Mineralischer Rohstoff Quarz

Die Korngruppe (Lieferkörnung) wird durch die Angabe von 2 Siebgrößen (Größen der Begrenzungssiebe) definiert, z.B. 2/4 mm oder 2 - 4 mm; dabei wird das untere Begrenzungssieb mit "d" (Nenn-Kleinstkorn) und das obere mit "D" (Nenn-Größtkorn) bezeichnet. In unserem Beispiel der Körnung 2 - 4 mm ist "d" = 2 mm und "D" = 4 mm. Da in jeder Korngruppe noch Überkorn-Anteile (Anteile > D) und Unterkorn-Anteile (Anteile < d) zugelassen sind, ist das für die Bezeichnung der Korngruppe angegebene Nenn-Kleinstkorn nicht das in der Korngruppe enthaltene kleinste Korn; ebenso ist das für die Bezeichnung der Korngruppe angegebene Nenn-Größtkorn nicht das größte Korn einer Korngruppe. Mit anderen Worten: In einer Korngruppe sind auch kleinere Körner enthalten als das Nenn-Kleinstkorn und auch größere Körner als das Nenn-Größtkorn.

Die Siebgrößen sind gemäß der EN 12620 mit den Werten des Grundsiebsatzes oder den Werten des Grundsiebsatzes und der Ergänzungssiebsätze 1 oder 2 zu bilden. Der Grundsiebsatz umfasst die Siebgrößen: 0 , 1 , 2 , 4 , 8 , 16 , 31,5 (32) , 63 mm. Der Ergänzungssiebsatz 1 enthält zusätzlich die Siebgrößen 5,6 (5), 11,2 (11), 22,4 (22) und 45 mm.

Die Zahlen in Klammern können zur vereinfachten Benennung von Lieferkörnungen verwendet werden. Der Ergänzungssiebsatz 2 enthält zusätzlich zum Grundsiebsatz die Siebgrößen 6,3 (6), 10, 12,5 (12), 14, 20 und 40 mm. 

Nach der EN 13139 sind folgende Korngruppen zu bevorzugen: 0/1 mm, 0/2 mm, 0/4 mm, 0/8 mm, 2/4 mm und 2/8 mm. Im Folgenden werden die wichtigsten Anforderungen der EN 12620 an Kies und Sand erläutert und auf Abweichungen der EN 13139 hingewiesen. Zugleich werden die Regelanforderungen nach DIN V 20.000-103 für die Verwendung der Gesteinskörnungen für Beton nach EN 206/DIN 1045-2 angegeben.

Die Kornzusammensetzung einer Gesteinskörnung ist - ebenso wie die Kornform - bestimmend für die "Packungsdichte" des Haufwerks und damit ausschlaggebend für die Verarbeitbarkeit des Betons oder Mörtels und für deren Wasseranspruch. Maßgebend ist die volumetrische Verteilung der Einzelpartikel mit ihren verschiedenen Korndurchmessern. Insoweit müßte die Kornzusammensetzung eigentlich in Volumenprozent angegeben werden. Solange aber alle Partikel einer Gesteinskörnung annähernd gleiche Rohdichten aufweisen, ist die Angabe in Masseprozent ausreichend und bei Kies und Sand auch üblich.

Nach der EN 12620 sind feine und grobe Gesteinskörnungen sowie Korngemische zu unterscheiden. Die gebräuchlichsten Lieferkörnungen (Korngruppen) für die Mörtel- und Betonherstellung sind:

Tabelle 1:    Die in Deutschland gebräuchlichsten Lieferkörnungen für die Mörtel- und Betonherstellung.

Alle Anforderungen für die Kornzusammensetzung sind in Kategorien eingeteilt, die mit "G" (= Grading), einem (tief gestellten) Index und einer Zahl bzw. mit "f" ( = fine) und einer Zahl gekennzeichnet werden. Folgende Indexe kommen vor: "F" (= Fine) für feine Gesteinskörnungen, "C" (= Coarse) für die groben Gesteinskörnungen und "T" (= Typical) für die typische Kornzusammensetzung.

Bei einer groben Gesteinskörnung muss das Nenn-Kleinstkorn d einen Korndurchmesser von mindestens 2 mm haben, und das Nenn-Größtkorn D mindestens 4 mm betragen. Unterschieden wird zwischen "enggestuft" (Korngrößenverteilung zwischen 2 nahe beieinanderliegenden Begrenzungssieben) und "weitgestuft" (Korngrößenverteilung erstreckt sich über eine Reihe weiter auseinanderliegender Siebe).

Bei enggestuften groben Gesteinskörnungen gibt es lediglich Anforderungen an den zulässigen Über- und Unterkornanteil gemäß Tabelle 2 der EN 12620.

Enggestufte grobe Gesteinskörnungen dürfen in der auch als Regelanforderung nach DIN V 20.000-103 geltenden Kategorie GC 85/20 ein Überkorn von maximal 15 % haben; die Überkornanteile müssen zu mindestens 98 % durch das Prüfsieb mit dem 1,4-fachen und zu 100 % durch das Prüfsieb mit dem 2-fachen Durchmesser des Nenngrößtkorns der jeweiligen Korngruppe hindurchgehen. Bei enggestuften groben Gesteinskörnungen ist ein Unterkorn von maximal 20 % zulässig, das zu 95 % auf dem Sieb der Siebweite d/2 liegen bleiben muß; diese Kategorie ist nach DIN V 20.000-103 nicht zulässig.

Nachfolgende Tabelle gibt eine Übersicht über die Grenzwerte der Kornzusammensetzung der gebräuchlichsten enggestuften groben Gesteinskörnungen in den Kategorien GC 85/20 und f3, d.h. mindestens 85 % Siebdurchgang durch das obere Sieb D, höchstens 20 % Siebdurchgang durch das untere Sieb d und höchstens 1,5 % Siebdurchgang durch das 0,063 mm-Sieb:

Tabelle 5: Grenzwerte der Kornzusammensetzung bei groben enggestuften Gesteinskörnungen GC85/20 und f₃.

Die gleichen Grenzwerte gelten auch für die Körnungen 2-4 mm und 2-8 mm gemäß EN 13139. Die Grenzwerte beim 0-8 mm betragen D = 90-99%; 1,4 D = 98-100%; 2 D = 100%.

In der EN 12620 sind bei den enggestuften Gesteinskörnungen Grenzabweichungen von einem mittleren Sieb oder von der typischen Kornzusammensetzung nicht geregelt.

Für Beton mit Ausfallkörnungen oder für andere Verwendungszwecke können zwischen Hersteller und Anwender zusätzliche Anforderungen vereinbart werden.

Nachfolgend zeigt die Abbildung 2 eine Sieblinie der enggestuften Gesteinskörnung 8 - 16 mm gemäß den Anforderungskategorien G_C 85/20 und f_1,5 ; die Sieblinie dieser Körnung muss in dem grün unterlegten Bereich verlaufen:

Die Anteile einer Gesteinskörnung, die durch das 0,063-mm-Sieb hindurchgehen, also kleiner als 0,063 mm sind, werden in der EN 12620 und EN 13139 als "Feinanteile" bezeichnet (früher: "abschlämmbare Bestandteile"). Feinanteile können die Betoneigenschaften nachteilig verändern. Der Gehalt an Feinanteilen wird durch den sogenannten Auswaschversuch nach EN 933-1 (Prüfverfahren für geometrische Eigenschaften von Gesteinskörnungen, Teil 1: Bestimmung der Korngrößenverteilung - Siebverfahren) bestimmt. Bei feinen Gesteinskörnungen beträgt die strengste Anforderung für den zulässigen Gehalt an Feinanteilen ≤ 3 Masse-% (f₃); die Normen EN 12620 und EN 13139 stimmen insoweit überein. Bei groben Gesteinskörnungen beträgt die strengste Anforderung ≤ 1,5 Masse-% (f_1,5). Es gibt auch eine Kategorie ohne Anforderung: f_NR, wobei "NR" für "No Requirement" steht. Die Regelanforderung nach DIN V 20.000-103 haben wir in der nachfolgenden Tabelle durch Umrahmung kenntlich gemacht.
In den einzelnen Kategorien sind gemäß Tabelle 11 der EN 12620 folgende Höchstwerte zulässig:

Tabelle 9: Kategorien für Höchstwerte des Gehaltes an Feinanteilen
(EN 12620, Tabelle 11) 

Für Gesteinskörnungen für Mörtel sind in der EN 13139 die Kategorien der Grenzwerte für den Gehalt an Feinanteilen wie folgt festgelegt:

Tabelle 10: Kategorien für Höchstwerte des Gehalts an Feinanteilen (EN 13139, Tabelle 4) 

Die Kategorie sollte in Abhängigkeit von der Endanwendung der Gesteinskörnung ausgewählt werden. Die strenge Kategorie 1 ist vorgesehen für Estrich, Spritz-, Reparatur- und Einpreßmörtel; die Kategorie 2 für Innenputz- und Außenputz-Mörtel.

In der Kategorie für Feinanteile mit den geringsten Anforderungen sind bei feinen Gesteinskörnungen nach EN 12620 mehr als 22 Masse-% Feinanteile erlaubt (Kategorie f₂₂), nach der EN 13139 sogar 30 %. Bei einem derart hohen Anteil an Feinanteilen < 0,063 mm ist der Nachweis zu erbringen, dass es sich bei dem Feinanteil nicht um quellfähige Tonminerale handelt, sondern um inertes "Gesteinsmehl". Dies kann mittels der Methylenblau-Prüfung (EN 933-9) erfolgen oder durch Bestimmung des Sandäquivalent-Werts (EN 933-8). Eine solche Prüfung ist immer erforderlich, wenn der Gesamtgehalt an Feinanteilen in der feinen Gesteinskörnung größer als 3 Masse-% ist (EN 12620, Anhang D: Beurteilung von Feinanteilen; EN 13139 Abschnitt 5.2 mit Anhang C). Mit anderen Worten: Feinanteile können als unschädlich betrachtet werden, wenn der Gesamtgehalt an Feinanteilen in der feinen Gesteinskörnung kleiner als 3 % Massenanteil ist oder kleiner als ein anderer Wert ist, der aufgrund der geltenden Bestimmungen am Ort der Verwendung gültig ist. Letzteres ist ein Zugeständnis an die Erfahrungen in verschiedenen Teilen Europas mit den dort vorkommenden feinen Gesteinskörnungen.

Einige chemische Bestandteile der Gesteinskörnungen haben schädliche Auswirkungen auf den damit hergestellten Beton oder Mörtel. Welche der chemischen Anforderungen zu prüfen sind, hängt von der vorgesehenen Art der Verwendung und der Herkunft der Gesteinskörnung ab. Die EN 12620 und EN 13139 legen daher für Bestandteile, die das Erstarren und das Erhärten des Betons oder Mörtels stören, dessen Festigkeit oder Dichtigkeit herabsetzen, zu Quellen und Absprengungen, Fleckenbildung und Entfärbung führen oder den Korrosionsschutz der Bewehrung beeinträchtigen, Prüfungen fest, um die chemischen Eigenschaften zu bestimmen, oder auch Grenzwerte.

Der Gehalt an wasserlöslichen Chlorid-Ionen wird nach EN 1744-1, Abschnitt 7 bestimmt. Kategorien sind in der EN 12620 nicht festgelegt, vielmehr muss der Gehalt auf Anforderung bestimmt und vom Hersteller auf Anfrage angegeben werden; die Regelanforderung nach DIN V 20.000-103 beträgt ≤ 0,04 M.-% (Cl_0,04).

Tabelle 11: Maximaler Chloridgehalt 

Der säurelösliche Sulfatgehalt (ausgedrückt als S0₃) wird nach EN 1744-1, Abschnitt 12 ermittelt. Die Regelanforderung gemäß DIN V 20.000-103 beträgt: ≤ 0,8 Masse-% (AS_0,8). In den einzelnen Kategorien sind nach EN 12620, Tabelle 20, folgende Höchstwerte zulässig:

Tabelle 12: Maximaler säurelöslicher Sulfatgehalt 

20Der Gesamtschwefelgehalt darf 1 Masse-% nicht überschreiten; er wird nach EN 1744-1, Abschnitt 11 ermittelt. Bei Vorhandensein von Sulfiden ist eine besondere Beurteilung der Gesteinskörnung erforderlich.

Zum Nachweis des Vorhandenseins organischer Stoffe, die das Erstarren und Erhärten des Betons bzw. Mörtels beeinflussen, ist die Prüfung mit 3 %-iger Natronlauge gemäß EN 1744-1 Abschnitt 15.1 erforderlich. Wenn die Ergebnisse zeigen, dass Huminsäure enthalten ist, muss die Prüfung auf Fulvosäure nach EN 1744-1, Abschnitt 15.2 erfolgen. Wenn bei diesen Prüfungen die überstehende Flüssigkeit heller ist als die dafür angegebene Farbe, darf davon ausgegangen werden, dass die Gesteinskörnungen frei von organischen Stoffen sind oder nur unbedenkliche Mengen enthalten.

Die EN 12620 und die EN 13139 enthalten keine Anforderungen an den höchstzulässigen Gehalt leichtgewichtiger organischer Verunreinigungen (früher: "Quellfähige Bestandteile") z. B. Holz oder Kohle, die im frischen Beton und Mörtel aufschwimmen und so dessen Oberfläche negativ beeinflussen können. Der Anteil wird gemäß EN 1744 1, Abschnitt 14.2 im Aufschwimmversuch mit gesättigter Zinkchloridlösung bzw. Natriumwolframatlösung ermittelt. Damit werden jedoch alle Partikel, die eine Rohdichte < 2.000 kg/m³ aufweisen, erfasst, also auch Stoffe anorganischen Ursprungs. In Zweifelsfällen ist daher durch Glühen der aufgeschwommenen Bestandteile bei 700 ºC der Anteil organischen Ursprungs zu bestimmen. Es wird dann davon ausgegangen, dass die organische Substanz verascht ist und der Rückstand aus anorganischer Substanz besteht.

Festgelegt ist lediglich: soweit gefordert, muss das Vorhandensein von leichtgewichtigen organischen Verunreinigungen geprüft und müssen die Ergebnisse angegeben werden.

Nach der Regelanforderung der DIN V 20.000-103 darf die Verunreinigung betragen bei

feinen Gesteinskörnungen	≤ 0,5 M.-%
groben Gesteinskörnungen	≤ 0,1 M.-%

Dazu zählen die Rohdichte und Wasseraufnahme, die beide nach EN 1097-6 bestimmt werden, und die Frost-Tau-Wechselbeständigkeit, die nur bei Gesteinskörnungen gröber als 4 mm nach EN 1367-1 bestimmt wird oder bei Gesteinskörnungen mit einer Größe bis 4 mm durch einen Frost-Tau-Wechselversuch am Mörtel. Die Regelanforderung nach DIN V 20.000-103 beträgt bei der Expositionsklasse XF 1 des Betons nach EN 206/DIN 1045-2: F₄, d. h. der Masseverlust darf maximal 4 % betragen.

Kategorien für Höchstwerte des Frost-Tau-Widerstandes von groben Gesteinskörnungen 
 

Tabelle 13: Höchstwerte des Frost-Tau-Widerstandes von groben Gesteinskörnungen 

Der Hersteller von Gesteinskörnungen muss sicherstellen, dass seine Produkte der EN 12620 bzw. der EN 13139 und den jeweiligen angegebenen Eigenschaftskennwerten entsprechen.
Das geschieht durch die werkseigene Produktionskontrolle, die durch eine unabhängige Stelle, die Überwachungsstelle (Fremdüberwacher), überprüft wird. Die Häufigkeit der werkseigenen Produktionskontrolle ist von der EN 12620, Anhang H, wie folgt geregelt:

Tabelle 14:  Mindestprüfhäufigkeiten für allgemeine Eigenschaften von Gesteinskörnungen für Beton  

Die Prüfverfahren für Gesteinskörnungen nach DIN V 20.000-103 sind in der DIN V 18.004 geregelt. Für Gesteinskörnungen für Beton für den Einsatz unter hohen Sicherheitsanforderungen (wenn das Eingreifen einer Fremdüberwachungsstelle gefordert ist), gilt das System 2 + zur Bestätigung der Konformität. Danach ist eine Zertifizierung der werkseigenen Produktionskontrolle durch eine notifizierte Stelle, z. B. das Materialprüfungsamt oder den Baustoffüberwachungsverein (BÜV) erforderlich. In Deutschland ist die Zertifizierung durch einen Fremdüberwacher durch die DIN V 20.000-103 vorgeschrieben, wenn die Gesteinskörnung in Deutschland für Beton eingesetzt wird.

In dem Zertifikat wird die Übereinstimmung der Gesteinskörnung mit der EN 12620 bzw. EN 13139 durch die Überwachungsstelle festgestellt , und zwar aufgrund einer Erstinspektion des Werkes und einer laufenden Überwachung der Wirksamkeit des vom Hersteller eingerichteten Systems der werkseigenen Produktionskontrolle. Weitere Informationen siehe Baustoffüberwachung.

Der Lieferschein muss mindestens die folgenden Angaben enthalten: