Naturbims besteht bis zu 85 % aus Luftporen. Fotos: Bundesverband Leichtbeton e.V.

Grundstoffe des Bauens

07. Dezember 2018 | Artikel teilen

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Leichtzuschläge in Baustoffen

Als Leichtzuschläge werden im Bauwesen porenreiche, mineralische Gesteinskörner bezeichnet, die man den Rezepturen von Baustoffen hinzufügt, um das Gesamtgewicht der Materialien zu senken beziehungsweise ihre Wärmedämmung zu verbessern. Unser Beitrag gibt einen Überblick über die wichtigsten Leichtzuschläge in modernen Baustoffen.

Leichtzuschläge sind Gesteinskörner, die zu großen Teilen aus Luftporen bestehen und daher relativ leicht sind. In der DIN EN 13055 werden Zuschläge mit einer Rohdichte bis maximal 2.000 kg/m³ als „leichte Gesteinskörnungen“ definiert. Die in der Praxis verwendeten Materialien liegen aber in der Regel deutlich unter diesem Maximalwert. So haben zum Beispiel Bims-Leichtzuschläge eine Rohdichte zwischen 500 und 800 kg/m³ und schwimmen damit sogar auf Wasser.

Ein typisches Einsatzgebiet von Leichtzuschlägen in der Baustoffindustrie ist die Herstellung von Leichtbeton. Aber auch in Leichtmauermörteln und Leichtputzen sowie in einigen „gefüllten“ Mauerwerksteinen findet man die Gesteinskörnungen. Außerdem dienen sie als Schüttgut im Garten- und Landschaftsbau, im Straßen- und Wegebau sowie als dämmendes Schüttungsmaterial zum Niveauausgleich unterhalb von Hartbodenbelägen.

Natürliche Leichtzuschläge

Querschnitt durch einen Leichtbetonstein mit porenreichen Zuschlägen (dunkel).

Leichte Gesteinskörnungen, die in Baumaterialien zum Einsatz kommen, können sowohl natürlich vorkommende Steine als auch künstlich hergestellte, mineralische Stoffe sein. Bei den künstlichen Leichtzuschlägen gibt es Körnungen, die auf natürlich vorkommendem Gestein basieren, die man für die Verwendung als Leichtzuschlag vorab aber noch industriell weiterverarbeiten muss. Davon abzugrenzen sind rein künstliche Produkte, wie zum Beispiel Hüttenbims, die als Nebenprodukte industrieller Prozesse anfallen.

Zu den natürlichen Leichtzuschlägen zählen Naturbims und Lavaschlacken. Dabei handelt es sich um Mineralien vulkanischen Ursprungs, die die Natur sozusagen gebrauchsfertig liefert. Man muss sie nicht mehr industriell verändern, um sie als Leichtzuschläge zu nutzen. Naturbims ist ein relativ selten vorkommendes Vulkangestein, das bis zu 85 % aus Luftporen bestehen kann. In Europa gibt es lediglich im Neuwieder Becken nördlich von Koblenz natürliche Bimsvorkommen – und auch dort gehen die Vorkommen infolge des langjährigen Abbaus allmählich zur Neige.

In der Region Koblenz ist das helle Gestein vor etwa 12.000 Jahren als Folge eines Vulkanausbruchs entstanden. Die glühende Lava wurde damals durch Wasserdampf und Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufgeschäumt. Als Folge davon entstand rund um den Vulkankrater eine dicke Schicht aus festem, aber sehr porösem Lavastein. Dieses Material nannte man dann später Bims.

Ein anderer natürlicher Leichtzuschlag, der eine ähnliche Entstehungsgeschichte wie Bims hat, ist Schaumlava – auch Lavaschlacke oder Lavakies genannt. Ursprüngliches Ausgangsmaterial ist hier ebenfalls glühend-heißes Magma aus dem Inneren von Vulkanen, das an die Erdoberfläche gekommen und dort aufgeschäumt wurde und anschließend zu Lavastein erstarrt ist. Schaumlava enthält allerdings weniger Luftporen als Bims, ist also schwerer. Dafür ist das farblich relativ dunkle Material nicht so selten. Es wird als Schüttungsmaterial verwendet, aber auch als Zuschlag in Leichtbetonsteinen.

Künstliche Leichtzuschläge

Blähtonkugeln saugen mit ihrer weitgehend geschlossenen Oberfläche kaum Wasser. Foto: KLB Klimaleichtblock

Angesichts schrumpfender natürlicher Vorkommen verwendet die Baustoffindustrie immer häufiger künstlich hergestellte Leichtzuschläge. Das bedeutet nun nicht, dass es sich dabei um Kunststoffe handelt. Meist geht es um natürliche Gesteine, die allerdings industriell aufgeschäumt werden, damit sie die für Leichtzuschläge typische Porigkeit erreichen. Die bekanntesten Beispiele dafür sind Blähton, Blähschiefer und Blähperlit.

Wie der Name schon sagt, handelt es sich bei Blähton und -schiefer um aufgeblähtes Ton- beziehungsweise Schiefergestein. Die Rohstoffe werden fein gemahlen und anschließend bei hohen Temperaturen in Drehrohröfen aufgeschäumt. Das Endprodukt sind kleine runde Gesteinskügelchen, die einerseits viele Luftporen enthalten, also sehr leicht sind, andererseits aber meist über eine geschlossene Oberfläche verfügen, wodurch sie nur wenig Wasser saugen. Aufgrund der genannten Eigenschaften eignen sich diese künstlichen Zuschläge sehr gut für die Herstellung von Leichtbeton.

Auch das natürliche Vulkangestein Perlit kommt als Blähperlit in Baustoffen zum Einsatz und wird dafür industriell aufgeschäumt. Das dabei entstehende weiße Granulat verfügt aber nur über eine geringe Kornfestigkeit. Trotzdem gibt es vielfältige Einsatzbereiche von Perlit im Bauwesen. Wir haben darüber auf baustoffwissen.de bereits in einem eigenen Beitrag informiert. Perlit-Granulat wird zum Beispiel als Dämmstofffüllung in Mauerwerk-Lochziegeln verwendet.

Der künstliche Leichtzuschlag Blähglas wiederum wird aus Altglas hergestellt. Trotzdem handelt es sich um ein mineralisches Produkt, denn Glas wird ja aus Gesteinskörnungen hergestellt – vor allem aus Quarzsand. Ausführliche Informationen über Herstellung, Eigenschaften und Anwendungsbereiche von Blähglas gibt es auf baustoffwissen.de im Beitrag „Was ist Blähglas und wofür wird es verwendet?“.

Industrielle Nebenprodukte

Neben natürlichen Gesteinskörnungen, die künstlich aufgeschäumt wurden, findet man in vielen Baustoffen auch Leichtzuschläge, die als Nebenprodukte industrieller Prozesse – also rein künstlich – entstehen. Ein Beispiel dafür ist gesinterte Steinkohlenflugasche, die in Kraftwerken bei der Verbrennung von Steinkohle-Staub anfällt. Weiterverarbeitet zu kugelförmigen Körnern dient sie beispielsweise als Zuschlag in Leichtbetonsteinen.

Ein anderes Beispiel ist „Kesselsand“, der bei der Verbrennung fester Steinkohle im Kraftwerk als Nebenprodukt entsteht. Es handelt sich um den Teil der Verbrennungsrückstände, der bei der Steinkohleverstromung auf den Boden des Verfeuerungsofens sinkt. Auch dieses industrielle „Abfallprodukt“ lässt sich als wertvoller Leichtzuschlag vor allem in Leichtbeton-Produkten verwerten. Dasselbe gilt für den so genannten Hüttenbims. Dabei handelt es sich um eine erstarrte Schlacke, die beim Schmelzen von Eisenerz im Hochofen anfällt. Der Name Hüttenbims kommt daher, weil die Materialeigenschaften dieser Hochofenschlacke denen von Naturbims ähneln.

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Über den Autor Roland Grimm ist seit Februar 2013 freier Journalist mit Sitz in Essen und schreibt regelmäßig Fachwissen-Artikel für BaustoffWissen. Zuvor war er rund sechs Jahre Fachredakteur beim Branchenmagazin BaustoffMarkt und außerdem verantwortlicher Redakteur sowie ab 2010 Chefredakteur der Fachzeitschrift baustoffpraxis. Kontakt: freierjournalist@rolandgrimm.com

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