Mit Schnellbeton lange Bauzeiten im Straßenbau reduzieren

15.06.2023 | J. Morelli – Online-Redaktion, Forum Verlag Herkert GmbH

In hochentwickelten Industrienationen ist eine leistungsfähige Infrastruktur eine unabdingbare Voraussetzung für eine funktionierende Wirtschaft. Doch auf deutschen Straßen sieht die Realität anders aus: Staus durch Baustellen prägen das tagtägliche Straßenbild. Um künftig lange Bauzeiten im Straßenbau reduzieren zu können, sind schnelle Reparatursysteme erforderlich. Schnellbeton bildet in Kombination mit speziellen Hochleistungsfließmitteln die Basis dafür. In diesem Artikel werden wir uns eingehend mit den Eigenschaften und der Anwendung von Schnellbeton speziell im Straßenbau befassen. Hier erfahren Sie, wie dieser einzigartige Baustoff Zeit, Aufwand und Kosten reduzieren kann.

 

Inhaltsverzeichnis

1. Schnellbeton – eine Definition
2. Besondere Eigenschaften des Schnellbetons
3. Anforderungen an den Schnellbeton
4. Einbau von Schnellbeton
5. Zusammenfassung: Stärken und Schwächen des Schnellbetons

Schnellbeton – eine Definition

Schnellbeton, Schnellmörtel oder Schnellzement ist ein auf bestimmte Art formulierter Beton, der eine deutlich kürzere Aushärtungszeit als herkömmlicher Beton aufweist. Das sorgt u. a. auch dafür, dass er kürzere Herstellungs- und Anwendungsphasen hat und schneller belastbar wird. Das liegt hauptsächlich an dessen Hauptbestandteil: Schnellbeton Portlandzement. Darüber hinaus ist meistens auch ein hoher Anteil an Hochleistungsfließmitteln (Calciumfluoraluminat) vorhanden, das als zusätzlicher „Zementbeschleuniger“ wirkt.

→ Die Verarbeitungszeit bei unterschiedlichen Schnellbetonvarianten variiert zwischen wenigen Minuten und bis zu einer Stunde.

Besondere Eigenschaften des Schnellbetons  

Neben dem Straßenbau ist Schnellbeton aber auch darüber hinaus ein vielseitig einsetzbares Baumaterial. Dabei spielt keine Rolle, ob es sich um eine kleine Reparatur am Fundament oder die Durchführung größerer Bauprojekte handelt. Im Rahmen dieses Fachartikels liegt der Fokus dennoch auf dem Einsatz im Straßenbau.

Schnellbeton unterscheidet sich vom herkömmlichen Fahrbahndeckenbeton und zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

• sehr hohe Frühfestigkeit (> 20 MPa nach 5 Stunden)
• gute Verarbeitbarkeit (z. B. Konsistenz, Verdichtung, Glätten, Besenstrich)
• lange Verarbeitbarkeitszeit (> 60 min)
• hoher Frost-Taumittel-Widerstand auch ohne Luftporenbildner

Das Besondere ist, dass Schnellbeton individuell und variabel auf die technischen Anforderungen im Straßenbau angepasst werden kann. Dabei wird die Konsistenz des Betons durch die Fließmittelmenge (Hochleistungsfließmittel auf PCE-Basis) oder die Festigkeitsentwicklung des Schnellbetons über variable Frischbetontemperaturen gesteuert. Auch ist es möglich, die Art der Gesteinskörnungen sowie das Größtkorn und die Sieblinie auf die bau- und materialtechnischen Anforderungen abzustimmen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Schnellbeton auch bei einer niedrigen Dosierung des Fließmittels während der Flüssigphase noch ausreichend Konsistenz aufweist (F5/F6). Jedoch muss bei hohen Frischbeton- und Umgebungstemperaturen mit einem erhöhten Ansteifen des Betons gerechnet werden.

Festigkeit

Der gewünschte Festigkeitsgrad hängt bei Schnellbetonflächen von folgenden Faktoren ab:

• Zementeigenschaften und Zementgehalt
• w/z-Wert
• Fließmittelart und FM-Dosiermenge
• Frischbeton-, Bauteil- und Umgebungstemperatur
• Nachbehandlung

→ Darüber hinaus weist sog. Frühfester Straßenbeton eine schnelle Erhärtung in der Anfangsphase auf. Dennoch erlangt er die für die Verkehrsfreigabe erforderliche Festigkeit langsamer als Schnellbeton.

Anforderungen an den Schnellbeton 

Die Anforderungen an den Schnellbeton sind in Deutschland in den folgenden Regelwerken festgeschrieben: 

• „Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen und Richtlinien für die Bauliche Erhaltung von Verkehrsflächenbefestigungen – Betonbauweisen“ (ZTV BEB-StB): Hier wird die Verwendung von Schnellbeton für die Reparatur und Erhaltung von Verkehrsflächen aus Beton geregelt. 
• „Technische Lieferbedingungen für Baustoffe und Baustoffgemische für die Bauliche Erhaltung von Verkehrsflächenbefestigungen – Betonbauweisen“ (TL BEB-StB): In diesem Regelwerk sind die technischen Anforderungen an die Baustoffe für die Herstellung des Schnellbetons sowie an den fertigen Schnellbeton enthalten. 
• „Technische Prüfvorschriften für Verkehrsflächenbefestigungen – Betonbauweisen“ (TP B-StB): Künftig sind in diesen Vorschriften u. a. auch die Prüfungen am Baustoff Schnellbeton und der fertigen Leistung geregelt.  

Schnellbetonsysteme werden nach den angesprochenen Liefernormen wie folgt unterteilt:

Typ A	Transportbeton aus Zement, grobe und feine Gesteinskörnung mit maximal 22mm Durchmesser, Wasser und Zusatzmitteln
Typ B	Werksmäßig hergestellter zementgebundener Trockenmörtel (max. Durchmesser 4 mm) + bauseitig zugemischte gröbere Gesteinskörnungen (max. 22 mm) + Wasser
Typ C	Werksmäßig hergestellter zementgebundener Trockenbeton (max. 22 mm) + Wasser

Überdies muss Schnellbeton einen hohen Frost-Taumittel-Widerstand (XF4) aufweisen. Auch muss die Einbaukonsistenz auf das Einbauverfahren und die Temperatur auf die Neigung der Einbaufläche abgestimmt werden.

Temperatur

→ Die Frischbeton Temperatur darf bei Schnellbeton 10 Grad Celsius nicht unter- und im Regelfall 30 Grad Celsius nicht überschreiten.

Einbau von Schnellbeton 

In den meisten Fällen wird Schnellbeton im Handeinbau mithilfe von Rüttelflaschen und Rüttelbohlen in die entsprechend vorbereiteten Reparaturstellen eingebaut. Schon kurze Zeit nach dem Einbau kann die Oberfläche händisch (z. B. Reibebrett, Glättpatsche) oder maschinell (z. B. Rotationsglätter) bearbeitet und anschließend noch texturiert werden (z. B. Besenstrich, Waschbeton) – es ist empfehlenswert, Ersatzgeräte bereitzuhalten. 

→ Grundsätzlich ist es ratsam, den Schnellbeton in Mischanlagen oder Spezial-Mischfahrzeugen herzustellen, um die optimale Mischzeit zu gewährleisten.

Wie oben beschrieben unterscheidet sich Schnellbeton in seinen Eigenschaften von herkömmlichem Fahrbandeckenbeton. Für die Vorbereitung und Ausführung von Reparaturarbeiten sollten deshalb nur Firmen zugelassen werden, die praktische Erfahrungen im Betonstraßenbau mit entsprechenden Referenzen nachweisen können – das schließt technisch funktionsfähiges Einbaugerät sowie qualifiziertes und im Umgang mit Schnellbeton geschultes Fachpersonal mit ein. 

→ Schnellbeton sollte grundsätzlich direkt nach dem Einbau mit geeignetem Oberflächennachbehandlungsmittel (gemäß TL NBM-StB) behandelt oder mit feuchtem Vliesstoff oder Folien abgedeckt werden. Notwendig ist das Ganze für das schnelle Erreichen der Druckfestigkeit von 20 MPa (Frühfestigkeit bereits nach etwa 5 Stunden) und die damit zusammenhängende Verkehrsfreigabe.

Zusammenfassung: Stärken von Schnellbeton

Es lassen sich eine ganze Reihe von positiven Eigenschaften von Schnellbeton formulieren. Die dabei am häufigsten genannten wären:

1. Zeitersparnis: Schnellbeton kann zum Schlüsselfaktor bei zeitsensiblen Bauprojekten werden.
2. Flexibilität: Aufgrund der schnellen Bereitstellungs- und Verarbeitungszeit auf Witterungen spontan reagiert werden.
3. Hohe Festigkeit: Trotz kurzer Aushärtungszeit erreicht Schnellbeton den geforderten Härtegrad problemlos.

Anwendungsbereiche

Neben den Reparaturarbeiten an Verkehrsflächen eignet sich Schnellbeton auch für die Instandsetzung von Auffahrten und Fundamenten – grundsätzlich kann immer bei zeitsensiblen Bauprojekten abgewogen werden, inwiefern sich Schnellbeton lohnen könnte und herkömmlichen Beton vorzuziehen ist.

Für Endverbraucher ist Schnellbeton (oder in diesem Anwendungsfall auch oft Ruck-Zuck-Beton genannt) durchaus interessant. So können Fundamente für Pfosten, Zaunpfähle oder Kinderspielanlagen schnell, einfach und robust durch Privatpersonen angelegt werden.

→ Denkbar ist dessen Anwendung grundsätzlich bei allen privaten Kleinbauprojekten, die „mal schnell“ am Wochenende oder nach Feierabend durchgezogen werden müssen.

Quelle: „Planungshandbuch Straßen- und Wegebau“, der bauschaden (9/2019)