Die Sedimentationsstabilität beschreibt, wie sich Beton und Dickbettmörtel unter Rütteleinwirkung verhalten. Konkret geht es um die Frage: Setzt sich die grobe Gesteinskörnung am Boden ab, während sich oben Wasser oder Leim anreichert? Diese Eigenschaft gewinnt insbesondere bei modernen Betonen mit hohen Zusatzmittelgehalten und bei schwierigen Betonierverhältnissen an Relevanz. Probleme sind vor allem bei Betonen mit niedrigen Leimgehalten und bei sehr fließfähiger Konsistenz (F5/F6) bekannt geworden.

Warum ist die Mischungsstabilität unter Rütteleinwirkung kritisch?

Beim Verdichten von Transportbeton auf der Baustelle wirken Rüttelbewegungen auf die Frischmasse ein. Ist die Mischung nicht stabil, trennen sich feine und grobe Bestandteile: Die schwere Gesteinskörnung wandert nach unten, Wasser steigt auf. Die Folge sind inhomogene Bauteile mit Festigkeitsunterschieden und Dauerhaftigkeitsproblemen. Für die zielsichere Ausführung von Betonbauteilen ist die Mischungsstabilität unter Rütteleinwirkung daher eine zentrale Frischbetoneigenschaft.

Welche Prüfverfahren gibt es?

Derzeit existieren keine allgemein anerkannten Prüfverfahren zur Mischungsstabilität von Beton unter Rütteleinwirkung – weder für das Labor (erweiterte Erstprüfung) noch für die Baustelle (Annahmeprüfung). Verschiedene Ansätze werden jedoch erforscht und in der Praxis erprobt:

  • Modifizierter Auswaschversuch (Sedimentationsversuch): Basiert auf dem bekannten Auswaschversuch für Selbstverdichtende Betone (gemäß DAfStb-RiLi: SVB). Als Bewertungsgröße dient die Sedimentation der groben Gesteinskörnung unter definierter Rütteleinwirkung. Eine besondere Herausforderung stellt die Festlegung der Einwirkungsgrößen aus der Rüttelintensität dar.
  • Annahmeprüfverfahren für fließfähige Betone: Weitere Ansätze aus dem abgeschlossenen DBV-Forschungsvorhaben DBV 300 zielen auf Wasseranreicherungen in der oberen Betonrandzone als Bewertungsgröße ab.
  • Modifizierter Sedimentationsrohrversuch: Unter Laborprüfbedingungen zeichnet sich ein modifizierter Sedimentationsrohrversuch in Anlehnung an das aus der SVB-Prüfung bekannte Sedimentationsrohr als erfolgsversprechend ab.

Wie läuft der Sedimentationsversuch ab?

Ziel aktueller Forschungsvorhaben ist es, den Versuchsablauf des Sedimentationsversuchs – insbesondere die Festlegung der Rüttelintensität (Dauer und Frequenz) – zu konkretisieren. So soll es zukünftig möglich sein, unter definierten Randbedingungen und bei festgeschriebener Vorgehensweise anhand einer variablen Größe (Zeit oder Frequenz) das Sedimentationsverhalten von Betonen unter Rütteleinwirkung zu beschreiben. Untersucht werden sowohl Betone mit als auch ohne LP-Bildnern in plastischer bis fließfähiger Konsistenz (400 mm – 600 mm Ausbreitmaß), so dass eine Eignung des Verfahrens für ein breites Anwendungsfeld nachgewiesen werden kann.

Welche Faktoren beeinflussen die Sedimentationsstabilität?

Die Mischungsstabilität hängt von mehreren Einflussgrößen ab:

  • Leimgehalt: Niedrige Leimgehalte erhöhen das Risiko für Entmischungen.
  • Konsistenz: Sehr fließfähige Betone (F5/F6) sind anfälliger für Sedimentation.
  • Stellmittel (LP-Bildner): Diese Zusatzmittel wirken stabilisierend und beeinflussen das Absetzverhalten der Gesteinskörnung. Ihr Einsatz kann die Sedimentationsstabilität deutlich verbessern.
  • Rüttelintensität: Dauer und Frequenz des Rüttelns bestimmen, wie stark die Entmischung gefördert wird.

Forschungsprojekte, etwa an der Leibniz Universität Hannover, untersuchen gezielt den Einfluss der Rüttelintensität auf die Mischungsstabilität in Abhängigkeit wesentlicher Änderungen in der Zusammensetzung (Leimgehalt, LP-Bildner).

Praxis-Hinweise für Sie: Wie erkennen Sie instabile Mischungen?

Achten Sie beim Einbau auf folgende Warnsignale:

  • Wasseraustrieb an der Bauteiloberfläche nach dem Verdichten
  • Farbunterschiede zwischen Ober- und Unterseite nach dem Ausschalen
  • Unregelmäßige Porenverteilung oder grobe Körner nur im unteren Bereich

Bei Verdacht auf Entmischung sollten Sie die Rütteldauer verkürzen oder die Mischung anpassen lassen. Vermeiden Sie übermäßiges Nachverdichten an derselben Stelle. Besprechen Sie im Zweifel mit dem Transportbetonwerk die Zugabe stabilisierender Zusatzmittel – insbesondere bei schwierigen Betonierverhältnissen oder hohen Anforderungen an die Dauerhaftigkeit.

Weitere Informationen zur Mischungsstabilität von zementgebundenen Systemen finden Sie in unserem Beitrag zu Zeta-Potential und Dispersionsverhalten. Grundlagen zu Betonzusatzmitteln und deren Wirkungsweise erleichtern Ihnen die richtige Wahl stabilisierender Stellmittel.