Maschinelles Glätten von Betonböden im Freien mit Luftporenbeton – ein Erfahrungsbericht

Die SCHWENK Beton Alb-Donau GmbH & Co. KG hat im Jahr 2016/2017 eine neues leistungsfähiges Transportbetonwerk im Industriegebiet Ulm-Donautal gebaut und in Betrieb genommen. Herzstück ist die Turmanlage mit 30 m Höhe und 2 Verladestraßen sowie ein separates Verwaltungsgebäude.

Bild 1: Mischanlage mit Freiflächen und Verwaltungsgebäude im Hintergrund im Jahr 2017 (Luftbild SCHWENK)

Bei solch einer Anlage kommt den Freiflächen eine besondere Bedeutung zu. Bei der Maßnahme galt es 3000 m² Freifläche in Betonbauweise herzustellen. Der ständige LKW-Verkehr mit Anlieferungen von Ausgangsstoffen, wie Zement, Sand und Kies, Zusatzstoffe und Zusatzmittel und durch die Betonfahrmischer, mit einem Gesamtgewicht bis zu 40 Tonnen, stellen extreme dynamische Belastungen der Freiflächen dar.

Zusätzlich ist die Beaufschlagung von Taumitteln in Verbindung mit Frost zu berücksichtigen. Hier ist der Einsatz von luftporenbildenden Zusatzmitteln Voraussetzung. Damals hatte man sich in Abstimmung mit dem Bauherrn, Planer und der ausführenden Firma entschieden, den Beton wegen der vielen Gefällewechsel und Einbauteilen, wie Entwässerungsrinnen und Schächten, nicht mit einem Fertiger, sondern händisch einzubauen.

Zu einigen Diskussionen hat der Vorschlag der Einbaufirma und der SCHWENK Bauberatung geführt, den Luftporenbeton mit einer Glättmaschine mit Telleraufsatz leicht zu glätten. Aus der Fachliteratur ist bekannt, dass bei intensivem Glätten von Luftporenbetonen, die Luftporen zerstört werden und demnach der Frost-/Tausalzwiderstand nicht mehr gewährleistet ist. Aus anderen Projekten hat sich jedoch gezeigt, dass bei einem leichten einmaligen Glättvorgang, mittels Glättmaschine und Telleraufsatz, die Luftporen an der Oberfläche nicht zerstört werden und der Frost-/Tausalzwiderstand beibehalten wird.

Als Rezepturvorschlag wurde ein Beton mit den Anforderungen C30/37, XC4, XD3, XF4, XM2, WA, Konsistenz F3 mit folgender Zusammensetzung ausgewählt:

Tabelle 1: Rezeptur und Ergebnisse Erstprüfung

Mit dieser Rezeptur gab es schon Erfahrungen bei Busspuren oder ähnlich belasteten Freiflächen. Auf die Verwendung von Splitt oder die Anlehnung an die ZTV/TL-Beton wurde aus Vereinfachungsgründen verzichtet. Laut dem „Merkblatt für Planung, Konstruktion und Bau von Verkehrsflächen aus Beton (M VaB) – Teil 1: Kreisverkehre, Busverkehrsflächen und Rastanlagen“ der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen (FGSV) aus dem Jahre 2013 ist dies auch in Abstimmung mit dem Planer möglich.

Nach dem Einbau des Frischbetons in Konsistenz F3 erfolgte sofort das Aufbringen eines Zwischennachbehandlungsmittels, um das vorzeitige Austrocknen der Oberfläche zu verhindern. Nach 2-3 Stunden konnte bereits mit dem Glättvorgang begonnen werden.

Der Einbau wurde eng durch das SCHWENK Technologiezentrum begleitet. Es wurden sogar Probeflächen angelegt, aus denen Bohrkerne gezogen wurden, die daraufhin einer CDF-Prüfung unterzogen wurden. Es hat sich gezeigt, dass auch die mittels Glättmaschine bearbeiteten Oberflächen einen guten Frost-/Tausalzwiderstand aufweisen.

Bild 2: Glättvorgang mit Glättmaschine und Telleraufsatz

Dem leichten Glätten mittels Glättmaschine folgte das Aufbringen eines Besenstriches, um die Rutschsicherheit zu gewährleisten. Anschließend wurden die Betonflächen durch Auflegen von Folie nachbehandelt. Der Fugenschnitt erfolgt einen Tag nach dem Einbau. Wenige Wochen nach der Herstellung der Betonflächen wurde das Transportbetonwerk in Betrieb genommen.

Zustand nach 6 Jahren in Nutzung
Inzwischen ist das Transportbetonwerk bereits 6 Jahre in Betrieb und gut ausgelastet. Da es zu Beginn der Maßnahme Bedenken bei der Ausführung der Betonflächen mit dem Glätten gab, war interessant zu sehen, ob die Bedenken gerechtfertigt waren.

Frost-/Tausalzschäden bei Betonflächen entstehen im Regelfall bereits in den ersten Jahren der Nutzung. Wären durch den Glättvorgang die Luftporen in der oberflächennahen Schicht zerstört worden, wären Schäden und Abwitterungen bereits nach den ersten Wintern aufgetreten.

Bild 3: Betonfläche im Einfahrtsbereich mit üblichen Nutzungsspuren
Bild 4: Keinerlei Abplatzungen an Gerinne und Fugen
Bild 5: Trotz hoher Belastung weiterhin gute Oberflächenqualität

Dies ist nicht der Fall. Nach 6 Jahren intensiver Nutzung kann bestätigt werden, dass die Betonflächen in einem bei dieser Beanspruchung sehr guten Zustand sind und nur die üblichen Nutzungsspuren aufweisen. Es gibt keinerlei Abwitterungen oder sonstige Schäden, die auf ein gestörtes Luftporensystem in der Oberfläche hinweisen. Sogar die Fugen sind noch sehr gut in Takt. Somit wurde bei der Maßnahme bestätigt, dass leichtes Glätten von Luftporenbetonen mit Glättmaschinen möglich ist.

Parallel wurden 2017 auch im Zementwerk Allmendingen 4000 m² Freiflächen um die neue DeCONOx-Anlage, zur Reduzierung der Stickoxide, in derselben Bauweise erstellt. Auch hier ergaben sich nach 6 Jahren intensiver Nutzung keinerlei Frostschäden.

Bild 6: Betonflächen bei DeCONOx-Anlage in Allmendingen

Somit kann festgestellt werden, dass die Bauweise für Freiflächen mit Luftporenbeton und leichtem Glätten mittels Glättmaschine mit Telleraufsatz durchaus funktionieren kann. Es muss allerdings beachtet werden, dass der Glättvorgang nur leicht ausgeführt wird und die Flächen auch gut nachbehandelt werden. Die Vorgehensweise muss vorab mit allen Beteiligten abgestimmt und der Einbau und die Oberflächenbearbeitung eng begleitet werden.