Betonverflüssiger und Fließmittel nach EN 934-2: Wirkprinzipien, Normanforderungen und Praxisunterschied

Betonverflüssiger (BV) und Fließmittel (FM) sind Betonzusatzmittel, die die Konsistenz von Frischbeton gezielt verändern. Beide Produktgruppen machen Beton bei gleichbleibender Mischung fließfähiger. Der Zweck dieser Plastifizierung liegt entweder in der Verbesserung der Verarbeitbarkeit oder in der Verringerung der Wassermenge – was bei gleichbleibender Verarbeitbarkeit die Festigkeit des Betons erhöht. Die chemischen Wirkmechanismen und normativen Anforderungen unterscheiden sich allerdings deutlich zwischen BV und FM.

Normativer Unterschied: Wassereinsparung und Druckfestigkeit nach EN 934-2

In der Europäischen Union regelt die harmonisierte Norm EN 934-2 die Eigenschaften von Betonzusatzmitteln. Der entscheidende Unterschied zwischen Betonverflüssigern und Fließmitteln liegt in ihrer Wirksamkeit, die über Prüfverfahren mit einem Referenzbeton nach EN 480 Teil 1 bestimmt wird.

Betonverflüssiger müssen bei gleicher Konsistenz eine Wassereinsparung von mindestens 5 % erreichen und nach 7 sowie 28 Tagen eine Beton-Druckfestigkeit von mindestens 110 % liefern (Tabelle 2 der Norm). Fließmittel stellen höhere Anforderungen: Sie müssen mindestens 12 % Wassereinsparung erzielen und nach einem Tag eine Druckfestigkeit von mindestens 140 %, nach 28 Tagen von mindestens 115 % erreichen (Tabelle 3.1). Zusätzlich müssen Fließmittel weitere Anforderungen an Konsistenz und Druckfestigkeit bei gleichbleibendem w/z-Wert erfüllen (Tabelle 3.2).

Die Norm definiert neben Betonverflüssigern und Fließmitteln weitere Produktgruppen: Stabilisierer, Luftporenbildner, Erstarrungsbeschleuniger, Erhärtungsbeschleuniger, Verzögerer, Dichtungsmittel, Viskositätsmodifizierer, Entlüftungsmittel, Frostschutzmittel, Massenhydrophobierungsmittel und Schwindreduktionsmittel.

Dosierung und Zugabezeitpunkt im Betonwerk oder auf der Baustelle

Aufgrund der strengeren Wirksamkeitsanforderungen werden Fließmittel häufig höher dosiert als Betonverflüssiger. Der Zugabezeitpunkt unterscheidet sich ebenfalls: Betonverflüssiger kommen in der Regel im Betonwerk in die Mischung. Fließmittel dürfen hingegen – aufgrund ihrer oft rasch nachlassenden Wirksamkeit – auch nachträglich zugemischt werden, etwa bei Ankunft auf der Baustelle.

Früher wurden leistungsfähigere Fließmittel auch als Hochleistungsverflüssiger oder Hochleistungsbetonverflüssiger (HBV) bezeichnet. Moderne, leistungsstarke Fließmittel werden inzwischen sowohl im Betonwerk als auch auf der Baustelle verwendet. Die Unterscheidung zwischen BV und FM hängt heute primär von der jeweiligen Zulassung ab – nicht mehr von der zugegebenen Substanz.

Grenzflächenaktive Stoffe: Wassereinsparung durch geringere Oberflächenspannung

Betonverflüssigende Chemikalien wirken entweder über grenzflächenaktive oder dispergierende Mechanismen. Grenzflächenaktive Stoffe setzen die Oberflächenspannung des Zugabewassers herab. Dadurch wird weniger Wasser für die Benetzung der Zementkörner und der Gesteinskörnung benötigt. Das „überschüssige" Wasser macht die Mischung fließfähiger. Alternativ kann die Mischung um diese Wassermenge reduziert werden, wodurch der w/z-Wert sinkt und die Festigkeit des Betons steigt – bei gleichbleibender Verarbeitbarkeit.

Ligninsulfonate, ein Nebenprodukt der Zelluloseindustrie, werden fast ausschließlich für Betonverflüssiger verwendet. Sie können insbesondere bei höherer Dosierung zu einer zusätzlichen Verzögerung des Betons und zu einem Eintrag von Luftporen führen. Durch Zugabe von Entschäumern wie Tributylphosphat lassen sich Luftporenbildung und eine damit verbundene Reduzierung der Druckfestigkeit verhindern oder verringern. Ligninsulfonate reduzieren die Oberflächenspannung, wirken aber auch dispergierend.

Dispergierende Stoffe: Naphthalinformaldehydsulfonate und PCE-Polymere

Synthetisch hergestellte Naphthalinformaldehydsulfonate (NFS) werden für Betonverflüssiger und Fließmittel eingesetzt und verfügen über gute verflüssigende Eigenschaften. Gegenüber Ligninsulfonaten ist die Verflüssigung stärker, hält aber oft nicht so lange an.

In den vergangenen Jahrzehnten haben sich dispergierende Stoffe zur dominierenden Chemie entwickelt. Sie verhindern das Zusammenballen (Agglomeration) der Zementpartikel und sorgen so für eine homogene Verteilung im Wasser – was die Fließfähigkeit deutlich steigert.

Praktische Anwendung und Einfluss auf verwandte Systeme

Fließmittel können die Wirkungsweise von Luftporenbildnern beeinflussen. In der Praxis bedeutet dies, dass bei der Rezepturplanung für Transportbeton oder Betonfertigteile die Wechselwirkungen verschiedener Betonzusatzmittel berücksichtigt werden müssen. Auch die Eignung für selbstverdichtenden Beton (SVB) oder für Spannbeton mit hohen Anforderungen an frühe Festigkeit und niedrigem w/z-Wert wird maßgeblich durch die Wahl des Fließmittels bestimmt.

Weitere Informationen zur Verarbeitung und zu Zusatzstoffen finden Sie in unserem Artikel „Hüttensand als Betonzusatzstoff" sowie zu verwandten Themen im Bereich Dispersionsstabilität von Mörteln.

Die DIN EN 934-2 regelt auch Zusatzmittel für Mörtel und Einpressmörtel. Hersteller wie Sika, Mapei oder BASF Construction Chemicals bieten umfangreiche Produktportfolios für beide Wirkgruppen an.