen würde oder nicht ge-
wünschte Reaktionen mit ihr eingeht. Dies führt zu Abbindeproblemen oder
Festigkeitsverlust, da sie den handelsüblichen Fließmitteln, welche auf Basis verflüssigter
Pflanzenreste hergestellt werden, und dem als einen der wirksamsten Verzögerer geltenden
Zucker chemisch nahekommen. Will man Pflanzenreste in Betone einbauen, so dürfen sie
diese negativen Eigenschaften nicht mehr aufweisen, müssen also trocken, fest und
widerstandsfähig sein. Dies ist im Wesentlichen nur bei Holz oder holzähnlichen Stoffen
gegeben.
Dennoch wird an der Eignung anderer Pflanzenteile in Beton geforscht. Jüngste Untersu-
chungen beschäftigen sich z.B. mit Schalen der Ölpalmenfrüchte, gemahlenem Hasel-
nussmehl, Stengeln von Palmen oder Bambus, Cellulosefasern und Abfällen von Teepflan-
zen.
2.4.2. Ölpalmenschalen
Versuche, Ölpalmenschalen (oil palm shells = OPS) als Betonzuschlag zu verwenden,
wurden 1998 in Malaysia durchgeführt ([11]). Malaysias Ölpalmenindustrie deckt über die
Hälfte der weltweiten Palmölbedarfes. Im Zuge des Ansteigens des Bedarfes an Palmöl
wird dieser Industriezweig weiter wachsen. Schon jetzt hat er mit jährlich 2,6 Mio. Tonnen
festen Abfällen (überwiegend OPS) zu kämpfen, die bei der konventionellen Entsorgung in
Form von industrieller Verbrennung zu massiven Umweltproblemen führen. [11]
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 21
Man sucht deshalb nach Möglichkeiten, diesen reichlich vorhandenen Abstoff auf andere
Weise industriell oder kommerziell zu nutzen. Eine Möglichkeit ist der Einsatz als Beton-
zuschlagsstoff, um Leichtbeton herzustellen. In Versuchen von Basri, Mannan und Zain
([11]) an der Universiti Kebangsaan Malaysia wurden sie anstelle gröberen Zuschlags in
Verbindung mit Flugasche eingesetzt und verschiedenen Lagerungsarten (Luft, Wasser,
Folie) unterzogen. Dabei konnte die Rohdichte um ca. 20% gesenkt werden, womit sie im
Bereich von Leichtbeton lag. Die Festigkeit gegenüber dem Kontrollbeton sank nach 28
Tagen um bis zu 55%, nach 56 Tagen um bis zu 50%, jeweils abhängig von Flugaschege-
halt. Auffällig ist, dass sich bei normalem Beton ein Festigkeitsmaximum bei 10% Flug-
ascheanteil einstellt, eine Flugaschezugabe bei OPS-Beton jedoch durchweg mit einem
weiteren Verlust an Festigkeit von bis zu 29% (nach 56 Tagen) einherging. Dieser Effekt
trat unabhängig von der Lagerungsart auf. [11]
2.4.3. Palmenstengel
Die Bestandteile einer anderen Palme verwendete Abdel-Azim (Ägypten) in einer 1992
veröffentlichten Untersuchung ([18]). Er nutzte die Stengel der Wedel von Dattelpalmen
(Palm Tree Fronds = PTF), die zu knapp 400.000 Tonnen jährlich im ägyptisch-arabischen
Raum anfallen, um Betondächer von niedrigen Häusern zu verstärken. PTF weisen eine
Reihe von Vorteilen auf: hohe Druck- und Zugfestigkeit, niedrige Wärmeleitfähigkeit,
Korrosionsbeständigkeit, geringes Eigengewicht und durch hohe Verfügbarkeit geringe
Materialkosten. Die Zugfestigkeit der Randfasern der 3 bis 4 Meter langen Stengel wurde
mit 150 bis 200 N/mm² ermittelt, die Druckfestigkeit mit etwa 60 N/mm². Der Elastizi-
tätsmodul beträgt mit ca. 20.000 N/mm² etwa 1/10 des E-Moduls von Stahl. Die Quer-
schnittsfläche des Stengels ist jedoch 10 mal so groß wie die üblicher Stahlbewehrung,
weshalb die Verformung (Durchbiegung) im Vergleich zum Einsatz von Stahlbewehrung
unverändert bleibt. Ein positiver Nebeneffekt der größeren Querschnittsfläche ist ein ge-
ringerer Betonbedarf. [18]
Der Einsatz von PTF vollzieht sich nach 14tägigem Trocknen der Stengel durch ein Erset-
zen der Stahlbewehrung durch die Palmwedelstengel, wobei die Betondicke des Bauteiles
beibehalten wird. Vor dem Einbau sollten die 10 bis 60 cm langen und 1 bis 3 cm breiten
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 22
Palmenblätter, welche sich am Stengel befinden, der Länge nach aufgespalten werden, um
eine zusätzliche Verstärkung mit Faserwirkung zu erzielen, welche die Rissbildung deut-
lich reduziert. [18]
Ähnliche Untersuchungen führte Kankam (University of Science and Technology, Kumasi,
Ghana) durch ([22]). Er verwendete Stengel der in Afrika beheimateten Raffiapalme, um
Betonbalken ohne Verwendung von Stahl bewehren zu können.
Die 10 mm bis 20 mm dicken Stengel wurden an den Enden erhitzt, so dass sie gebogen
werden konnten. Die geformten Haken und Bügel wurde zur Stabilisierung der Form im
noch nicht einbetonierten Zustand mit Hilfe von Kupferdraht gesichert. Im festen Beton
übernehmen sie wie aufgebogene Stahlbewehrung die Verankerung der Stengelbewehrung.
Bei verwendetem normalen Beton (1:2:4-Gemisch aus Portlandzement, natürlichem Fluss-
sand und Feinkies mit 10 mm Größtkorndurchmesser mit einem Wasser/Zement-Wert von
0,55) ließen sich auf diese Weise Steigerungen der Biegezugfestigkeit um den Faktor 2 bis
4 im Vergleich zu unbewehrtem Beton erreichen. [22]
2.4.4. Bambus
Ähnliche Versuche führten Ende der 80er Jahre Kankam und Perry (University of Science
and Technology, Kumasi, Ghana) an Bambus durch ([32]). Sie untersuchten hauptsächlich
Möglichkeiten, den Verbund von Bambusstangen in Beton zu beeinflussen.
Der sich vor allem im asiatischen Raum als wirtschaftliche Alternative zu Stahl darstellen-
de Bambus würde sich als Bewehrung in Beton gut eignen, da er eine Zugfestigkeit von
etwa 300 N/mm² aufweist. Allerdings kann wegen des schlechten Verbundes zwischen
Bambusstangen und Beton nur ein Bruchteil dessen ausgenutzt werden. Möglichkeiten der
Verbesserung ergeben sich nach Auszugversuchen mit normalem Portlandzement-Beton
(W/Z-Wert: 0,58) aus der Verwendung höherfesten Betons oder Oberflächenbehandlungen
des Bambus (Aufrauhen der Oberfläche). Zudem konnte festgestellt werden, dass unreifer
Bambus weniger Verbundkräfte aufnehmen kann als reifer. Versuche ergaben etwa 55%
bis 90% der Verbundkräfte des reifen Bambus bei unreifem, je nach Oberflächenbehand-
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 23
lung des Bambus und weiteren Testparametern wie der Bambusart und dem Reifegrad.
[32]
Als problematisch erwies sich das Quell- und Schwindverhalten der Bambusstangen. Tro-
cken eingebauter Bambus nahm vom feuchten Frischbeton Feuchtigkeit auf. Neben einer
Reduzierung der W/Z-Wertes im Bereich um die Bambusstangen quollen diese auf. Trock-
nete der Festbeton aus, gab der Bambus die Feuchtigkeit langsam wieder an den Zement-
stein ab und schwand. Da der Festbeton dieser Volumenverkleinerung nicht mehr folgte,
löste sich der Bambus stellenweise vom Beton ab, was zu einer Absenkung der Verbund-
kräfte führt. Nass eingebauter Bambus konnte diese Problematik nicht verhindern, da auch
er nach Erhärten und Austrocknen des Betons Feuchtigkeit an diesen abgibt, schwindet
und sich ablöst. Abhilfe konnte mit einem wasserdichten Anstrich der Bambusstangen er-
zielt werden. Die behandelten und trocken eingebauten Stangen nahmen wesentlich weni-
ger Feuchtigkeit auf und quollen deshalb nicht so stark. Die Verbundwirkung konnte so um
bis zu 27% gesteigert werden, wobei sich zweifache Anstriche als wirksamer erwiesen
haben als die einmalige Behandlung der Bambusoberfläche. [32]
Bambus weist keine hohe Druckfestigkeit auf, weil längere Stangen wegknicken und Bam-
bus, ähnlich wie Holz, Fasern bildet, die sich bei Druckbelastung spreizen. Einbetoniert
wird dieses Knicken und Spreizen aber verhindert, weswegen sich auf diesem Wege die
Druckfestigkeit des Betons parallel zur Bambusstange um etwa 10% steigern lässt. [32]
2.4.5. Mehle von Pflanzenresten
Einen anderen Weg bei der Verwendung von Pflanzenresten gehen Demirbas (Black Sea
Technical University, Trabzon, Türkei) und Aslan (Celal Bayar University, Manisa, Tür-
kei) in einer Untersuchung von 1997 ([12]). Im Gegensatz zum Einsatz fester Pflanzenreste
als Zuschlag untersuchten sie, inwieweit sich Mehle von Teepflanzenabfällen, Haselnuss-
schalen, Fichten- und Buchenholz eignen, als Gemisch mit Portlandzement eingesetzt zu
werden. Der Zement wurde in verschiedenen Anteilen (bis zu 10%) durch die Mehle er-
setzt, das Gemisch zu verschiedenen Zeitpunkten auf Druckfestigkeit überprüft. [12]
Die Untersuchungen zeigen, dass der Einfluss von derartigen Mehlen auf die Festigkeitsei-
genschaften des Zementes von durchweg negativer Eigenschaft ist. Bei Anteilen von 10%
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 24
sanken die 28-Tage-Druckfestigkeiten bei Zugabe von Haselnussschalenmehl um 47%, bei
Buchenholzmehl um 56%, bei Fichtenholzmehl um 64% und bei Teemehl gar soweit, dass
bei 7,5% Austausch des Zementes mehr als 98% der Druckfestigkeit verloren gingen. Die-
se Erfahrungen decken sich mit vorangegangen, ähnlichen Untersuchungen von Lee,
Hong, Phillips und Hse aus dem Jahre 1987 an verschiedenen Hölzern, z.B. Kiefer, Tannen
oder Pinien, bei denen die Druckfestigkeitsverluste zwischen 29% und 44% festgestellt
wurden. [12]
2.4.6. Asche verbrannter Pflanzen
Ebenfalls Ölpalmen waren Gegenstand einer Untersuchung ([15]) von Adepegba Ende der
80er Jahre an der University of Lagos, Nigeria. Da Nigeria nach Möglichkeiten suchte, das
geringe inländische Vorkommen an Portlandzement für den fast doppelt so hohen nationa-
len Zementbedarf preisgünstiger als der Import zu ergänzen, untersuchte Adepegba in An-
lehnung an die Ergebnisse der Forschung mit Flugasche und Schlacke die Asche von Sten-
geln und Blättern der Ölpalme auf puzzolanische Aktivität. [15]
Chemische Analysen ergaben in den Pflanzenabfällen hohe Anteile an Silicium (61%),
Aluminium (20%), Kalium (13%) und geringere Anteile an Calcium (5%), notwendige
Ausgangsstoffe für puzzolanische Reaktionen. Die Versuche zeigten, dass sich die puzzo-
lanische Aktivität der Ölpalmenasche durch Zugabe von Kalkstein und Bleicarbonat deut-
lich verbessert werden kann. So konnten bei einem 25%igen Austausch des Zementes
Druckfestigkeitssteigerungen von bis zu 23% nach 90 Tagen gegenüber Beton mit reinem
Portlandzement erreicht werden. Steigerungen um ca. 12% ließen sich mit der Zugabe von
Schiefer und Bleicarbonat erzielen.[15]
Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen zeigten zudem eine Kostensenkung beim Einsatz von
Puzzolanzement auf Basis der Ölpalmenasche. Untersuchungen am Beispiel Ruandas, wel-
ches in der Lage ist, Puzzolanzement aus natürlichen Vorkommen (Kalkstein und Vulkan-
asche) direkt herzustellen, zeigten Produktionskosten von 140 US-$ je Tonne, während die
Produktion einer Tonne Portlandzement 300 US-$ je Tonne betrug. Die damals noch nicht
genau abschätzbaren Kosten für Puzzolanzement auf Basis der Ölpalmenasche sollten sich
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 25
unter denen des ruandischen Puzzolanzementes bewegen und somit deutlich geringer als
Portlandzement sein. [15]
Ebenfalls mit Asche von Pflanzenresten beschäftigten sich Anfang der 90er Jahre Kajorn-
cheappunngam (University of Khon Kaen, Thailand) und Stewart (University of Melbour-
ne, Australien). Sie verwendeten für ihre Untersuchungen ([19]) die Asche von Reishülsen
(Rice Husk Ash = RHA).
Reishülsen, die Schale der Reiskörner, die beim Verarbeiten des Reises abgeschält wird,
fallen weltweit jährlich mit einem Aufkommen von etwa 100 Mio. Tonnen an, was etwa 20
Mio. Tonnen Asche entspricht. Diese weist bei unkontrollierter Verbrennung eine niedrige
puzzolanische Aktivität auf. Eine hohe puzzolanische Aktivität kann bei einer kontrollier-
ten Verbrennung zwischen 500 und 700 °C über wenige Minuten hinweg erreicht werden.
Chemische Analysen zeigen dann einen sehr hohen Anteil an Silikaten. [20]
In den Untersuchungen ersetzte RHA Portlandzement in walzenverdichtetem Beton (Roller
Compacted Concrete = RCC) in verschiedenen Prozentgraden bis zu 70%. Bei einem
100%igen Austausch des Zementes wurde eine 50:50-Kombination aus RHA und Kalk
verwendet. Zudem wurde für jede Testreihe der Wasseranteil verändert. [19]
Während sich bei einem 100%igen Ersatz des Portlandzementes die Betondichte nur um
etwa 5% senken ließ, betrug der Verlust an Druckfestigkeit über 70%. Bei 30%igem Ersatz
betrug der Druckfestigkeitsverlust ca. 30%. [19]
Abhängig von der Kostenintensität von Zement lassen sich mit dieser Maßnahme die Be-
tonherstellungskosten deutlich senken, weshalb in Ländern mit geringem Eigenaufkommen
an Zement die geringere Festigkeit dennoch zu einem wirtschaftlichen Vorteil werden
kann. [19]
In einer 1996 veröffentlichten Untersuchung ([37]) beschäftigten sich Zhang und Malhotra
(CANMET, Ottawa, Kanada) mit der Problematik, inwieweit RHA Zemente von Hochleis-
tungsbetonen ergänzen bzw. ersetzen kann.
Die hohe puzzolanische Aktivität, die Zhang und Malhotra u.a. auf die feineren Partikel
der RHA im Vergleich zu denen von Portlandzement zurückführen, führt bei 10%igem
Ersatz des Zementes durch RHA zu einer 25% höheren Druckfestigkeit gegenüber norma-
len Portlandzementbeton. Der Widerstand gegen das Eindringen von Chloridionen in den
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 26
RHA-Beton ist deutlich geringer als das in Normalbeton, was sich positiv auf die Korrosi-
onsbeständigkeit der Bewehrung auswirkt. Es trat nur geringes Betonbluten auf, die Wär-
meentwicklung ist mit der eines Microsilicabetons vergleichbar, die Beständigkeit gegen
Frost-Tau-Wechsel und gegen Tausalz entsprach der eines Normalbetons. [37]
Mit diesen Untersuchungen konnte eine gute Eignung der RHA als Zementergänzung für
Hochleistungsbetone festgestellt werden. [37]
2.4.7. Cellulosefasern
Aufbauend auf die guten Erfahrungen mit Faserbeton (siehe 2.2.) beschäftigten sich So-
roushian, Marikunte und Won (Michigan State University, USA) in einer 1995 veröffent-
lichten ([38]) und späteren Untersuchungen ([16]) mit dem Einsatz von Cellulosefasern in
Beton. Diese können aus Abfallholz oder Altpapier gewonnen werden. Als Vorteile der
Cellulosefasern gegenüber Kunststofffasern wie Polypropylenfasern und Nylonfasern wird
die volumen- oder massebezogen um den Faktor 20 bis 30 höhere Faseranzahl angeführt,
welche auf geringere Faserabmessungen in Länge und Breite zurückzuführen ist. Dies
führt neben einer homogeneren Verteilung zu einer deutlich erhöhten spezifischen Faser-
oberfläche, die in gleichem Maße zu mehr Kontaktfläche zwischen Beton und Fasern führt.
Zudem weisen Cellulosefasern eine höhere Biegefestigkeit als Kunststofffasern auf. [16]
Während der 1995 durchgeführten Versuche wurden die 2 Typen von Cellulosefasern (aus
Hart- bzw. Weichholz) in verschieden Anteilen dem Beton beigemengt, der Feuchtigkeits-
gehalt der Fasern variiert (trocken / wassergesättigt) und der Zement mit Flugasche und
Microsilica versetzt. Die Fasern bewirkten im Festbeton neben einem Anstieg der Druck-
festigkeit, der Biegefestigkeit, der Zähigkeit und der Widerstandsfähigkeit gegen stoßartige
Lasten ein Zurückgehen der Schwindrisse. Diese Effekte verstärken sich mit zunehmender
Faseranzahl, während der Fasertyp nahezu keinen Einfluss auf die Betoneigenschaften hat.
Steigt der Faseranteil, nimmt das Wassersaugverhalten des Faserbetons zu. [16], [38]
2. Überblick: Einsatz organischer Stoffe in Beton Seite 27
2.4.8. Andere Pflanzenfasern
Verwendung finden auch andere pflanzliche Fasern. Deren lokale Verfügbarkeit spielt da-
bei eine wesentliche Rolle, denn sie trägt zur Kostensenkung bei. So werden regional ab-
hängig neben Holzfasern Fasern von Reisstengeln, Bambus, Flachs usw. verwendet. [21]
2.4.9. Erde
Pflanzenreste im weitesten Sinne verwendeten Hakimi, Yamani und Ouissi (Laboratoire
Public d´Éssais et d´Études, Casablanca, Marokko) in einer Ende 1996 veröffentlichten
Untersuchung ([31]). In Anlehnung an durch Zementinjektionen verfestigte Erde aus dem
Bereich der Geotechnik untersuchten sie Probekörper aus verdichteter Erde, die mit ver-
schiedenen Anteilen an Zement stabilisiert wurden, auf Festigkeit und andere mechanische
Eigenschaften. Es ließen sich Druckfestigkeiten bis 4 N/mm² erzielen. [31]
Diese Untersuchung diente in erster Linie geotechnischen Erkenntnissen. [31]
2.5. Fazit
Zusammenfassend kann man sagen, dass man mit einem Einsatz von organischen Stoffen
in Beton dessen Eigenschaften verändern kann. Kunststoffe finden vielseitige Anwendung
mit guten Ergebnissen. Stoffe, die auf die Mikrostruktur des Betons einwirken (z.B. PVA)
oder positive Charakteristika anderer Sachverhalte ausnutzen (z.B. Fasern, Bewehrung),
können zu Verbesserungen der Festigkeitseigenschaften von Beton führen. Der Einsatz
von größeren Abfallpartikeln wie Holz, anderen Pflanzenresten und Kunststoffabfällen in
Beton ist zumeist mit einem Verlust an Festigkeit verbunden, während sich das Betonei-
gengewicht vermindern, die Wärmedämmung, Wasserdurchlässigkeit oder Atmungsaktivi-
tät erhöhen lassen. Somit ist jeder Pflanzen- oder Kunststoffbeton für ein abgegrenztes
Gebiet an Anwendungsmöglichkeiten geeignet. Holzbetone u.ä. stellen einen Kompromiss
dar, der auf die entsprechenden Randbedingungen zugeschnitten sein muss.
3. Vorstellung des Projektes Seite 28
3. Vorstellung des Projektes
Vor dem Hintergrund des bereits realisierten Einsatzes von Holz, Bambus, Palmensten-
geln, Schalen anderer Nüsse und weiteren Pflanzenbestandteilen in Betonen (siehe 2.4.)
mit z.T. guten Erfahrungen könnten sich die Schalen der Macadamianuss als interessante
Alternative für einen äquivalenten Einsatz darstellen. Aus diesem Grund soll in der vorlie-
genden Arbeit untersucht werden, inwieweit sich diese Schalen als Bestandteil von Beton
eignen.
Da Macadamianüsse im europäischen Raum nicht so bekannt sind wie einheimische Nuss-
arten, sollen sie an dieser Stelle näher beleuchtet werden.
3.1. Macadamianüsse
3.1.1. Allgemeines
Die essbare Macadamianuss, manchmal ihrem natürlichen
Wuchsumfeld nach auch als ,, Buschnuss" bezeichnet,
kommt in zwei essbaren Reinsorten (Macadamia
Integrifolia und Macadamia Tetraphylla) vor. Diese
unterscheiden sich vorwiegend in der Strukturierung der
Schalenoberfläche und weniger im Geschmack der Kerne.
Von diesen beiden existieren verschiedenen Mischformen.
Weitere Macadamiasorten (z.B. Macadamia Ternifolia,
Macadamia Praealta und Macadamia Wickhamii) haben
wegen ihrer Ungenießbarkeit keine Bedeutung im land-
wirtschaftlichen Anbau und kommen nur als wilde, aber nicht als kultivierte Pflanzen vor.
Die ,, Mac Nut" , wie sie auch kurz genannt wird, stammt ursprünglich aus Australien, wes-
wegen sie auch als ,, Australnuss" oder ,, Queensland Nut" bezeichnet wird. Dort wächst sie
in den subtropischen Regenwäldern und entlang von Flußläufen, kam anfangs jedoch nur
an der Ostküste vor und diente den Aborigines als Nahrung. Im Zuge der Kolonialisierung
Abb. 3.1.1.-1:
Macadamianüsse
(hier im unreifen
Zustand)
3. Vorstellung des Projektes Seite 29
und Internationalisierung gelangte sie ab Ende des 19. Jahrhunderts in andere, klimatisch
ähnlich günstige Regionen der Erde, wobei sie heute neben Australien vorwiegend auf
Hawaii und im südlichen Afrika angebaut wird, aber auch in Kalifornien, USA, in Costa
Rica und in Kenia. Da die Hawaiianer, die die Nuss seit etwa 1880 kennen, den Macada-
miaanbau bereits zwischen 1940 und 1950 stark vorantrieben, die Australier die kommer-
zielle Nutzbarkeit aber erst gegen 1960 erkannten, wird der Ursprung der Macadamia heu-
te manchmal fälschlicherweise Hawaii nachgesagt. [3], [5]-[8]
Macadamianüsse, 1850 benannt nach ihrem ,, Entdecker" , Dr. John MacAdam, wachsen an
bis zu 7 m hohen Bäumen mit dunkelgrünen Blättern (siehe Abbildung 3.1.1.-2), die in der
Regel künstlich bewässert werden.
Abb. 3.1.1.-2:
Macadamiabäume
Die bis zu 2 cm im Durchmesser messende relativ
weiche Nuß wird von zwei Schalen, einer inneren und
einer äußeren, umschlossen (siehe Abb. 3.1.1.-3).
Die äußere Schale ist dabei mit einer Kastanienschale
ohne Stacheln zu vergleichen, wobei die Macadamia-
schale aber trockener, poröser und etwas dicker ist. Sie
ist recht leicht von den darinliegenden
Abb. 3.1.1.-3:
Macadamianüsse und deren Schalen
3. Vorstellung des Projektes Seite 30
Teilen der Nuss mit den Händen zu entfernen, da sie im trockenen und reifen Zustand oft
bereits aufgeplatzt ist.
Die zweite, innere Schale dagegen ist wesentlich härter. Ohne Werkzeug ist ihr nicht mehr
beizukommen. Für den ,, Hausgebrauch" wird empfohlen, die Nüsse mittels eines nicht zu
leichten Hammers auf einer Betonplatte zu cracken, wobei das
Tragen von Augenschutz wegen der Gefahr umherfliegender
Splitter dringend empfohlen wird. Die Benutzung von zwei
Hämmern stellt eine Alternative dar, die nicht weniger gefähr-
lich ist. Vom Zerschlagen der Nüsse auf Kacheln oder Fliesen
wird abgeraten, da die Gefahr besteht, dass diese eher als die
Nuss zerstört werden. Unter den in den Anbaugegenden ansässi-
gen Menschen haben sich Handwerkzeuge, beschreibbar als
kleine Handschraubstöcke (siehe Abbildung 3.1.1.-4), durchge-
setzt, die allerdings auch nicht immer die Nuss öffnen können
und selten oder nur mit viel Übung den Kern der
Macadamianuss unzerstört zu Tage fördern.
Für den industriellen Einsatz vor dem Hintergrund des weltweiten Export der Nüsse ist
diese Handmethode natürlich denkbar ungeeignet. Dementsprechend ist dort eine Techno-
logie entstanden, um die harten Nüsse professioneller zu öffnen. So hat man im Laufe der
Zeit kräftige Maschinen entwickelt, die die Schale von der Nuss entfernen und den Kern
der Nuß dabei unbeschädigt in seiner natürlichen Form belassen. Der mechanischen Öff-
nung geht ein langsamer Trocknungsprozess voran, der die Schale spröder und ihr Öffnen
etwas leichter macht. [5] Somit erhält man als Endprodukt den Kern der Nuss, als Abfall-
produkt die Schale.
Auf Grund des trotzdem immer noch hohen Aufwandes beim Cracken der Nüsse hat sich
der Export von Macadamias im ungecrackten Zustand nicht durchgesetzt. Sie werden heute
fast ausschließlich in den Anbaugebieten verarbeitet und nur die puren Kerne der Nüsse
ausgeführt, die auch im europäischen Handel erhältlich sind.
Abb. 3.1.1.-4:
Macadamianussknacker
3. Vorstellung des Projektes Seite 31
3.1.2. Der Kern der Macadamianuss
Der Nusskern (siehe Abbildung 3.1.2.-1) kann auf verschiedenste
Weise verwertet werden, in erster Linie als Nahrungsmittel. Die
Macadamia gilt als ,, Gourmet-Nuss" . In den Anbaugebieten wird sie
in verschiedensten Formen gereicht. Besonders einfalls-
reich sind die Hawaiianer, die sie von pur über geröstet,
gesalzen, süß glasiert, mit Schokolade überzogen, verar-
beitet zu Dessertspeisen oder Eis anbieten. In gerösteter und gesalzener Form finden man
sie auch im deutschen Handel, z.B. als Produkt der Firma ,, Seeberger" (Ulm, Deutschland).
Neben jeweils ca. 10 % Eiweiß und Kohlenhydraten sowie einigen Vitaminen und Mine-
ralstoffen wie Calcium, Phosphor, Kalium, Magnesium und Eisen enthält die Nuss vorwie-
gend Fett in Form von Öl mit zumeist einfach ungesättigten Fettsäuren, weswegen sie mit
einem Brennwert von etwa 3000 kJ (entspricht einem Energiegehalt von ca. 720 Kalorien)
auf 100 g als Kalorienbombe gilt. Allerdings gelten Macadamias in moderaten Mengen
verzehrt als gesund, nicht zuletzt, weil sie cholesterinfrei sind. Der häufige Verzehr (mehr
als 5 mal pro Woche) soll das Herzinfarktrisiko drastisch senken. [3], [5]-[8]
Verwendung findet die Nuss an sich aber auch als Kosmetikum. Hierbei wird das Maca-
damiaöl verwendet, welches 75 % des Kerngewichtes ausmacht und durch Pressen aus der
Nuss gewonnen wird, ähnlich wie man es von Oliven oder Walnüssen kennt. Das Öl wird
wegen seiner geschmeidigen Wirkung Cremes, Lotions oder Badezusätzen beigemengt.
[3], [5]-[8]
3.1.3. Die innere Schale der Macadamianuss
Nicht ganz so vielseitig einsetzbar scheint die Schale der Ma-
cadamia. Meist wird sie, wie die Schalen anderer Nüsse auch,
entsorgt bzw. der Kompostierung zugeführt oder als Brenn-
stoff verwendet. Eine
Abb. 3.1.2.-1:
Macadamia-
nusskerne
Abb. 3.1.3.-1: Macadamianussschalen
3. Vorstellung des Projektes Seite 32
Verwendungsmöglichkeit ist die als Straßenbelag für ,, gravel roads" (unbefestigte Straßen)
in Südafrika. Das Eigengewicht der Nussschalenstücke ist hoch genug, damit diese im un-
befestigten Zustand nicht vom Wind fortgetragen werden. Sie werden auf den Sandpisten
abgeladen, nicht befestigt und dienen der Verminderung der Schlammentwicklung bei Re-
genfällen, ähnlich, wie man es von kiesbeschütteten Feldwegen im europäischen Raum her
kennt.
Oft werden die Schalen von Macadamiaanbauern selbst wiederverwendet. Die Wurzeln der
Bäume gelten als empfindlich gegenüber niedrigen Temperaturen. Aus diesem Grund wird
die wärmedämmende Wirkung der Nussschalen ausgenutzt, indem man im Winter um den
Stamm der Bäume herum in einem Kreis von wenigen Metern Durchmesser die Nussscha-
len verteilt, welche das Erdreich um die Wurzeln warmhalten.
Die von außen her gesehen hellbraune Schale mit glatter Oberfläche ist etwa 1 mm bis 2
mm dick und weist eine poröse bis fasrige Struktur auf, welche bei genauerem Hinsehen an
den Bruchstellen mit dem bloßen Auge erkennbar ist.
An der Außenseite weisen die Nussschalen, je nach Art, mehr oder weniger Strukturen in
Form von leichten Unebenheiten auf, an der Innenseite sind sie sehr glatt und lassen sich
dem Augenschein nach mit einer polierten Holzplatte vergleichen. Die Nussschale ist im
Inneren farblich durch eine scharfe Trennlinie in zwei Hälften geteilt, eine sehr dunkle und
eine sehr helle. Diese Trennlinie ist im Inneren des Schalenmaterials nicht mehr zu erken-
nen, vielmehr erscheint die innere glatte Schalenoberfläche als eine Art Beschichtung, de-
ren Dicke mit dem bloßen Auge gerade noch erkennbar ist. Somit ist anzunehmen, dass
deren Zweifarbigkeit keinen Einfluß auf weitere Materialeigenschaften hat.
Eine Halbkugel der Schale, typisches und größtes Bruchstück des Crackprozesses, weist
einen Außendurchmesser von ca. 25 mm auf, der je nach Ausgangsgröße der Nuss etwas
schwanken kann, und wiegt etwa 4 Gramm. Eine solche Halbkugel läßt sich mit bloßen
Händen i.d.R. nicht mehr zerbrechen, ein spürbares Nachgeben kann subjektiv nicht regist-
riert werden, sie erscheint hart. Wenn sie bricht, dann oft unter Entstehen von scharfen
Bruchkanten, die zu Schnittverletzungen führen können. Selbst mit leichtem Werkzeug
(handelsüblicher Nussknacker, Kombizange o.ä.) hat man noch deutliche Schwierigkeiten,
die Nussschalenstückchen zu zerkleinern. Wenn es gelingt, dann meist nur unter splittern-
der Wirkung.
3. Vorstellung des Projektes Seite 33
3.2. Forschungsprojekt: Macadamianussschalen als
Betonzuschlag
Auf Grund der hohen Härte und Festigkeit der Schalen und der guten Erfahrungen mit Tei-
len anderer Pflanzen (siehe 2.4.) entstand die Überlegung, Macadamianussschalen als Be-
standteil von Beton zu verwenden.
Macadamianussschalen bieten eine für den Bereich pflanzlicher Stoffe sehr hohe Festig-
keit. Subjektiv eingeschätzt ist größer als bei anderen Nussschalen (z.B. Walnüsse, Hasel-
nüsse, Erdnüsse etc.) oder anderen Teilen von Pflanzen (z.B. Holz, Blätter, Wurzeln,
Früchte). Daher wurden sie als Forschungsgegenstand dieser Untersuchung ausgewählt.
Da in der Literatur keine bisherigen Versuchsergebnisse in dieser Richtung zu finden wa-
ren, soll in Versuchen ermittelt werden, inwieweit die Schalen der Macadamianuss bau-
stofftechnisch als Betonzuschlag geeignet sind. Zur Überprüfung dieser Eignung sollen in
Versuchen verschiedene Betonkennwerte ermittelt werden, die im Vergleich zu normalem
Beton aufzeigen, wie sich Betoneigenschaften durch die Beimengung von Macadamia-
nussschalen verändern und inwieweit sich ein derartiger Einsatz lohnt.
Dazu werden nach Vorversuchen an Nussschalen (siehe Kapitel 5.2.) diese in Beton einge-
baut (siehe Kapitel 5.3.). Dabei wird u.a. der Anteil der Nussschalen im Beton variiert.
Anschließend werden typische Frisch- und Festbetoneigenschaften (siehe Kapitel 4.1., Ka-
pitel 5.3.) ermittelt. Die Ergebnisse dieser Versuche werden danach dargestellt, miteinan-
der verglichen und diskutiert (Kapitel 6). Abschließend werden die Versuchsergebnisse mit
Ergebnissen bisheriger Untersuchungen und Erfahrungen des Einsatz ähnlicher Baustoffe
(siehe Kapitel 2.) verglichen und die Eignung der Nussschalen als Betonzuschlag abge-
schätzt (Kapitel 7).
Dieses Projekt dient nur dem Verschaffen eines Überblicks über die dargestellte Problema-
tik. Es soll erreicht werden, die Größenordnung der Beeinflussung von verschiedenen Ei-
genschaften des Betons durch Macadamianussschalen abschätzen zu können, es dient nicht
dem Klären von Details und Spezialproblemen.
3. Vorstellung des Projektes Seite 34
Des Weiteren kann sich das Ergebnis dieser Untersuchungen auf Eignung oder Nichteig-
nung der Macadamianussschalen in Beton nur auf die gewählten Versuchskonfigurationen
beziehen und nicht auf eine grundsätzliche Eignung oder Nichteignung verallgemeinert
werden.
Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen werden nicht Gegenstand dieser Untersuchung sein. Zum
einen wären dazu sehr viele verschiedene Wirtschaftsräume zu betrachten (Australien,
Hawaii, südliches Afrika, Regionen mit kleineren Anbaugebieten), in denen jeweils unter-
schiedliche Randbedingungen (Aufkommen an Nussschalen, Materialkosten, Lohnkosten
usw.) vorherrschen, die vom europäischen Raum aus schwer abschätzbar sind. Zum ande-
ren differieren Verfügbarkeit der Nussschalen (Quantität, Verbreitung), Transportweg und
damit die Kosten innerhalb eines betrachteten Wirtschaftsraumes in Abhängigkeit der Grö-
ße und Verbreitung der Anbaugebiete regional sehr stark. Daher kann eine verallgemei-
nernde Kostenbetrachtung nicht durchgeführt werden.
Des Weiteren wären so nur primäre Kosten für Herstellung und Transport des Betons ab-
schätzbar. Folgekosten und Einsparungen wie verminderte Heizwärme u.ä. differieren von
Gebiet zu Gebiet (abhängig von Heizwärmebedarf, Heizkosten usw.) und können erst
sinnvoll abgeschätzt werden, wenn eingehendere Untersuchungen an Macadamianussscha-
lenbeton durchgeführt wurden. Zudem können zusätzliche eventuelle Kosten und Einspa-
rungen, die aus Langzeiteffekten resultieren (z.B. mögliche Sanierungskosten auf Grund
eventuell verminderter Dauerhaftigkeit), noch gar nicht erfasst werden.
Aus diesen Gründen hätte eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung ohne weitere Grundlagen-
forschung zu diesem Zeitpunkt keine Aussagekraft.
4. Vorüberlegungen Seite 35
4. Vorüberlegungen
Bei der Untersuchung auf eine Eignung von Macadamianussschalen als Betonzuschlag
müssen zunächst einige Dinge durchdacht und entschieden werden:
4.1. Untersuchungsumfang, Anzahl der Probekörper,
Betonmenge
Im Rahmen der Untersuchung soll die Eignung der Macadamianussschalen in Beton an-
hand der Ermittlung wichtiger Betonkennwerte herausgefunden werden. Diese sind
- Frischbetoneigenschaften und Verarbeitbarkeit
- Frisch- und Festbetonrohdichte
- Druckfestigkeit
- statischer Elastizitätsmodul
- Schwindverhalten
- Wärmedurchgang
Zusätzlich sollen wichtige Kenngrößen der Nussschalen ermittelt werden. Diese sind
- Schüttdichte
- Rohdichte
- Gehalt an Eigenfeuchte und Fett
- Verhalten unter Wasser (Wasseraufnahme, Quellen, Beständigkeit)
Des Weiteren sollen mikroskopische Untersuchung an Nussschalen und Nussschalenbeton
durchgeführt werden.
Für Druckfestigkeitsmessungen werden nach DIN 1048 Teil 1 Würfel mit 15 cm Kanten-
länge angefertigt. Zum Einschätzung der Frühfestigkeit erfolgt eine Druckfestigkeitsprü-
fung nach 7 Tagen. Bis zu diesem Zeitpunkt lagern die Probewürfel unter Wasser. Eine
weitere Druckfestigkeitsmessung wird nach 28 Tagen durchgeführt. Die Hälfte der Probe-
körper lagert bis zu diesem Prüfzeitpunkt unter Wasser, die andere Hälfte wird ab dem 7.
4. Vorüberlegungen Seite 36
Tag bei einer Temperatur von 20°C und einer relativen Luftfeuchte von 65% (klimatisiert
nach DIN 1048 Teil 5, Ausgabe Juni 1991) luftgelagert.
Der Elastizitätsmodul wird an 210 mm langen Zylindern mit einem Durchmesser von 104
mm gemessen, die bis zum 7. Tag unter Wasser und danach klimatisiert luftgelagert wer-
den.
Das Schwindverhalten wird in Abhängigkeit von der Art der Lagerung untersucht. Hier
wird die Hälfte der Probekörper unter Wasser, die andere Hälfte luftgelagert. Als Probe-
körper werden Zylinder mit einer Länge von 50 cm und einem Durchmesser von 100 mm
angefertigt.
Für jede der verschiedenen Prüfungen werden drei Probekörper angefertigt. Daher ergibt
sich ein Bedarf von neun Würfeln (je drei für Druckfestigkeit nach 7 Tagen, nach 28 Tagen
Wasserlagerung und nach 28 Tagen Luftlagerung), sechs Schwindkörpern (je drei für Was-
ser- bzw. Luftlagerung) und drei E-Modul-Zylindern.
Als erforderliche Mischungsmenge V ergibt sich somit
m
m
m
m
m
V
21
,
0
)²
104
,
0
(
4
3
5
,
0
)²
1
,
0
(
4
6
)³
15
,
0
(
9
+
+
=
= 59,29 dm³
Da noch einige Liter für Darr-Versuch und Bestimmung des Luftporengehaltes benötigt
werden, wird die anzufertigende Betonmenge auf 70 dm³ pro Mischung festgelegt.
4.2. Einbauzustand der Nussschalen
Da es für eine eventuelle spätere Anwendung das Sinnvollste ist, die Verarbeitungskosten
niedrig zu halten, werden die Bruchstücken der Nussschalen für eine erste Untersuchung
im Anlieferungszustand eingebaut. Vorbehandlungen (z.B. Zerkleinern, Reinigen) bedeu-
4. Vorüberlegungen Seite 37
ten höhere Kosten. Daher wird, abgesehen von einer Wasserlagerung, auf Vorbehandlun-
gen der Nussschalen verzichtet.
4.3. Variationen des Nussschalenzusatzes
Im Rahmen dieser Untersuchungen soll in erster Linie ermittelt werden, inwieweit Beton-
kenngrößen vom Anteil an Nussschalen im Beton verändert werden. Daher wird dieser
während der Versuche variiert.
Weiterhin wird der Feuchtezustand der Nussschalen verändert, da er vor dem Hintergrund
der Abhängigkeit des Zementerhärtungsverhaltens von Wasser von größerer Bedeutung
sein könnte. Hierbei erfolgt der Einbau der Nussschalen in lufttrockenem Zustand sowie
nach 24-stündiger Wasserlagerung.
Um Einflüsse anderer Variationsparameter (z.B. W/Z-Wert) auf die Betonkennwerte zu
vermeiden, werden alle anderen Untersuchungsrandbedingungen (z.B. W/Z-Wert, Zement-
anteil) konstant gehalten.
4.4. Zusammensetzung des Nussschalenbetons
In dieser Untersuchung sollen die Nussschalen ausgehend von einer Vergleichsmischung
normalen Zuschlag ersetzen. Auf Grund ihrer Größe werden sie Korngruppen 4/8 und 8/16
ersetzen. Der Anteil an 0/4-Körner wird nicht verändert.
Wegen des Außendurchmessers des Nusskernes von 20 mm (siehe 3.1.1.) und einem ent-
sprechenden Innendurchmesser der Hohlhalbkugel werden Körner größer als 16 mm
(Korngruppe 16/32 usw.) nicht verwendet, da sie beim Mischen nicht mehr in die Hohl-
räume der Nussschalenhalbkugeln eindringen können. Da der Hohlraum der Nussschale
dann mit Zementleim und feineren Zuschlägen vollläuft, könnte sich der Beton entmi-
schen. Aus diesen Überlegungen heraus wurde ein Größtkorn von 16 mm gewählt.
4. Vorüberlegungen Seite 38
Eine Sieblinienberechnung hat in Zusammenhang mit den Nussschalen keine Aussage-
kraft. Die Sieblinie legt die typische Geometrie der normalen Zuschlagskörner zu Grunde
und ist optimiert auf eine ideale Korngrößenverteilung zum Erreichen der dichtesten Korn-
packung. Diese geometrische Charakteristik ist bei den Nussschalen jedoch nicht gegeben,
da sie durch ihre Hohlschalenform ein anderes Verhältnis zwischen Durchmesser und Vo-
lumen haben. Aus diesem Grund erfolgt eine Sieblinienberechnung nur für einen Ver-
gleichsbeton ohne Nussschalen.
Neben einem Vergleichsbeton, bezeichnet mit M0 werden neun weitere Mischungen her-
gestellt, die mit M1 bis M9 bezeichnet werden. Bei zwei Mischungen (M1 und M2) wer-
den die Körner über 4 mm bzw. 8 mm Korngröße durch Nussschalen vollständig ersetzt
(Substitution zu 100%). Ausgehend von der Mischung mit der besseren Verarbeitbarkeit
werden sieben weitere Mischungen (M3 bis M9) mit insgesamt vier verschiedenen Graden
der Substitution von Zuschlag durch Nussschalen (25%, 50%, 75%, 100%) in jeweils zwei
verschiedenen Feuchtezuständen der Nussschalen (lufttrocken und nach 24 Stunden Was-
serlagerung) hergestellt.
Da nach 4.3. nur Austauschgrad des Zuschlags und Feuchtezustand der Nussschalen ver-
ändert werden, bleibt die Zementmenge für alle Mischungen konstant. Da der Wasser-
Zement-Wert nicht variiert wird, bleibt die Wassermenge konstant. Werden wassergelager-
te Nussschalen eingebaut, wird deren Anteil an Wasser von der Zugabewassermenge abge-
rechnet, um den angestrebten W/Z-Wert einzuhalten.
4.5. Vergleichsbeton
Für einen Vergleich zwischen Macadamianussschalenbeton und normalen Beton muss eine
Vergleichsmischung ohne Nussschalen (,, Nullmischung" ) hergestellt werden. Dafür wurde
ein B 25 gewählt.
Gewählt wurden als Zuschläge Korngruppen 0/4, 4/8 und 8/16. Da in den Mischungen mit
Nussschalen keine größeren Körner als 16mm verwendet werden, wurden sie aus Gründen
der Vergleichbarkeit für die Vergleichsmischung auch nicht gewählt.
4. Vorüberlegungen Seite 39
Als Zement wurde ein CEM I 32,5 R gewählt. Als Zementmenge wurde nach DIN 1045
für Außenbauteile ohne Flugasche der Mindestwert von 270 kg/m³ (entspricht 87,1 l/m³)
gewählt, der Wasseranspruch bei einer Zementnennfestigkeit N
28
von 46 N/mm² (ermittelt
nach DIN 196) nach [2] mit einem W/Z-Wert von 0,60 ermittelt. Dies entspricht 162 kg
Wasser. Als restliches Volumen bleiben somit 735,9 Liter für den Zuschlag, der gemäß
Sieblinie (siehe Anhang 1) auf die Korngruppen 0/4, 4/8 und 8/16 aufgeteilt wurden (siehe
Anhänge 1 und 2).
Details
- Seiten
- Erscheinungsform
- Originalausgabe
- Jahr
- 1999
- ISBN (eBook)
- 9783832478407
- ISBN (Paperback)
- 9783838678405
- DOI
- 10.3239/9783832478407
- Dateigröße
- 16.5 MB
- Sprache
- Deutsch
- Institution / Hochschule
- Universität der Bundeswehr München, Neubiberg – Bauingenieur- und Vermessungswesen (BAUV), Werkstoffe des Bauwesens
- Erscheinungsdatum
- 2004 (März)
- Note
- 1,0
- Schlagworte
- bestandteil baumaterial alternativzuschlag festigkeit
