Luftporenmittel (LP) sind chemische Substanzen – zumeist Flüssigkeiten –, die im Beton viele kleine, verteilte Luftporen erzeugen, die auch während des Mischens und Verdichtens stabil bleiben. Durch diese gezielt eingebrachten Poren erhöht sich der Frostwiderstand und der Frost-Taumittel-Widerstand des erhärteten Betons erheblich. Die Luftporen füllen sich auch nach langer Wasserlagerung nicht vollständig mit Wasser, da sie nicht kontinuierlich miteinander verbunden sind.

Warum brauchen Sie Luftporen im Beton?

Sinkt die Bauteiltemperatur unter den Gefrierpunkt, gefriert das in den großen Poren des Betons enthaltene Wasser. Damit einhergehend ist eine Volumenvergrößerung des gefrierenden Wassers. In dem noch nicht gefrorenen Wasser wird dadurch ein hydrostatischer Druck erzeugt, der – wenn die Zugfestigkeit des Zementleims überschritten ist – den Zementstein sprengt. Die gezielt eingebrachten Luftporen des mit LP versetzten Betons bieten dem noch nicht gefrorenen Wasser eine Ausweichmöglichkeit und verhindern so Frostschäden.

Welche Porenstruktur ist entscheidend?

Entscheidend ist der kurze Abstand der Luftpore zum expandierenden Wasser – idealerweise 0,1 bis 0,2 mm. Ein dichtes System kleinster Luftporen ist daher günstig. Der Porendurchmesser sollte bei 0,3 mm liegen, der Abstandsfaktor (AF) maximal 0,2 mm betragen. Diese Parameter bestimmen, wie effektiv das System gegen Frost-Taumittel-Angriffe schützt.

Chemische Substanzen und Wirkprinzip

Als Luftporenbildner kommen verschiedene chemische Substanzen zum Einsatz:

  • Wurzelharze (Tall- und Balsamharze)
  • Ligninsulfonate
  • Salze der Carboxylverbindungen und Proteinsäuren

Schaum und Luftblasen werden in der wässrigen Lösung durch bevorzugte Adsorption an Oberflächen und Reduktion der Oberflächenspannung des Wassers stabilisiert. Das Mittel wirkt ähnlich wie ein Tensid und hält die Mikroluftblasen im Zementleim stabil verteilt.

Wo setzen Sie LP-Beton ein?

Unter anderem bei folgenden Bauteilen kommt LP-Beton zum Einsatz:

  • Lagerflächen und Betonfahrbahnen (Autobahnbau, Brückenkappen)
  • Räumerlaufbahnen von ringförmigen Klärbecken in Klärwerken
  • Wasserbauwerke und -teile im nicht frostfreien Außenbereich

Dabei sind die betontechnologischen Rahmenbedingungen der Expositionsklassen XF2, XF3 und XF4 nach EN 206-1 einzuhalten. In Deutschland gelten zusätzlich DIN 1045-2 sowie weitere technische Regelwerke wie die ZTV-ING.

Weitere Verarbeitungs-Effekte

Luftporenmittel bewirken einen kugellagerähnlichen Effekt im gemischten, noch flüssigen Beton, so dass eine verflüssigende Wirkung – ähnlich wie durch Betonverflüssiger und Fließmittel – zu verzeichnen ist. Dadurch können Sie Zugabewasser einsparen oder aber eine Verbesserung der Konsistenz (weicherer Beton) erreichen.

Alternative Verfahren: Mikrohohlkugeln statt Schaum

Inzwischen werden auch fertige, elastische Hohlkugeln mit einem Durchmesser von weniger als 0,08 mm angeboten, die dem Beton statt Schaum untergemischt werden können. Diese Systeme bieten eine definierte Porengröße und -verteilung, erfordern jedoch eine angepasste Rezeptur.

Praxis-Take-away

Für frostgefährdete Bauteile mit Tausalzbelastung ist LP-Beton unverzichtbar. Achten Sie auf die Einhaltung der geforderten Luftporenkennwerte – Porendurchmesser 0,3 mm und Abstandsfaktor AF ≤ 0,2 mm. Prüfen Sie Expositionsklasse und Regelwerksanforderungen bereits in der Ausschreibungsphase, um spätere Nachbesserungen zu vermeiden. Die verflüssigende Wirkung von Luftporenmitteln kann bei der Dosierung von Zugabewasser berücksichtigt werden, ersetzt jedoch keine vollwertige Fließmittel-Zugabe bei hohen Konsistenzanforderungen.

Mehr zu betontechnologischen Grundlagen finden Sie in den Artikeln Schwindverhalten von Beton und Mörtel und Chloridwiderstand von Beton.