Porenbeton

Porenbeton (früher Gasbeton; Markenname z. B. H+H Celcon, Ytong, Greisel, Europor, Hebel (bis 2002 Hebel Porenbeton, Porit und Hansa-Domapor) ist ein verhältnismäßig leichter poröser, mineralischer Baustoff auf der Grundlage von Kalk-, Kalkzement- oder Zementmörtel, der grundsätzlich einer Dampfhärtung unterzogen wird.

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Einordnung

Porenbeton ist kein Beton im Sinne der Begriffsdefinition. Er enthält in der Regel keine Zuschlagstoffe wie Sand oder Kies. Der fein vermahlene quarzhaltige Sand (Sandmehl), der als Rohstoff eingesetzt wird, ist eine Komponente, die in diesem Fall zu einem großen Teil an den chemischen Umsetzungen teilnimmt. Porenbeton gehört zu den so genannten dampfgehärteten Baustoffen. Trotz seines Namens ist er keine Betonvariante, auch weil die spezielle Dampfbehandlung mit gesättigtem Wasserdampf unerlässlich ist.

Das fertige Produkt besteht nach der Dampfhärteprozess aus einer kristallinen Hauptmasse, die von Mineralogen als Tobermorit bezeichnet wird, einem Rest an Quarzsand, der bei den Reaktionen während der Herstellung nicht umgesetzt wurde, sowie etwas Anhydrit und einigen nur in geringer Menge vorhandenen Nebenbestandteilen. Von den Rohstoffen Zement und Kalk ist im Produkt nichts mehr zu finden, da diese vollständig chemisch umgesetzt werden.

Das nächstverwandte Material zu Porenbeton ist der ebenfalls dampfgehärtete Baustoff Kalksandstein. Dem Porenbeton ähnlich ist noch Schaumbeton oder auch (Blähbeton), ein durch Schäumen oder Blähen porosierter Normalbeton.

Herstellung

Porenbeton ist ein dampfgehärteter, massiver Baustoff mit einer Rohdichte von 350 bis 800 kg/m³ und wird aus den Rohstoffen Branntkalk, Zement und Quarzsand hergestellt. Der Sand muss mehlfein gemahlen sein, ein Teil des Sandes kann durch Flugasche ersetzt werden. Zuerst werden die Rohstoffe im Verhältnis von z. B. 1:1:4 unter Zugabe von Wasser zu einer Mörtelmischung angemacht. In die fertige Suspension rührt man schließlich eine geringe Menge an Aluminiumpulver oder -paste. Die Mörtelmischung wird in Wannen gegossen, wo das metallische, feinteilige Aluminium in der alkalischen Mörtelsuspension Wasserstoffgas entwickelt. Es entstehen viele kleine Gasblasen, welche die allmählich ansteifende Mischung aufschäumen. Nach 15 bis 50 Minuten ist das Endvolumen erreicht, es liegen nun Blöcke von drei bis acht Metern Länge, ein bis eineinhalb Metern Breite und 50 bis 80 cm Höhe vor. Diese nur kuchenfesten Blöcke werden mittels Drähten auf die gewünschten Stein- oder Bauteilgrößen zerteilt. Durch Härten in speziellen Dampfdruckkesseln, den Autoklaven, bei Temperaturen von 180 bis 200 °C in Wasserdampf unter Sattdampfdruck von 10 bis 12 bar erhält das Material nach 8 bis 12 Stunden seine endgültigen Eigenschaften. Chemisch entspricht der Porenbeton am Ende zum großen Anteil dem Mineral Tobermorit, das auch in der Natur zu finden ist.

Durch die Härtung im Wasserdampf benötigt Porenbeton bei der Produktion vergleichsweise wenig Energie. Der Herstellungsprozess erlaubt auch eine wahlweise Produktion bewehrter und unbewehrter Bauteile. Die Bewehrung, meist in Form von Bewehrungskörben, wird, um sie vor Korrosion zu schützen, mit Lack überzogen.

unbewehrter Porenbeton

Die gleichmäßige Verteilung der Poren und sein typisch hoher Porenanteil machen diesen Baustoff, aufgrund seines geringens Eigengewichtes auch in größeren Formaten, universell und in statischen Grenzbereichen vielseitig einsetzbar. Diese werden als Plansteine oder -blöcke bezeichnet. Hinzu kommen die gute Wärmedämmfähigkeit und dir hohe Tragfähigkeit von Porenbeton-Plansteinmauerwerk (in Bezug auf seine geringe Rohdichte) als wichtiges Merkmal. Diese Eigenschaften und seine bessere Druckfestigkeit werden auch in der DIN 1053 als Grundnorm für die Berechnung und Ausführung von Mauerwerken berücksichtigt. Es ergeben sich daher für statisch und konstruktiv wirtschaftliche Lösungen umfangreiche Anwendungsmöglichkeiten.

Die Festigkeitsklassen sind zur besseren Darstellung auch farblich gekennzeichnet (meist auf einigen Steinen einer Palette). Es gilt hier:

• Festigkeitsklasse 2 = grün
• Festigkeitsklasse 4 = blau
• Festigkeitsklasse 6 = rot
• Festigkeitsklasse 8 = schwarz

Die vollständige Bezeichnung setzt sich aus folgenden Angaben zusammen (Beispiel):

• DIN 4165 - PPW 2 - 0,4 - 624 x 300 x 249

DIN 4165 = die Porenbeton-DIN

PPW 2 = Porenbeton - Planstein - Wärmedämmend Festigkeitsklasse

0,4 = Rohdichteklasse

624 x 300 x 249 = Maße LxBxH

Stärke Anwendung erfuhr dieser Baustoff mit der Einführung der Wärmeschutzverordnung 1995 (WSV 95) und der seit 2002 gültigen und die Richtlinien verschärfenden Energieeinsparverordnung (ENEV). Ausschlaggebend sind die hier sehr niedrigen Rechenwerte der Wärmeleitfähigkeit λ (W/(m K)) von 0,11 beim PPW 2 bis 0,18 beim PPW 6. Die Versuche diese niedrigen Werte noch zu verbessern (z. B. PPW 2 mit 0,09 W/(m K)) haben inzwischen zu Material mit 0,08 W/(m K) geführt, aber andere Eigenschaften leiden darunter. Die gewünschte verbesserte Wärmedämmung lässt sich hierbei mit einem entsprechenden Putzaufbau vermutlich sinnvoller erreichen.

Ein weiterer Vorteil der Porenbeton-Plansteine liegt in der bereits durch Produktionsverfahren erreichten hohen Maßgenauigkeit, welches ein Verarbeiten im Dünnbettverfahren erlaubt, wobei die Fugen eine Stärke von 1 bis 3 mm erreichen, somit eine Kältebrücke im Fugenbereich minimiert und die Druckfestigkeit des Mauerwerks erhöht wird. Die praktischen Griffhilfen erlauben ein handliches Verarbeiten. Plansteine haben ein Eigengewicht von 7 bis maximal 25 kg.

Dadurch ist die Vermauerung auch dem handwerklich geschickten Laien möglich und brachte ihm den scherzhaften Beinamen "Lego für Erwachsene" ein.

Bauteile mit Bewehrung

Bauteile aus Porenbeton enthalten wie Bauteile aus Stahlbeton eine Bewehrung, die Zugkräfte aufnehmen kann. Fertigbauteile aus Porenbeton kommen als Wandtafeln, Wand-, Decken- und Dachplatten im Industrie-, Wohnungs- und Kommunalbau zum Einsatz, auch hier als einfachste Lösung für hohe Wärmedämmung. Für tragende Wände werden dabei geschosshohe Wandtafeln und für nichttragende Wände Wandplatten produziert.

Porenbeton-Wandbauelemente, auch Systemwandelemente genannt, ergeben in ihrer Kombination ein komplettes und daher effizientes Montagesystem.

Dachplatten aus Porenbeton sind für flache und geneigte Dächer einsetzbar und werden auf die Teilkonstruktion gelegt. Bei entsprechender Verbindung bzw. Verankerung können die Elemente auch für die Aussteifung des Gebäudes als eine Dachscheibe angerechnet werden.

Verwendung

Aus Porenbeton werden Mauersteine (Planblockelemente) und Fertigbauteile gefertigt. Die geringe Dichte des Materials bringt eine vergleichsweise hohe Wärmedämmwirkung mit sich, aber die Schalldämmung ist zugleich eher mäßig. Porenbeton wird im Mauerwerksbau für Außenwände und Innenwände genutzt. Vor allem als eine monolithische Außenwand kommen seine Vorteile (hohe Wärmedämmung und homogenes Vollmaterial) zur Geltung. Wegen der leichten und vielseitigen Bearbeitbarkeit des Materials ist auch die Verwendung für den individuellen Innenausbau beliebt.

Porenbeton ist ein wirtschaftlicher Baustoff, der ohne Zusatzmaßnahmen die Anforderungen der Feuerwiderstandsklassen von F 30 bis F 90 erfüllt und nach DIN 4102 nicht brennbar ist.

Vor- und Nachteile

Vorteile:

• gute Wärmedämmung
• ausreichende Festigkeit bei geringem Eigengewicht
• viele aufeinander abgestimmte Bauelemente
• leichte Bearbeitung und Verarbeitung
• gute Ökobilanz und baubiologische Eigenschaften
• durch Wärmespeicherung in Verbindung mit dem Auskühlverhalten hoher sommerlicher Wärmeschutz

Nachteile:

• wegen geringer Dichte ungenügender Schallschutz im Vergleich mit anderen Massivbaustoffen
• wegen Porigkeit (hohe Feuchtigkeitsaufnahme) Gefahr von Bauschäden, keine Eignung als Außenhaut ohne weitere Abdichtungsmaßnahmen
• geringe Punktbelastung, Probleme z. B. beim Verankern schwerer Elemente
• nicht wiederverwertbar

Siehe auch

• Ytong
• Lochziegel, Kalksandstein
• Bimsstein (Leichtbetonstein mit Zuschlagsstoff Bims)
• Mineralschaum