Porenbeton ist ein äußerst vielseitig einsetzbarer Werkstoff. Mit dem Leichtbeton sind Konstruktionen mit einer hohen Tragfähigkeit bei gleichzeitigem Wärme-, Schall- und Brandschutz möglich. Die besondere Eigenschaft aus niedriger Rohdichte und hoher Festigkeit macht das Material im Wohnungs- und Wirtschaftsbau so interessant. Man findet ihn als Mauersteine, aber auch als ganze Fertigbauteile. Wir wollen uns den genialen Baustoff einmal genauer ansehen. Die Geschichte, die Herstellung und natürlich die Verwendungsmöglichkeiten des Porenbetons sollen dabei im Mittelpunkt stehen.
Was ist Porenbeton?
Das Wichtigste gleich zu Beginn: Porenbeton ist kein Beton. Das liegt daran, dass der früher aus Gasbeton genannte Werkstoff keine Gesteinskörnungen wie Kies oder Sand enthält. Grundlage des Porenbetons ist ein feines quarzhaltiges Sandmehl, welches zu einem großen Teil an den chemischen Umsetzungen teilnimmt. Dazu kommen Branntkalk und Zement. Gasbeton gehört wie Kalksandstein zu den dampfgehärteten Baustoffen und benötigt zwingend eine Dampfbehandlung mit gesättigtem Wasserdampf während der Herstellung. Zudem muss Porenbeton nicht alle Bestandteile von Beton beinhalten. Es gibt beispielsweise Varianten ohne Zement.
Porenbeton – Geschichte
Im 19. Jahrhundert begann die Entwicklung des Baustoffes mit dem Ziel, künstliche Bausteine in gleichbleibender Qualität und großen Mengen herzustellen. Grundlage sollten die natürlichen Materialien Quarzsand und Kalk sein. Schon im Jahr 1877 kochte Zemikow einen Kalk-Sand-Mörtel, der aber nicht fest genug wurde. Auch Michaelis experimentierte im hochgespannten Wasserdampf mit einem wasserarmen Kalk-Sand-Mörtel und schaffte es, den Mörtel zu einem festen Calciumsilikathydrat umzuwandeln. Damit legte er die Grundlage für alle dampfgehärteten Baustoffe.
Das nächste Patent ging im Jahr 1889 an E. Hoffmann, dem das Aufblähen des Materials mit Hilfe von verdünnter Salzsäure vor der Erhärtung gelang. J. W. Aylsworth und F. A. Dyer entwickelten im Jahr 1914 ein Verfahren, bei dem während der Reaktion von Kalk mit Wasser unter Verwendung von kleinen Mengen Metallpulver (Aluminiumpulver oder Zinkpulver), gasförmiger Wasserstoff freigesetzt wurde. Dies war ein weiterer grundlegender Schritt zur Entwicklung des Porenbetons. Nach dem Ende des Ersten Weltkrieges wurde die Entwicklung des Baustoffes durch die Schweden vorangetrieben, die auch im Jahr 1923 den ersten Porenbeton herstellten. Axel Eriksson erhielt ein Jahr später das Patent auf seine Erfindung. 1929 begann die industrielle Fertigung von Porenbetonerzeugnissen in Schweden. Yxhults Anghärdade Gasbetong wurde später mit dem Namen Ytong zur ersten eingetragenen Baustoffmarke der Welt. Auch wenn es mittlerweile sehr viele Hersteller von Porenbeton gibt, ist wohl bis heute der Baustoff mit der Marke Ytong verbunden.
Meilensteine nach 1945
1945 Entwicklung des Schneideverfahrens mit gespannten Stahldrähten
1958 bewehrte Dach- und Deckenplatten werden geformt
1959 Normung von Mauersteinen und Platten (DIN 4165 und DIN 4166)
1977 Nut- und Federverbindung zur Erleichterung und Beschleunigung des Bauens
1983 Mauersteine aus Porenbeton mit Grifftaschen
1994 Flachstürze zum manuellen Einbau
2004 raumgroße Mauertafeln nach DIN 1053-4
Verwendung von Porenbeton
Porenbeton ist vielseitig einsetzbar. Es werden Mauersteine oder auch ganze Fertigbauteile wie Wand- und Deckenplatten gefertigt. Die Rohdichte von Porenbeton liegt zwischen 300 und 800 kg/m³. Damit ist der Baustoffsehr leicht bei gleichzeitig hoher Tragfestigkeit. Die Wärmedämmung von Porenbeton ist mit 0,08 bzw 0,09 W/(mK) richtig gut, jedoch lässt der Schallschutz eher zu wünschen übrig. Porenbetonsteine und Bauteile werden vor allem bei Modernisierung und Neubau von Häusern sowohl als tragende Außenwände als auch als nichttragende Innenwände eingesetzt. Porenbeton eignet sich zum Ausfüllen von Stahlskelettkonstruktionen genauso gut wie bei Holzfachwerk. Auch Brand- und Feuerschutzwände werden aus Porenbeton hergestellt.
Die Steine oder Bauteile werden mit Dünnbettmörtel zusammengefügt. Es ergibt sich also eine sehr geringe Fugendichte von ungefähr ein bis zwei Millimetern. Außerdem besitzen die Steine seit 1977 ein Nut- und Federsystem, sodass wirklich nur die Lagerfugen mit Mörtel gefüllt werden müssen. Die Grifftaschen garantieren ein einfaches Verlegen und große Fertigbauteile für Wände, Decken und Dach einen schnellen Baufortschritt.
Vorteile von Porenbeton
- geringes Eigengewicht bei starker Festigkeit
- gute Wärmedämmung
- im Sommer hoher Wärmeschutz
- leichte Be- und Verarbeitung
- gute Ökobilanz
- viele aufeinander abgestimmte Bauteile
Nachteile von Porenbeton
- relativ schlechter Schallschutz
- nicht vollständig wiedervertbar
- hohe Aufnahme von Feuchtigkeit durch die Poren (nicht als Außenhaut ohne weitere Abdichtung möglich)
- nur geringe Punktbelastung möglich (Probleme beim Verankern schwerer Elemente)
Wie wird Porenbeton hergestellt?
Porenbeton wird aus Quarz- oder Natursand, Kalk und/oder Zement hergestellt. Der Sand ist so fein gemahlen wie Mehl, teilweise wird er auch durch Flugasche aus dem Steinkohlekraftwerk ersetzt. Unter Zugabe von Wasser mischt man nun die Rohstoffe zu einem Mörtel. Manchmal werden zur Verbesserung der Produkteigenschaften noch geringe Mengen an Gips, Anhydrit oder fein zermahlener alter Porenbeton hinzugegeben. Je nachdem wie das Mischungsverhältnis aussieht, entstehen die unterschiedlichen Rohdichten und somit die verschiedenen Wärmedämmungs- und Festigkeitsklassen. Nun kommt das Metallpulver hinein, durch welches der Porenbeton seine spezielle Konsistenz bekommt. Man verwendet als Porenbilder Aluminiumpulver oder auch -paste.
Die ganze Mischung gießt man dann in Formen bzw. große Wannen, in denen dann das Aluminiumpulver in der alkalischen Suspension Wasserstoffgas entwickelt. Es entstehen viele kleine Blasen, die die Mischung nach und nach aufschäumen. Das Endvolumen ist innerhalb kurzer Zeit (zwischen 15 Minuten und 50 Minuten) erreicht. Die Blöcke werden danach mithilfe von straff gespannten Stahldrähten zurechtgeschnitten. Danach kommen die Steine bzw. Beáuteile in spezielle Dampfdruckkessel um zu härten. In den Autoklaven herrschen Temperaturen von 180 bis 200 Grad Celsius und ein sattdampfdruck von zehn bis zwölf Bar. Nach zehn bis zwölf Stunden erreicht der Porenbeton seine endgültige Festigkeit. Die Härtung mit Wasserdampf benötigt viel weniger Energie als das Brennen von Tonziegeln. Deswegen hat Porenbeton eine besonders gute Ökobilanz.
Unbewehrter Porenbeton
Unbewehrter Porenbeton ist der reine Baustoff ohne verstärkende Materialien. Ihr findet ihn meist als Blöcke und Mauersteine. Die gleichmäßig verteilten Luftbläschen sorgen für ein hohes Dämmvermögen und gewährleisten ein gutes Raumklima. Das Material ist nicht brennbar und widersteht Feuer bis zu 360 Minuten. Damit entspricht Porenbeton der Schutzklasse A1 DIN 4102. Gasbeton hat keine chemischen oder allergischen Zusatzstoffe und ist daher ein ökologischer Baustoff. Porenbeton wird in vier Festigkeitsklassen eingeteilt, die durch farbliche Kennzeichnung unterschieden werden:
- Festigkeitsklasse 2: grün
- Festigkeitsklasse 4: blau
- Festigkeitsklasse 6: rot
- Festigkeitsklasse 8: schwarz
Porenbeton mit Bewehrung
Bei Fertigbauteilen wird in den Gasbeton oftmals eine Bewehrung eingezogen. Das heißt, dass das Material mit Stahl oder textilen Strukturen zusätzlich verstärkt wird und so mehr Druckkräfte aufnehmen kann. Fertigbauteile mit Bewehrung sind oftmals Wand-, Decken- und Dachplatten sowie Wandtafeln, die im Industrie- und Wohnungsbau zum Einsatz kommen. Die Fertigbauteile können durch die Kombination mit Stahl, Holz oder Stahlbeton variabel eingesetzt werden.
Rückbau, Recycling und Deponierung
Der Gasbeton hat eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer. Oftmals muss er aber aufgrund baulicher Veränderungen, Abriss oder Verschleiß anderer nicht so lang lebender Materialien und Installationen dennoch weichen. Der mineralische Baustoff kann nur in Teilen recycelt werden, in dem Sinne, dass alter Porenbeton vermahlen und einer neuen Suspension hinzugefügt wird. Es können auch Granulate erzeugt werden, die als Wärmedämmschüttungen oder als Substrat auf dem Gründach ihre neue Verwendung finden. Ansonsten bleibt nur eine Deponierung des abgetragenen Porenbetons übrig. Deswegen sollte bei Umbau und Abriss wirklich gut überlegt werden, ob und in welchem Umfang dies notwendig ist. Wenn ihr selbst Gasbeton entsorgen wollt, dann denkt an unsere Worte und mischt ihn nicht unter normalen Bauschutt, sondern bringt ihn zu einer speziellen Deponie.
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