PCE-Fließmittel – es kommt drauf an, wie man damit umgeht

Wenn beim Bau von Industriefußböden mit einem PCE-Beton Probleme auftreten – wie eine starke Verzögerung der Festigkeitsentwicklung, Konsistenzschwankungen und Luftporeneinschlüsse – so ist der Grund für die Mängel oftmals schnell ausgemacht, vielleicht auch vorschnell. Denn nicht immer ist das Fließmittel der Schwachpunkt, und längst nicht jeder PCE-Beton führt zu Mängeln. Zugegeben: Für den Betonhersteller ist die Verwendung eines Zusatzmittels auf der Basis von Polycarboxylat-Ether (PCE) mit mehr Aufwand verbunden als die eines konventionellen Fließmittels, und sie muss mit noch mehr Sorgfalt einhergehen. Ein umfassendes baustofftechnologisches Know-how ist unverzichtbar, insbesondere das genaue Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Fließmittel und Zement.

„Maßgeblich für den Entwurf einer Betonzusammensetzung ist das Abstimmen aller Ausgangsstoffe. Dabei muss man sämtliche Rahmenbedingungen berücksichtigen, wie zum Beispiel Klima, Mischprozesse und Baustellenabläufe“, erklärt Antje Dyckerhoff, Manager Strategic Projects. „Bei CEMEX prüfen wir die Betoneigenschaften zum einen in der werkseigenen Produktionskontrolle, zum anderen nehmen unsere Technologen Eignungsprüfungen vor. So können wir auch einen PCE-Beton für Industriefußböden exakt und sicher einstellen.“

Ein Vorteil der modernen PCE-Fließmittel: Sie erlauben es, dass der Betonhersteller sämtliche Ausgangsstoffe bereits im Werk unter streng kontrollierten Bedingungen dosiert und die Rezeptur genau dokumentiert. Die Betonzusammenstellung liegt ganz in der Verantwortung der Fachleute des Betonlieferanten. Verschieden lange Aufmischzeiten und Konsistenzschwankungen von Charge zu Charge sind ausgeschlossen und damit auch unterschiedlich lange Fristen bis zum Glätten der Fläche. Die Betonqualität wird gleichmäßiger und die Einbauleistung steigt. Heute wird beim Einsatz von PCE-Fließmitteln ein moderates Rücksteifen in Kauf genommen und von vornherein einkalkuliert.

Wolfgang Salmen, Technischer Leiter des Betonzusatzmittelherstellers CEMEX Admixtures GmbH: „Gerade bei Industriefußböden bietet das erweiterte Potenzial der Hochleistungsfließmittel auf PCE-Basis Vorteile, die konventionelle Produkte nicht zu leisten vermögen. PCE als synthetische Produkte sind mit ihrer chemischen Struktur gezielt auf den Einsatzzweck abstimmbar. So kann die höhere Initialverflüssigung bei optimaler Konsistenzstabilität genutzt werden. Wichtig hierbei ist, dass PCE-Fließmittelsorten gewählt werden, deren Wirkungsdauer hinsichtlich des gewünschten Glättzeitpunkts unter Berücksichtigung der zu erwartenden Transportzeit zur Einbaustelle geeignet ist.“

Wegen dieser Vorteile kommt PCE-Zusatzmitteln heute eine wichtige Bedeutung im Betonbau zu: Sie erreichen einen Marktanteil von über 50 Prozent. Daneben haben auch konventionelle Fließmittel auf der Basis von Lignin-, Melamin- und Naphthalinsulfonat selbstverständlich weiter ihre Berechtigung und können bei vielen Aufgabenstellungen die erste Wahl sein, zum Beispiel, weil sie sich auf der Baustelle nachdosieren lassen. Allerdings gibt es auch unter den konventionellen Fließmitteln einige Produkttypen, die sich nicht für den Einsatz im Industriefußbodenbau eignen. Hier muss eine zweckmäßige Auswahl getroffen werden.

Um bei einem Beton das Optimum an Qualität und die wirtschaftlichste Ausführung zu erreichen, muss das Zusatzmittel zu den anderen Betonausgangsstoffen passen, und die sind von Region zu Region unterschiedlich – der Betonhersteller muss das gesamte Zusatzmittelrepertoire beherrschen.

In ihrer Region Südbayern zum Beispiel produziert die CEMEX Deutschland AG seit Jahren erfolgreich Betone für Industriefußböden mit Zusatzmitteln auf PCE-Basis, die sich hier als beste Lösung erwiesen haben. Insbesondere bei Betonen mit höheren Festigkeiten oder niedrigeren w/z-Wert-Anforderungen können die Zementgehalte reduziert werden. Das wirkt sich positiv auf die Hydratationswärmeentwicklung und somit auf die Reißneigung aus.

Die beste Ausführungslösung verlangte die Develey Feinkostfabrik GmbH bei der Herstellung einer massiven, 70 Zentimeter dicken und 2400 Quadratmeter großen Industriebodenplatte für ein ca. 30 Meter hohes Hochregallager in Dingolfing. Für diese Aufgabe wünschte die Grabmeier Bau GmbH & Co. KG einen Beton, der gleichmäßig und homogen zu pumpen ist, kein Wasser absetzt, nach etwa sechs Stunden Liegezeit glättbare Oberflächen ergibt, Risse und Hydratationswärme reduziert und mit Kunststofffasern werksgemischt werden kann.

„Unsere Empfehlung war Fließbeton mit PCE-Fließmittel, im Transportbetonwerk abgewogen und fertig gemischt, also ein qualitätsüberwachter Baustoff aus einer Hand“, erklärt Leonhard Grimm, Quality Leader Baustofftechnik Südbayern der CEMEX Deutschland AG. Dieser Vorschlag wurde positiv aufgenommen. Dipl.-Ing. Univ. Michael Grabmeier, Geschäftsführer der Grabmeier Bau GmbH & Co. KG: „Das betontechnologische Konzept und das Know-how von CEMEX haben den Bauherren überzeugt.“

Die Transportbetonwerke Wörth und Ergolding produzierten an drei Betoniertagen parallel jeweils etwa 600 Kubikmeter eines Betons der Festigkeitsklasse C25/30, Ausbreitmaß F4, w/b <0,55, mit 16er Körnung und einem Zement CEM II / B-M 42,5 N der CEMEX OstZement GmbH mit 50 kg Flugasche. Das Fließmittel: PCE aaton MS von CEMEX Admixtures.

Die CEMEX-Baustoffabteilung Ergolding stellte zu Beginn der Lieferung den Beton mit 1 % PCE in den Mischanlagen so ein, dass er sich an der Einbaustelle mit 53 Zentimeter plus/minus 3 Zentimeter nach kurzem Aufmischen gleichmäßig pumpen ließ. Die Bodenplatte wurde fugenlos in Abschnitten von je ca. 800 Quadratmetern betoniert. Dabei waren zwei Betonpumpen parallel im Einsatz. An den Betoniertagen herrschten Außentemperaturen von 6 °C bis 22 °C, die Betontemperaturen bewegten sich zwischen 16 °C und 22 °C. Die Lieferung dauerte je etwa acht Stunden. Mitarbeiter von CEMEX begleiteten permanent den Einbau, koordinierten die Anfahrt der Fahrmischer und die Betonförderung. Trotz der dickeren Plattenstärke blieb die oft gefürchtete Elefantenhautbildung beim Einsatz von PCE-Betonen vollkommen aus. Die Konsistenz des Betons erwies sich als sehr einheitlich.

„Angesichts einer Bauteildicke von 70 Zentimetern hatten wir zwar zunächst Bedenken“, meint Dipl.-Ing. Univ. Michael Grabmeier, „aber nach der Abbindezeit von sechs Stunden war es ohne weiteres möglich, die Betonfläche mit schweren Flügelglättern abzuscheiben und zu glätten. Die Betonqualität war einwandfrei.“

Nach dem Glätten wurde die Betonoberfläche zeitnah mit PE-Folie abgedeckt und einige Tage feucht gehalten. Drei Monate später bestand der Industriefußboden einen ersten Belastungstest: Bei der aufwändigen Montage der Hochregallager wurde die Betonoberfläche extrem beansprucht und musste unter anderem das Gewicht eines Autokrans tragen. Auch ohne Hartkorneinstreuung hielt sie sicher stand. Der PCE-Beton hat die hohen Erwartungen voll erfüllt. Dipl.-Ing. Michael Grabmeier: „Das Ergebnis ist meines Erachtens hervorragend.“

Die Hamburger Otto Group erweitert ihr zentrales Versandzentrum in Haldensleben (Sachsen-Anhalt). Sie erhöht unter anderem die Kapazitäten im Wareneingang, im Hochregallager und in der Kommissionierung. Das Logistik-Unternehmen der Otto Group, die Hermes Warehousing Solutions, ist schon heute der wichtigste Arbeitgeber der Region und wird ab Mitte 2011 noch mehrere hundert Arbeitsplätze zusätzlich bieten.

Auch beim aktuellen Bauabschnitt des hochmodernen Lagerlogistik-Standorts, es ist der vierte seit 1994, fordert das Unternehmen einen hohen technologischen Standard, und zu diesem konnte ein PCE-Zusatzmittel beim Bau eines 25000-Quadratmeter-Industriebodens beitragen.

Im Auftrag der CBL Chemobau Industrieboden GmbH aus Leingarten versorgte das Werk Haldensleben der CEMEX Deutschland AG die Baustelle in Liefergemeinschaft und produzierte 70 Prozent der benötigten Transportbetonmenge von gut 6200 Kubikmetern. Von Ende April bis Mitte Juni kamen innerhalb von 18 Liefertagen rund 5600 Kubikmeter Beton C25/30 XC4 XF1 XA1 F4 16 M und ca. 600 Kubikmeter Beton C30/37 XC4 XD3 XF4 LP XA3 XM2 F3 16 S zum Einsatz. Die maximale Tagesleistung betrug 546 Kubikmeter, und bis zu sieben Fahrmischer waren im Umlauf. Der Transportbeton wurde zum Teil mit dem Fertiger eingebracht.

Die CEMEX-Betontechnologen wählten das Zusatzmittel ISOFLECX 771 von CEMEX Admixtures, ein Kombinationsprodukt, das auf den Wirkstoffen PCE und Ligninsulfonat basiert. Dieses Betonzusatzmittel mit Doppelzulassung als Betonverflüssiger und Fließmittel bewirkt eine Verringerung des Wasseranspruchs und eine starke Homogenisierung des Betons, führt zu höheren Festigkeiten und zu einer leichten, zementabhängigen Verzögerung. Die Betonoberfläche wurde mit einer Hartstoffeinstreuung versehen und nach 6 bis 8 Stunden maschinell geglättet.

„Mit PCE-Zusatzmitteln erreicht man geringe w/z-Werte unter 0,50 und hohe Festigkeitsanforderungen bei einer guten Verflüssigung. So können wir eine verbesserte Verarbeitbarkeit gewährleisten. Diese Anforderungen zu erfüllen, ist bei Industriebodenrezepturen besonders wichtig“, erklärt Lutz Kusche, Vertriebsmitarbeiter der CEMEX Deutschland AG im Gebiet Börde/Harz, Werk Haldensleben und Wanzleben.

Bei dem Bauvorhaben in Haldensleben hat sich der PCE-Beton ebenfalls bewährt: Die Bauleitung des ausführenden Bauunternehmens zeigte sich mit dem Ablauf und dem Endergebnis hoch zufrieden.

Sämtliche Ausgangsstoffe müssen zueinander passen, damit ein Beton den Anforderungen des Bauherrn, den Vorgaben des Planers und den äußeren Rahmenbedingungen gerecht wird. Um das technologische Optimum an Qualität und die wirtschaftlichste Ausführung zu erreichen, sollte man keine Fließmittelfamilie von vornherein ausschließen. PCE-Fließmittel sind zwar sensibler als konventionelle, aber professionell verwendet tragen sie in vielen Fällen dazu bei, die Betonrezeptur und -qualität zu vereinheitlichen. So geben sie dem Industriefußbodenbau mehr Planungssicherheit für die weitere Bearbeitung der Betonoberfläche.