Beton mit Anforderungen an das Aussehen

3.1 Allgemeines

Gestaltete Betonflächen sind das Spiegelbild der Schalungshaut. Die eindeutige, vom Auftragnehmer geforderte, Wahl der "richtigen" Schalungshaut muss sich demzufolge aus der Leistungsbeschreibung ableiten lassen. Dieses gilt sowohl für den Typ als auch in manchen Fällen für das Fabrikat.

Die konstruktiven (z.B. Spundungen beim Brett) und verarbeitungstechnischen (z.B. Trennmittelwahl) Belange bleiben grundsätzlich dem Auftragnehmer überlassen, müssen sich jedoch ihrer Funktion nach der Leistungsbeschreibung anpassen.

Das bedeutet, dass im Falle eines brettgeschalten Sichtbetons einerseits der gestalterischen Auflage zu entnehmen sein muss, ob es sich um eine strukturell "glatte ", also mittels Hobelbrett oder um eine "rauhe", mittels sägerauhem Brett zu schalende Fläche handelt, wobei andererseits die Auflage der Spundung, deren konstruktive Art dem Auftragnehmer überlassen ist, vom optischen Hinweis abzuleiten ist.

Haben wir es in dem Zusammenhang bei der Forderung einer holzstrukturierten Betonfläche mit der Reproduktion einer Kunststoff-Matrize zu tun, so ist dies eine Sonderleistung und dem Beschrieb zu entnehmen.

Dabei verpflichten weitergehende Forderungen, wie z.B. "porenfrei", "farbgleich", die im Widerspruch sowohl zur Schalhaut als auch zum Beton stehen, den Auftragnehmer nach VOB/B § 4 Absatz 3 zur Anmeldung fachlicher Bedenken. In solchen Fällen ist es zweckdienlich, die Ermittlung anwendungstechnischer Grenzen und gestalterischer Möglichkeiten einer objektentsprechenden Musterfläche zu überlassen. "Objektentsprechend" bedeutet, nach Material, Dimension, Verarbeitung, Witterung etc. die Übereinstimmung mit dem bestehenden Bauwerk bzw. der zu erstellenden Betonfläche.

Demzufolge ist man gut beraten, eine solche Probeeinheit im Zuge des zu erstellenden Bauwerks (z.B. im Kellerbereich) einzuplanen. Anderenfalls sind dem Auftragnehmer die Selbstkosten einer Sonderleistung zu vergüten. Im Mittelpunkt der Leistungsbeschreibung gestalterischer Betonflächen bedarf es neben dem unmittelbaren strukturellen Einfluss der Schalungshaut des betonbezogenen Hinweises, dass es sich um einen heterogen Baustoff handelt.

    Fassadenbeispiel

    Bild 3: Bei Betonflächen mit Anforderungen an das Aussehen bleibt das gestalterische Konzept allein dem Planverfasser überlassen.

     

Beton besteht strukturgemäß aus Bindemittel und Zuschlag verschiedener Größen. Bestimmend für seine Oberfläche ist dabei jedoch der Zementstein, d.h. der Mehlkorngehalt. Die Struktur, Dichte und Gleichmäßigkeit des Zementsteins bestimmen den Grauton der Betonfläche. Da eine völlig übereinstimmende Zementsteindichte sowohl schalungs- als auch betontechnisch aus verarbeitungstechnologischer Sicht beider Materialien nicht möglich ist, ist auch eine Grautongleichheit partiell nicht zu erzielen. Das gleiche gilt für die Porenbildung, bei der als Einfluss unter Umständen zusätzlich der mögliche Klebeeffekt des Trennmittels hinzu kommt.

    unterschiedliche Grautöne

    Bild 4: unterschiedliche Grautöne bei Sichtbeton

     

Deshalb kann im Zusammenhang mit Betonflächen gestalterisch nur von "Einheitlichkeit" gesprochen werden, die weitgehend von der individuellen Betrachtung abhängt. Mit anderen Worten bestimmt die Architektur, d.h. die Dimensionierung, Gliederung und die Abstimmung zu benachbarten Baustoffen, den Wirkungsgrad einer gestalterischen Betonfläche.

Sichtbeton ist architektonisch das Ergebnis einer nach Dimension und Struktur mit der Umgebung abgestimmten Zementsteinfläche, die im unbehandeltem Zustand im einheitlichen grau oder partiell grautonbelebt in Erscheinung tritt. Es ist die Aufgabe des Planers, das gestalterische Konzept zu bestimmen, dabei muss ihm die Materie Beton und Schalung nach Material und Verarbeitung bekannt sein. Die fach- und materialgerechte Handhabung dieser Materie ist Sache des Auftragnehmers.Grundlage dafür ist wiederum die eindeutige Leistungsbeschreibung.

    einheitliche Färbungen

    einheitliche Färbungen

    bilder 5 und 5a: Einheitliche Färbungen

     

    3.2 Flächengestaltung durch Schalung

    3.2.1 Holztextur-Betonflächen

Bei holzstrukturierten bzw. profilierten Ausführungen sind die Planebenflächigkeits-Toleranzen materialabhängig und erfahrungsgemäß in den Bereich der DIN 18202/5 Zeile 6 einzustufen.

Der Hinweis "Sichtbeton" ist auch dann im Sinne der DIN 18202/5 als oberflächenfertig zu verstehen, wenn Betonflächen zusätzlich bearbeitet oder behandelt werden.

    Holztextur Betonflächen

    Bild 6: Holztextur - Betonflächen

    o.l.) Fertigteilfläche mit sägerauhen Brettern und nachträglich abgeschlagenen Profilkanten

    o.r.) Hobelbrettgeschalte Sichtbetonfläche mit negativ gehaltener Brettunterteilung

    u.l.) Sichtbeton mit mechanisch vorbehandelten Brettern und ausgerichteten Stößen sowie betonten Brettbreiten

    u.r.) Mit Brettschwarten strukturlebhaft erstellte Sichtbetonfläche, bei der durch Verwendung von Blähton ein gezielter Grauton erreicht wurde

     

    3.2.2 Planebene Betonflächen

Unterschieden wird zwischen Sichtbeton, planeben-glatt/ porengeschlossen und Sichtbeton, planeben-glatt/ porenoffen.

Unter "porengeschlossenen" Betonflächen versteht man vergüteten, also nicht saugende Schalungen, bei denen kein Wasseranspruch gegeben ist und das Zugabewasser voll der Hydratation zugute kommt. Für den Sichtbeton bedeutet das einen helleren Grauton, aber unter Umständen im Zusammenhang mit Sedimentationen intensivere Grautonschattierungen, also eine Beeinträchtigung der Einheitlichkeit.

"Porenoffene" Flächen setzen unvergütete, also rohe Holzwerkstoffschalungen voraus (Sperrholz,Spanplatten etc.), die zwar nicht wirklich saugend sind, trotzdem aber einen minimalen Eigenwasserbedarf besitzen, damit die Betonflächenstruktur einen gebrochenen, dunkleren Grauton bekommt, der auch im Falle der Sedimentation weitgehend einheitlich bleibt. In diesem Sinne eine Verminderung des optischen Risikos. Bezüglich der Planebenflächigkeit sind beide übereinstimmend gemäß Zeile 6 DIN 18202/5 einzustufen und erfüllen ggf. auch die Toleranzgenauigkeiten. Grundsätzlich aber sind in diesem Toleranzbereich Versprünge und Absätze innerhalb der Schalungshaut-Stoßbereiche nicht auszuschließen, da diese gemäß der Platten DIN Normen aus Materialgründen infolge Feuchtigkeitsaufnahme unvermeidlich sind.

Diese kaum vermeidbare "Ungenauigkeit" lässt seitens der Leistungsbeschreibung einen Hinweis auf die Flächen-Gliederung unumgänglich erscheinen, dem möglichst die Standardformate der Holzwerkstoffschalungen eingeordnet sind.

    planeben, glatte, porenoffene Betonfläche

    Bild 7: Planeben-glatte, porenoffene Betonfläche (heller wegen eines höheren w/z- Wertes)

    planeben glatte Betonfläche

    Bild 8: Planeben- glatter Sichtbeton in Vorfertigung

     

Konstruktive und zugleich physikalische Notwendigkeiten können sich im Zusammenhang mit Sichtbetonforderungen bei Plattenschalungen dann ergeben, wenn man gegensätzliche Witterungsverhältnisse zu berücksichtigen hat. Unter Feuchtigkeitseinwirkungen schwinden bzw. quellen Holz- und Holzwerkstoffe aller Typen (auch Sperrholz) mit unterschiedlicher Intensität. So rechnet man bei Massivholz je % Feuchtigkeit mit ca. 0,2% und bei Sperrholz mit etwa 0,02% mittlere Dimensionsveränderung.

Um Betongratbildungen bzw. Absandungen oder gar Nestansätze konstruktiv zu vermeiden und damit den gestalterischen Sichtbeton optimal zu gewährleisten, ist die Eigenfeuchte der Schalung durch entsprechende Behandlung (z.B. Wässern oder witterunggeschützte Lagerung) auf den praxisbezogenen Mittelwert zum Montagezeitpunkt sicherzustellen, deshalb sollte der Planverfasser diese materialbezogenen Gegebenheiten bei der Leistungsbeschreibung berücksichtigen.

    3.2.3 Industrie- oder Ingenieursichtbeton

Sichtbeton untergeordneter Qualität, 2.Wahl also, bietet sich z.B. bei Ingenieurbauten durch den Einsatz von Plattenschalungen in Vollholz oder Dreischichten nach DIN 18215 an. Hier geht es darum, eine größere Flächeneinheit konventionell oder mittels Systemschalung wirtschaftlich in der Durchführung und einheitlich im Gesamtbild zu erstellen. Mit der Vielzahl von relativ kleinen Elementen (z.B. 150 x 50 cm) sind partielle Unzulänglichkeiten kaum zu vermeiden.

    glattgeschalte Betonfläche

    Bild 9: Glattgeschalte Betonflächen: Die Schalung gleitet am jungen Beton hoch und hinterläßt Schleifspuren, die material- und funktionsgerechte Zugeständnisse an die Optik verlangen.

    klettergeschalte Betonfläche

    Bild 10: Klettergeschalte Betonfläche (Arbeitsfugen sind gestaltend auszuarbeiten)

Ausschreibungen fordern immer wieder Kassetten oder Rippendecken in Sichtbeton. Hierbei kann es sich um Industrie- oder Ingenieurbeton, also mehr oder weniger streichfähige Betonflächen handeln. Es ist festzustellen, dass ein einheitlicher Grauton bei diesen Betonkörpern nicht zu gewährleisten ist, was folgende anwendungstechnische Ursachen haben kann:

    1) Entstehung eines Siebeffektes durch zu eng aneinanderstehende Bewehrungsstäbe, so dass sich keine homogene Betonstruktur im Zuge der Verdichtung einstellen kann.

    2) Der Auftragnehmer muss die geforderte Betonfestigkeit bzw. ein nestfreies Gefüge gewährleisten, was ein hohes Maß an Verdichtung voraussetzt.

    3) Wegen des hohen Verdichtungsgrades einerseits und der bewehrungsbedingten Sedimentationstendenz zum anderen kommt es unvermeidbar zu Konzentrationen, besonders des Fein- und Feinstkornes (Mehlkorn 0/0,25), was u.U. eine erhebliche Minderung des w/z-Faktors, Hydratationsbeeinträchtigungen und damit starke, partielle Grautonschattierungen zur Folge haben kann.

    4) Der Vibrationseffekt bewirkt, dass das Feinkorn bei einer horizontalen Fläche eine gleichmäßigere Verteilung erfährt als bei vertikalen oder schräg verlaufenden Flächen.

Zusammenfassend kann man sagen, dass großflächige Rippen,- Kassetten oder ähnliche Betonkonzeptionen in rein gestaltetem Sichtbeton nicht ausführbar sind. Unter der Bezeichnuung "Industrie- oder Ingenieursichtbeton" lassen sich auch gleitgeschalte Flächen einordnen, deren Qualität vom einheitlichen Gesamteindruck bestimmt wird.

3.2.4 Sichtbeton planeben-rauh

Eine Reproduktion gerasteter Holzwerkstoffplatten bieten sogenannte Siebdruckschalungen. Die Betonflächen zeigen eine porengeschlossene, dem Raster entsprechend rauhe und im Lichteffekt dunkle Wirkung, deren Funktion infolge der größeren Oberfläche im Zusammenhang mit Kunstharzanstrichen besonders zweckdienlich sein kann. Entsprechend der Ausführung ist hierbei das Schalungsfabrikat zu benennen.

3.2.5 Sichtbeton profiliert - kunststoffgeschalt

Wegen der Vielzahl der Typen (z.B. Glasfaserkunstharz, Polyurethan, Plystyrol, PVC, etc.) ist hier die Typen- und die Fabrikatsangabe unumgänglich. Das gilt für die Materialien selbst genauso wie für alle Zubehörerzeugnisse. Bezüglich der Betonflächenqualität ist es ratsam, in jedem Fall eine objektentsprechende Probefläche zu betonieren.

3.3 Bearbeitete Betonflächen

Bearbeitete Betonflächen sind Sichtbetonflächen und ungeschalte Flächen, die einer nachträglichen Oberflächenbehandlung unterzogen werden. Dazu gehören u.a. Waschen, Spalten, Spitzen, Stocken, Scharrieren, Sandstrahlen, Absäubern, Schleifen, Flammstrahlen, Walzen, Glätten und Besenstrich.

Kunststoffschalungen

Bild 11: Kunststoffschalungen

o.l. ) Profilierte Sichtbetonfläche mit flexibler Matrizenschalung (Polyurethan)

o.r. ) Sichtbetonfläche mit Polystyrolschalung erstellt (oben rechts)

u.l. ) Gegensätzlichkeiten kunststoffgeschalter Profil-Sichtbetonflächen

u.r. ) Beispiel für Glasfaserkunstharzschalung

Alle derartigen Maßnahmen dienen in erster Linie der Gestaltung, aber auch zur Neutralsierung im Zusammenhang mit optischen Mängelrügen. Vorrangig findet man Bearbeitungen von Betonflächen im Bereich industriell erstellter Fertigteile, sei es als tragende Einheiten, wie Stützen, Balken etc., gestalterische Elemente wie Fassadenplatten oder optisch funktioneller Teile wie Betonplatten, Randsteine etc.

Im folgenden wird kurz erläutert, welche Funktionen die einzelnen nachträglichen Oberflächenbehandlungen besitzen:

Waschen:Bearbeitung zur Erzielung einer Waschbetonfläche. Die Auswaschtiefe darf nicht mehr als 1/3 des Größtkorndurchmessers betragen. Verfahren des Auswaschens sind das Positiv-, Negativ- und Sandbettverfahren. Sofern der Vorsatzbeton aus fertigungstechnischen Gründen mit Magerbeton erstellt wird, empfiehlt sich eine entsprechende Nachbehandlung (zum Zwecke des Betonschutzes).

Spalten: Bearbeitung mit einer Spaltmaschine, die z.B. aus plattenförmigen Werkstücken Mauersteine mit gespaltenen, bruchrauhen Flächen fertigt. Die gespaltene oder bruchrauhe Fläche kann auch mit einem Hammer oder Eisen hergestellt werden. Mauersteine nach dieser Bearbeitungsart heißen Spaltmauersteine oder Bossensteine.

Spitzen:Bearbeitung mit Spitzeisen, was bedeutet, dass senkrecht zur Sichtfläche mit einem Spitzeisen Schlag neben Schlag gesetzt wird. Es wird keine Richtung erkennbar. Die Kanten werden gebrochen, weil sonst keine exakte Eckausbildung möglich ist.

Stocken:Bearbeitung mit einem Stockhammer. Dieser weist an seinem Kopfeisen die Ausbildung von Spitzen auf, womit Betonflächen aufgerauht werden können, d.h.die oberste Zementschicht entfernt und Zuschläge freigelegt werden.

Scharrieren:Steinmetzmäßige Bearbeitung mit einem breiten Scharriereisen. Es folgt ein Schlag neben dem anderen, so dass eine gleichmäßige Richtung entsteht. Scharrieren ist i.d.R. nur bei weichen Zuschlägen möglich.

Sandstrahlen:Bearbeitung mittels Sandstrahlgerät und einem Strahlgut, z.B. Sand, Glassand, Basalt oder Korund. Durch Aufstrahlen unter ca. 4-6 bar Druck wird die oberste Schicht des Betons abgestrahlt und die Zuschläge werden sichtbar. Die Ausstrahltiefe kann variiert werden.

Absäuern:Entfernen der obersten Zementhaut durch Säureangriff, z.B. verdünnter Salzsäure 1:10 etc. Die Oberflächenwirkung kommt einem leichtem Sandstrahlen nahe. Vor und nach dem Absäuern gut mit Wasser ausspülen bzw. nachspülen.

Feinwaschen:Alternative zum Sandstrahlen oder Absäuern. Dabei erfolgt eine trennmittelchemische Bearbeitung über die Schalhaut. Der Zementleimaufschluss erfolgt in geringster Tiefendimension bis zu einem Millimeter und erreicht ohne Nachteile einen Feinstruktureffekt, wie er sich besonders im Zusammenhang mit Zuschlageinfärbungen gestalterisch wirkungsvoll zeigt.

Schleifen:Bearbeitung durch Schleifen, auch Fräsen genannt, Feinschleifen, Spachteln der offenen Poren und Abziehen der erhärteten Spachtelmasse, i.d.R. durch Schleifen mit einem noch feineren Schleifstein.

Flammstrahlen:Meist im Zusammenhang mit Regenerationsarbeiten Bearbeitung der Betonfläche mit intensiver Hitze (ca. 3000°C), um eventuell mürbe Bestandteile zu beseitigen. Bezüglich der Temperatureinwirkung auf Bewehrungen bei niedriger Überdeckung technisch umstritten. Flammstrahlen wird oftmals als Ausgangsbasis nachfolgenden Spritzputzes angewandt.

Walzen, Glätten, Besenstrich:Diese Typen sind Bearbeitungsarten ungeschalter Betonflächen, bei denen es darum geht, einen optisch gezielten Abschluss zu erreichen.

    nachbearbeitete Flächen

    Bild 12: Beispiele für nachbearbeitete Flächen

    o.l.) Waschbeton

    o.r. ) sandgestrahlte Fläche

    u.l. ) mechanisch nachbearbeitete Fläche

    u.r. ) Strukturell chemisch-mechanische Fläche

Es empfiehlt sich, bei allen "bearbeiteten" Betonflächen, einen atmungsaktiven Betonschutz einzuplanen, da durch die Bearbeitung eine verstärkte Saugneigung durch mechanische Beseitigung einer Zementleimschicht entsteht, was dazu führen kann, dass starke Grautongegensätze durch Niederschlag die Architektur beeinflussen.

3.4 Nachträglich behandelte Betonflächen

Darunter versteht man eine weitere zusätzliche Behandlung durch Fluatieren, Polieren, Versiegeln, Beschichten, Hydrophobieren, etc. Man kann bei den Behandlungsarten von "Betonschutz", z.B. gegenüber Witterungseinwirkungen, zur Minderung von Oberflächenkarbonatisierungen, sprich Kalkschleierbildungen und -ausblühungen, als Feuchtigkeitsabweisung zur verminderten Korrosionsanfälligkeit bei Alkalischwund bzw. unzureichender Bewehrungsüberdeckung sprechen. Die Behandlungen bedürfen fachlicher Beratung bzw. sind die anwendungstechnischen Hinweise der Herstellerfirmen fach- und materialgerecht einzuhalten.

Betonfläche deckend gestrichen

Bild 13: Nachträglich behandelte Betonflächen deckend gestrichen