Hochleistungsbeton

Durch den hochfesten Beton ergeben sich für hochbeanspruchte Druckglieder konstruktive und wirtschaftliche Vorteile, z. B. schlanke Stützen hoher Belastbarkeit im Hochhausbau. Neben der hohen Druckfestigkeit zeichnen sich hochfeste Betone auch durch eine wesentlich bessere Dauerhaftigkeit und durch günstige Verformungseigenschaften aus. Daher wird dieser Beton auch als Hochleistungsbeton bezeichnet. Die hohe Druckfestigkeit wird u. a. durch ein wesentlich dichteres Gefüge als bei Betonen im normalen Festigkeitsbereich erreicht. Da der Widerstand von Beton gegen äußere Einflüsse wesentlich durch ein besonders dichtes Gefüge bestimmt wird, führt dies auch zu einer deutlichen Verbesserung der Dauerhaftigkeit, also des Widerstandes gegen chemische und mechanische Angriffe.
Der Begriff „Hochleistungsbeton“ soll verdeutlichen, dass für viele Anwendungen Dauerhaftigkeitskriterien vorrangig bzw. gleichrangig zur Festigkeit von Interesse sind. Hochfester Beton und Hochleistungsbeton unterscheiden sich aus betontechnologischer Sicht in der Regel nicht.
Für die Herstellung hochfester Betone sind Wasserzementwerte ≤ 0,35 notwendig. Eine Untergrenze ergibt sich durch die Gewährleistung einer ausreichenden Verarbeitbarkeit derzeit bei ca. 0,20.
Bei hochfesten Betonen vermindert sich die Festigkeitsdifferenz zwischen Gesteinskörnungen und Zementstein, so dass der Einfluss der Gesteinskörnungen auf Festigkeits- und Verformungseigenschaften im Vergleich zum normalfesten Beton wächst. Um sicher Druckfestigkeiten über 100 N/mm² erreichen zu können, sind gebrochene Gesteinskörnungen notwendig. Gute Erfahrungen liegen z. B. mit Basalt-, Diabas- und Melaphyrkörnungen vor. Gemäß DIN 1045-2 sind für die Herstellung von hochfestem Beton sind hinsichtlich Alkalireaktion unbedenkliche Gesteinskörnungen zu verwenden.
Neben sehr niedrigen Wasserzementwerten stellt die Zugabe von silikatischen Feinststäuben (genannt auch Silikastaub, Mikrosilika, engl. silica fume, silica dust) einen typischen Unterschied zu normalfesten Betonen dar. Die Wirkungsweise von Silikastaub, dessen mittlere Korngröße etwa ein Zehntel der mittleren Korngröße des Zements beträgt, im Beton beruht auf drei Effekten:

• Ausfüllen der Porenräume zwischen den Zementteilchen; das Zementsteingefüge wird dichter,
• festigkeitssteigernde, puzzolanische Reaktion mit Calciumhydroxid,
• Verbesserung des Verbunds zwischen Gesteinskörnung und Zementstein.

Ohne hochwirksame Betonverflüssiger bzw. Fließmittel ist die Verarbeitung von Betonen mit sehr niedrigen Wasserzementwerten unmöglich. DIN 1045-2 begrenzt aber die Zugabemengen. Hohe Mehlkorn- und Feinstsandgehalte führen zu klebrigen, schwer verarbeitbaren Betonen und beeinflussen das Verformungsverhalten ungünstig.
Restwasser darf bei der Herstellung von Hochfestem Beton gemäß DIN 1045-2 nicht verwendet werden.
Betone der Druckfestigkeitsklassen C55/67 bis C100/115 nach DIN EN 206 gelten als Hochfeste Betone. Er darf nur als Beton der Überwachungsklasse 3 (ÜK 3) hergestellt und verarbeitet werden und muss gemäß DIN 1045-2 der Konsistenzklasse F3 oder weicher entsprechen.