🏗️ Druckfestigkeit von Beton
Kurz gefasst
Bestimmung der Druckfestigkeit von Betonproben (Würfel, Zylinder) mittels hydraulischer Presse. Die Prüfung erfolgt nach PN-EN 12390-3:2019; Probenabmessungen: Würfel 150×150×150 mm oder Zylinder Ø150×300 mm. Das Verfahren umfasst 10 Schritte (insgesamt rund 28 Tage 28 Min.–28 Tage 35 Min.); eingesetzt wird sie unter anderem für: Klassifizierung von Beton in Festigkeitsklassen (C8/10 bis C100/115), Werkseigene Produktionskontrolle von Transportbeton (WPK), Abnahme von Betonkonstruktionen auf Baustellen.
Auf einen Blick
- Norm: PN-EN 12390-3:2019
- Kategorie: Bauwesen
- Verfahrensschritte: 10
- Gesamtdauer der Schritte: 28 Tage 28 Min.–28 Tage 35 Min.
- Probenabmessungen: Würfel 150×150×150 mm oder Zylinder Ø150×300 mm
- Belastungsgeschwindigkeit: 0,6 ± 0,2 MPa/s (150-mm-Würfel)
- Pressenkapazität: 200–3000 kN (Genauigkeitsklasse 1)
Übersicht
Die Druckfestigkeit ist die wichtigste mechanische Eigenschaft von Beton und bildet die Grundlage für die Klassifizierung von Beton in entsprechende Festigkeitsklassen (z. B. C20/25, C30/37). Die Prüfung besteht darin, eine Betonprobe (würfelförmig 150×150×150 mm oder zylindrisch Ø150×300 mm) mit konstanter Geschwindigkeit mit einer Druckkraft bis zum Versagen zu belasten. Das Ergebnis wird in Megapascal (MPa) ausgedrückt und stellt das Verhältnis der maximalen Bruchkraft zur Querschnittsfläche der Probe dar.
Die Norm PN-EN 12390-3 ist ein Schlüsseldokument im Qualitätskontrollsystem für Transportbeton und Konstruktionsbeton in Polen und Europa. Jedes Betonwerk, jedes Straßen- und Baulabor führt diese Prüfung routinemäßig durch. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für die Abnahme von Betonstrukturen — ohne positive Festigkeitsprüfungsergebnisse können Konstruktionen nicht zur Nutzung freigegeben werden.
Prüfkörper werden gemäß PN-EN 12390-2 geformt, unter Normbedingungen gelagert (Wasser oder Feuchtekammer, 20 ± 2°C) und nach einer festgelegten Reifezeit geprüft — am häufigsten nach 28 Tagen, aber auch nach 7 und 90 Tagen. Das Ergebnis ist das arithmetische Mittel von mindestens 2 Proben. Die Belastungsgeschwindigkeit beträgt 0,6 ± 0,2 MPa/s für 150-mm-Würfel.
Die Prüfung ist im Rahmen der werkseigenen Produktionskontrolle von Beton (WPK), der Konformitätsbewertung von Beton in Bauwerken (PN-EN 13791) und der Qualitätskontrolle auf Baustellen verpflichtend. Labore, die diese Prüfungen durchführen, müssen von PCA akkreditiert sein.
Prinzip der Methode
Eine Betonprobe mit bekannten Abmessungen wird zentrisch auf der unteren Druckplatte einer hydraulischen Presse platziert. Die Druckkraft wird senkrecht zur Gießrichtung mit konstanter Spannungsrate von 0,6 ± 0,2 MPa/s (für 150-mm-Würfel) aufgebracht. Die Last steigt gleichmäßig bis zum Probenversagen. Die Druckfestigkeit fc wird als Verhältnis der maximalen Bruchkraft F zur Querschnittsfläche Ac berechnet: fc = F / Ac [MPa]. Das Ergebnis wird auf 0,1 MPa gerundet.
Anwendungen
- Klassifizierung von Beton in Festigkeitsklassen (C8/10 bis C100/115)
- Werkseigene Produktionskontrolle von Transportbeton (WPK)
- Abnahme von Betonkonstruktionen auf Baustellen
- Bewertung der Betonfestigkeit in bestehenden Konstruktionen (Bohrkerne)
- Qualitätskontrolle von Betonfertigteilen
- Prüfung von Betonfahrbahndecken für Straßen und Flughäfen
- Technische Gutachten von Gebäuden und Brücken
- Forschung und Entwicklung neuer Betonmischungen
Schlüsselparameter
| Parameter | Wert |
|---|---|
| Probenabmessungen | Würfel 150×150×150 mm oder Zylinder Ø150×300 mm |
| Belastungsgeschwindigkeit | 0,6 ± 0,2 MPa/s (150-mm-Würfel) |
| Pressenkapazität | 200–3000 kN (Genauigkeitsklasse 1) |
| Lagerungszeit | 7, 28 oder 90 Tage (20 ± 2°C, rel. Feuchte ≥95%) |
| Prüftemperatur | 20 ± 5°C |
| Genauigkeit | ±1% des Kraftbereichs (Klasse 1 gem. PN-EN 12390-4) |
Norm
- Normnummer
- PN-EN 12390-3:2019
- Titel (PL)
- Badania betonu — Część 3: Wytrzymałość na ściskanie próbek do badań
- Title (EN)
- Testing hardened concrete — Part 3: Compressive strength of test specimens
Schritt-für-Schritt-Verfahren
-
Probenahme und Probenvorbereitung
Proben gemäß PN-EN 12390-2 aus Betonmischung formen. Verdichtung auf Rütteltisch oder durch Stampfen. Proben kennzeichnen.
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Probenlagerung
Nach dem Ausschalen (nach 16–24 h) in Lagerungskammer oder Wasserbad (20 ± 2°C, Feuchtigkeit ≥95%) platzieren. Bis zum Prüftag lagern.
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Entnahme und Prüfvorbereitung
Proben aus Wasser/Kammer entnehmen. Oberfläche trocknen. Abmessungen mit 0,1 mm Genauigkeit messen. Wiegen. Ebenheit der Stirnflächen prüfen.
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Oberflächenplanen (Capping)
Bei Unebenheiten >0,1 mm — Schwefel-Capping auftragen oder Neoprenplatten verwenden. Rechtwinkligkeit und Parallelität der Flächen sicherstellen.
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Probenpositionierung in Presse
Probe zentrisch auf unterer Druckplatte platzieren. Belastungsrichtung senkrecht zur Gießrichtung. Zentrierung prüfen.
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Probenbelastung
Presse starten. Vorlast aufbringen. Mit konstanter Rate 0,6 ± 0,2 MPa/s bis zum Probenversagen fortsetzen.
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Ablesen und Aufzeichnen der Ergebnisse
Maximale Bruchkraft F [kN] ablesen. Festigkeit berechnen: fc = F/Ac. Bruchtyp notieren (korrekt — Doppelpyramide).
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Bewertung des Bruchtyps
Mit Referenzmustern gem. PN-EN 12390-3 vergleichen (Abbildung in Norm). Falscher Bruch (z. B. diagonal) kann auf Zentrierfehler hinweisen.
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Berechnung des Endergebnisses
Ergebnis = arithmetisches Mittel von mindestens 2 Proben. Bei Streuung >10% — Ausreißer verwerfen und Prüfung wiederholen.
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Dokumentation und Berichterstattung
Prüfbericht erstellen mit: Probenabmessungen, Masse, Lagerungsbedingungen, Bruchkraft, Festigkeit, Bruchtyp.
Erforderliche Geräte und Apparatur
| Gerät | Beispiel | Richtpreis |
|---|---|---|
| Hydraulische Presse 3000 kN | Controls Automax, Matest C070, Form+Test MEGA 3, Testing GmbH | 80 000–250 000 PLN |
| Probenformen 150 mm | Dreiteilige Stahlformen 150×150×150 mm, Controls, Matest | 800–2 500 PLN/Stück |
| Lagerungskammer | Controls 10-D1428, Matest — Temp. 20 ± 2°C, rel. Feuchte ≥95% | 15 000–50 000 PLN |
| Messschieber / Messlineal | Mitutoyo 500-197-30, Genauigkeit 0,01 mm | 200–800 PLN |
| Laborwaage 30 kg | Radwag WLC 30/A2, Genauigkeit 1 g | 2 000–5 000 PLN |
| Rütteltisch zum Verdichten | Controls 55-C0161/Z, Matest C160 | 5 000–15 000 PLN |
| Software zur Ergebniserfassung | Controls DATAMANAGER, Form+Test TestXpert | 5 000–20 000 PLN |
Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien
| Reagenz | CAS | Details |
|---|---|---|
| Schalöl (Trennmittel) | — | Zum Schmieren der Formen vor dem Betonieren, ohne Betonbeeinträchtigung |
| Leitungswasser | — | Zur Lagerung der Proben unter Normbedingungen (20 ± 2°C) |
| Schwefel oder Zementmörtel (Capping) | 7704-34-9 | Zum Planschleifen der Stirnflächen (Alternative: Neoprenplatten) |
Arbeitsschutz und Sicherheit
- Hydraulische Presse — Quetschgefahr, niemals Hände während des Betriebs zwischen Druckplatten einführen
- Betonfragmente beim Versagen — obligatorische Schutzbrillen und Pressenschutz
- Schwere Proben (ca. 8 kg für 150-mm-Würfel) — Verletzungsgefahr beim Handling
- Schwefel für Capping — giftige Dämpfe, Absaugung und Schutzmaske verwenden
- Schutzhandschuhe beim Umgang mit Frischbeton (alkalische Wirkung)
Häufige Fragen
Welche Norm beschreibt diese Prüfung?
Die Prüfung erfolgt nach PN-EN 12390-3:2019 — „Testing hardened concrete — Part 3: Compressive strength of test specimens“.
Wie funktioniert diese Methode?
Eine Betonprobe mit bekannten Abmessungen wird zentrisch auf der unteren Druckplatte einer hydraulischen Presse platziert. Die Druckkraft wird senkrecht zur Gießrichtung mit konstanter Spannungsrate von 0,6 ± 0,2 MPa/s (für 150-mm-Würfel) aufgebracht.
Wie groß sind Messbereich und Genauigkeit?
Probenabmessungen: Würfel 150×150×150 mm oder Zylinder Ø150×300 mm; Belastungsgeschwindigkeit: 0,6 ± 0,2 MPa/s (150-mm-Würfel); Pressenkapazität: 200–3000 kN (Genauigkeitsklasse 1); Lagerungszeit: 7, 28 oder 90 Tage (20 ± 2°C, rel. Feuchte ≥95%).
Wie lange dauert die Prüfung?
Die für die einzelnen Schritte angegebenen Zeiten ergeben zusammen rund 28 Tage 28 Min.–28 Tage 35 Min. Das Verfahren umfasst 10 Schritte.
Welche Geräte werden benötigt?
Hydraulische Presse 3000 kN, Probenformen 150 mm, Lagerungskammer, Messschieber / Messlineal, Laborwaage 30 kg, Rütteltisch zum Verdichten, Software zur Ergebniserfassung. Richtpreis für das Kerngerät (Hydraulische Presse 3000 kN): 80 000–250 000 PLN.
Wo wird diese Prüfung eingesetzt?
Klassifizierung von Beton in Festigkeitsklassen (C8/10 bis C100/115); Werkseigene Produktionskontrolle von Transportbeton (WPK); Abnahme von Betonkonstruktionen auf Baustellen; Bewertung der Betonfestigkeit in bestehenden Konstruktionen (Bohrkerne); Qualitätskontrolle von Betonfertigteilen; Prüfung von Betonfahrbahndecken für Straßen und Flughäfen; Technische Gutachten von Gebäuden und Brücken; Forschung und Entwicklung neuer Betonmischungen.
Welche Sicherheitsmaßnahmen gelten?
Hydraulische Presse — Quetschgefahr, niemals Hände während des Betriebs zwischen Druckplatten einführen; Betonfragmente beim Versagen — obligatorische Schutzbrillen und Pressenschutz; Schwere Proben (ca. 8 kg für 150-mm-Würfel) — Verletzungsgefahr beim Handling; Schwefel für Capping — giftige Dämpfe, Absaugung und Schutzmaske verwenden; Schutzhandschuhe beim Umgang mit Frischbeton (alkalische Wirkung).
Welches Labor führt diese Prüfung durch?
Die Prüfung führen nach ISO/IEC 17025 akkreditierte Labore durch. Auf LabCoda finden Sie sie über die Normnummer PN-EN 12390-3.