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Stampfbeton

Wird ein steifer Frischbeton ohne Bewehrung und ohne den Einsatz von elektrischen Verdichtungsgeräten (z. B. Innenrüttler) in eine Schalung eingebaut und nur mit den Füßen oder einem Stocher mechanisch verdichtet, spricht man von einem »Stampfbeton«. Der Frischbeton weist dazu eine relativ steife (erdfeuchte) Konsistenz auf. Er besteht aus einem Gemisch von Natursteinen auch größeren Durchmessers und Zement sowie dem Anmachwasser, welches zur Erhärtung des Stampfbetons benötigt wird. Der lagenweise einzubringende steife, erdfeuchte Frischbeton wird durch Stampfen (mit den Füßen oder einer Stampfplatte) oder Stochern verdichtet, was mit entsprechender (kräftezehrender) körperlicher Arbeit verbunden ist (bzw. war).

Durch dieses Stochern sollen nach Möglichkeit die im erdfeuchten Frischbeton vorhandenen Luftporen entfernt und das spätere Festbetongefüge kompakter gemacht werden. Das Stampfen muss solange durchgeführt werden, bis der zuvor steife Frischbeton plastisch wird und sich an der Oberfläche eine geschlossen Fläche bildet, die einen leichten Feuchtefilm aufweist. Erst wenn die so eingebrachte Betonschicht ausreichend erhärtet ist (meist nach einem Arbeitstag), erfolgen die Vorbereitungen für den Einbau der nächsten Betonschicht. Dazu muss die vorhandene Schicht nicht nur gereinigt werden, sie ist dabei auch aufzurauen und zu befeuchten, damit ein guter Haftverbund mit der nächsten Betonschicht hergestellt werden kann und das Anmachwasser der neuen Betonschicht nicht vom Beton der vorhergehenden Schicht vollständig »aufgesaugt« wird. Bei größeren Schichtlängen ist es ggf. nicht möglich, diese »an einem Stück« herzustellen, sodass hier Arbeitsfugen auszubilden sind. Diese sollten jedoch nicht stumpf ausgeführt werden, sondern in der Art einer Verzahnung, d.h. die Betonsicht läuft am Ende schräg auf Null aus. In der nächsten Ebene ist eine solche auslaufende Betonschicht in gegenläufiger Richtung auszubilden, um so eine gewisse Verzahnung der Schichten untereinander zu erreichen, wobei diese Verzahnungsbereiche im Grundriss in jedem Falle auch versetzt anzuordnen sind, um eine Konzentration an einer Stelle zu vermeiden.

Damit wird auch klar, dass die jeweilige einzubringende Schichtdicke nicht zu groß gewählt werden darf, um dieses Ziel einigermaßen zu erreichen. Diese Schichtdicke wird in der Regel mit etwa 15 cm bis 25 cm gewählt, allerdings sind auch größere Frischbetonschichtdicken bekannt, was z. B. bei statisch geringer beanspruchten Bauteilen wie Fundamenten für kleine Garagen oder ähnliches durchaus möglich ist. Die lagenweise eingebauten Stampfbetonschichten sind an der späteren Betonoberfläche deutlich sichtbar, was durchaus als Gestaltungselement dienen kann (es wird auch nicht gelingen, jede Betonschicht in exakt der gleichen Farbe herzustellen). Die Form wird wie bei anderen Beton- und Stahlbetonkonstruktionen auch durch eine Schalung erzeugt, womit nahezu jede beliebige geometrische Konstruktion hergestellt werden kann.

In manchen Fällen wird die Schichtdicke aber auch bewusst deutlich größer gewählt, um damit an der späteren Oberfläche eines Stampfbetons eine starke Strukturierung und raue Oberfläche zu erhalten und auch sichtbar zu machen, dass der Beton lagenweise eingebracht worden ist. Ein modernes Beispiel einer solchen Stampfbetonkonstruktion findet sich in der Voreifel: Dort wurde nach den Plänen des Schweizer Architekten Peter Zumthor die »Bruder Klaus-Kapelle« in Wachendorf (bei Mechernich) als reine Stampfbetonkonstruktion errichtet (vgl. Abbildung) und im Jahre 2007 fertig gestellt. Diese aus der Ferne wie ein alter Bergfried erscheinende turmartige Kapelle besteht ausschließlich aus mehr oder weniger gut verdichtetem Stampfbeton. Erst beim Näherkommen erkennt man die äußere kantige Struktur des Bauwerks, welches einen fünfeckigen Grundriss aufweist und insgesamt 12 m hoch ist. Nur das Fundament ist aus Stahlbeton hergestellt worden, muss es doch den etwa 160 Tonnen wiegenden Stampfbetonturm sicher in den Baugrund ablasten.

Der Stampfbeton entspricht in seiner Grundidee dem Lehmbau (Pisébau), der im Prinzip auf die gleiche Weise in eine Form gebracht und verdichtet wird. Somit wurde die bereits seit vielen Jahrhunderten bekannte Stampftechnik und ab dem 17. Jahrhundert verfeinerte Lehmbautechnik auf den Betonbau übertragen. Stampfbeton kam ab etwa der Mitte des 19. Jahrhunderts stärker in Gebrauch, zu einer Zeit, als die Vorzüge des Stahlbetons noch gänzlich unbekannt waren, die bis dahin verwendeten gemauerten Fundamente aber nach und nach durch Stampfbeton ersetzt wurden, was sich gerade bei großen Fundamenten, die z.B. im Brückenbau erforderlich sind, als äußerst vorteilhaft erwies. Überliefert ist, dass Stampfbeton ab etwa 1860 im Brückenbau Verwendung findet.

Bis zur Erfindung des Eisenbetons, der erst später in Stahlbeton unbenannt wurde, leistete der Stampfbeton durchaus gute Dienste, kann aber wegen seiner geringeren Biegebeanspruchbarkeit mit diesem bereits seit vielen Jahren nicht mehr konkurrieren. Die heute unter Denkmalschutz stehende älteste Kanalbrücke Deutschlands, die unterhalb von Langenbrand (Schwarzwald) liegt, wurde im Jahre 1885 aus Stampfbeton hergestellt und hat die Zeiten vergleichsweise gut überstanden. Die vom Bauingenieur Leibbrand entworfene »Neue Donaubrücke« in Munderkingen (ca. 33 km südwestlich von Ulm gelegen), die 1893 entstand, verfügte über einen Bogen aus Stampfbeton von über 50 m Länge, sie gilt heute als eine herausragende Brückenbauleistung. Im 2. Weltkrieg wurde diese Bogenbrücke am 22. April 1945 von der flüchtenden Wehrmacht zerstört.

Die spätere Farbe des Stampfbetons kann nicht nur über den Zement gesteuert werden, sondern auch mit der Wahl von geeigneten farbigen Gesteinskörnungen. Voraussetzung für alle Kiese und Sande, die zu Stampfbeton verarbeitet werden sollen, ist, dass diese nicht zu viel Wasser aufnehmen können (also zu porös sind) und somit das zum Abbinden des Zements erforderliche Anmachwasser entziehen. Wird scharfkantiger Schotter oder Kies anstelle von gerundetem Natursteinmaterial verwendet, kann damit eine bessere Grundstandfestigkeit des Stampfbetons erreicht werden (dies gilt in gleicher Weise für den modernen Stahlbeton), da sich die rauen Bruchflächen und die scharfen Kanten untereinander besser verzahnen und durch den Zement verbinden. Dazu ist es allerdings auch erforderlich, dass genügend Feinsandanteile beigemischt werden, um die gröberen Kiese und Schottergesteine völlig zu umhüllen. Bei sorgfältiger Stampfarbeit und aufgrund des relativ geringen Wasser-Zement-Werts von Stampfbeton entsteht ein vergleichsweise kompaktes Betongefüge, das zu geringeren Schwindverformungen neigt und dadurch kaum Rissbildungen aufweist.

Durch die Entwicklung des Stahlbetons wurde der Stampfbeton aus dem modernen Baugeschehen nahezu vollständig verdrängt. Bedingt durch die Besonderheiten bei der Herstellung einer Stampfbetonkonstruktion wird vergleichsweise viel Zeit benötigt, was unter modernen betriebswirtschaftlichen Gesichtspunkten kaum noch vertretbar ist, was ebenfalls als Indiz dafür anzusehen ist, dass der Stampfbeton kaum noch zum Einsatz kommt. Bei nicht genügend sorgfältiger Verdichtungsarbeit entstehen an der späteren Betonoberfläche zudem Lunker oder haufwerksporige Fehlstellen, die, sofern diese aus architektonischen Gründen nicht gerade gewollt sind (wie beispielsweise an der abgebildeten Bruder Klaus-Kapelle in Wachendorf), mit einem Reparaturmörtel verschlossen werden müssen, was ebenfalls mit entsprechenden Kosten verbunden ist.

Eine moderne Spielart des Stampfbetons stellt der hierzulande kaum bekannte und verbreitete Walzbeton dar. Walzbeton, in den USA als »Roller Compacted Concrete« geläufig, wird dort beispielsweise häufig im Straßenbau eingesetzt, die Schichtdicken liegen dabei zwischen 18 cm und 25 cm. Da sowohl Stampfbeton als auch der eng verwandte Walzbeton nur Druckkräfte aufnehmen können, müssen die gut verdichteten Untergründe mit einer ausreichend dicken Tragschicht aus Schotter oder ähnlichem hergestellt und ebenfalls sorgfältig verdichtet werden. Die Verdichtung des Walzbetons erfolgt allerdings nicht in kräftezehrender Handarbeit, sondern mit großen Straßenfertigern und »Dampfwalzen« (schwere Gummirad- oder Glattmantelwalzen). Wenn geringere Unebenheiten an der Oberfläche auszugleichen sind oder die Befahrbarkeit der gewalzten Betonoberfläche verbessert werden soll, kann darauf eine dünne Gussasphaltschicht aufgetragen werden. Hierzulande wird Walzbeton beispielsweise als vergleichsweise preiswerter Bodenbelag in größeren Hallen eingesetzt, da ein wesentlicher Arbeitsschritt, nämlich die Verlegung einer Bewehrung, entfällt.

siehe auch:
- Beton
- Betonverdichtung
- Bewehrung
- Frischbeton
- Gasbeton
- Innenrüttler
- Kalk
- Konsistenz
- Lunker
- Pisébau
- Porenbeton
- Portlandzement
- Spritzbeton
- Stahlbeton
- SVB
- Unterwasserbeton
- Vakuumbeton
- Walzbeton
- Zement
- W/Z-Wert