Natürliche und künstliche Gesteinskörnungen in Mörtel und Beton

Viele unterschiedliche Materialien sind nötig, um widerstandsfähiges Baumaterial herzustellen. Natürliche und künstliche Gesteinskörnungen in Mörtel und Beton stellen einen wichtigen Bestandteil dieses Baumaterials dar. Die Unterscheidung beruht darauf, dass diese Bestandteile aus natürlichen Lagerstätten stammen oder bei der Wiederverwertung von Baustoffen beziehungsweise als Nebenprodukt eines industriellen Prozesses anfallen können. Weitere Bestandteile sind Bindemittel wie Zement oder Kalk und Wasser (Zugabewasser). Das Gestein für diesen Zusatz oder Zuschlag kann als Rundkorn oder in gebrochener Form vorliegen. Dieses Baumaterial kennt man auch unter den Bezeichnungen Betonzuschlag, Mineralstoffgemisch, Mineralgemisch oder Mineralstoff.

Arten von Gesteinskörnung

Grundsätzlich lassen sich Gesteinskörnungen in reiner Form ohne Bindemittel verwenden, wo sie unter anderem zur Schüttung unbefestigter Wege und kapillarbrechender Schichten oder zur Herstellung von Sicker- und Frostschutzpackungen dienen. Als Zugabe zu Werkstoffmischungen teilt man Gesteinskörnungen in Mörtel und Beton in natürliche und künstliche Gesteinskörner ein.

Natürliche Gesteinskörnungen sind ausschließlich mechanisch aufbereitete mineralische Vorkommen, wie etwa Kies, Sand, Schotter, Splitt und Felsgestein. Die Trennung in die einzelnen Körnungsklassen erfolgt über Siebe und andere Trenneinrichtungen.

Künstliche Gesteinskörnung stammen aus industrieller Herstellung unter Einfluss von thermischen und anderen Prozessen, wie beispielsweise Schlacke (Hochofen, Stahlwerk, Kupfererzeugung, Gießerei), Hüttensand oder Asche aus Steinkohlenfeuerung und Hausmüllverbrennung. Dieser Werkstoff kann auch durch Aufbereitung und Recycling bereits im Bau eingesetzten Materials stammen.

Weitere Möglichkeiten der Einteilung sind Kornform und Korngröße, Festigkeit und Sieblinie (Durchgangs- oder Summenkurve zur Korngrößen­verteilung eines Bodens). Hinsichtlich der Größe teilt man natürliche und künstliche Gesteinskörnungen in Mörtel und Beton ein in

• Gesteinsmehl
• Brechsand oder Quetschsand, Edelbrechsand oder Feinst-Brechsand
• Splitt und besonders harter Edelsplitt
• Schotter und
• Schroppen (über 63 Millimeter Korngröße) entsprechen in der Korngröße dem natürlichen Schutt.

Größtkorn und Mehlkorn

Unterschiedliche Arten von Gesteinskörnung beeinflussen auch die Eigenschaften des jeweiligen Baustoffs. Meist geht es jedoch darum, die Festigkeit zu erhöhen. Das sogenannte Größtkorn ist der größte Gesteinskorndurchmesser einer Gesteinskörnung. Mischungen mit hohem Größtkorngehalt kommen beispielsweise bei Estrichen oder Ausgleichsmassen vor. Der Mehlkorngehalt beschreibt die kleinste Korngröße und das bestimmt oft auch die Farbe, den Porengehalt und die Wasserdichtigkeit des Betons.

Art der Zuschlagstoffe

Wichtig für die Eigenschaften des Baustoffs sind nicht nur natürliche und künstliche Gesteinskörnungen in Mörtel und Beton, sondern auch die unterschiedlichen Zusatzstoffe. Diese Zuschläge müssen so fest sein, dass sie die Herstellung von Baustoffen in der erforderlichen Festigkeit ermöglichen. Die Kornzusammensetzung also bestimmt die Dichte und den Wasseranspruch einer Betonmischung für deren Verarbeitbarkeit. Man unterscheidet

• Normalzuschlag: kugeliger und glatter Sand, Kies, Schotter, Splitt, Brechsand, Gesteinsmehl, Hochofenschlacke, Klinkerbruch, recycelter Betonsplitt
• Leichtzuschlag für Leichtbeton und Leichtmörtel: Bims, Tuff, Lavasand, Lavakies, Kieselgur, Blähschiefer, Blähton, Blähglas, Blähglimmer, Blähperlite, Steinkohlenflugasche, Ziegelsplitt. In speziellen Mörteln wie Fliesenklebern kommen auch Mikrohohlkugeln aus Glas, Keramik oder Kunststoff vor.
• Schwerzuschlag für Schwerbeton: Schwerspat (Baryt), Magnetit, Hämatit, Limonit, Schrott, Schwermetallschlacken

Vorschriften und Normen

Die Anforderungen an diesen Werkstoff sind im Regelwerk TL-Gestein StB, in der Straßenbau-Norm DIN 18196 und die neue Europäische Norm EN 12620 festgelegt. Natürliche und künstliche Gesteinskörnungen in Mörtel und Beton für den Außeneinsatz müssen entsprechend verschleiß- und witterungsbeständig sein (Raumbeständigkeit, Frost-Widerstand). Das schließt Körner, die leicht zerfallen, fast völlig aus, wie etwa bestimmte Ton- und Glimmermineralien und die Gesteinsarten Pyrit, Markasit, Gips, Calciumoxid, Magnesiumoxid. Eine weitere wichtige Vorschrift ist, dass es keine organischen Verunreinigungen wie Holz oder Pflanzenreste geben darf oder schädliche Mengen an Metallen oder Kunststoffen. Weitere Regelungen in den Normen betreffen beispielsweise Rohdichte, Schüttdichte, Widerstand gegen Zertrümmerung und Oberflächenabrieb oder die Reaktion auf Alkali-Kieselsäure.