Wer einen C25/30 bestellt, bestellt vor allem eine Festigkeit: eine charakteristische Druckfestigkeit nach 28 Tagen von 25 N/mm² am Zylinder bzw. 30 N/mm² am Würfel. Kein Wert wird auf einer Betonbaustelle so genau überwacht – und keiner sorgt für so viele Fragen, wenn die Prüfkörper nicht liefern, was erwartet wurde.
Dieser Beitrag erklärt, was die Druckfestigkeit von Beton genau ist, wie man die Betonbezeichnung liest, wie geprüft wird, welche Festigkeit Beton in welchem Alter haben sollte und was sie erhöht oder senkt.
Was die Druckfestigkeit von Beton ist
Wenn von Betonfestigkeit die Rede ist, geht es fast immer um die Druckfestigkeit. Auf Zug hält Beton nur etwa ein Zehntel davon aus – deshalb wird er bewehrt: Die Bewehrung nimmt die Zugkräfte auf, die der Beton nicht tragen kann.
Maßgebend für die Bemessung ist die charakteristische Druckfestigkeit fck: die Druckfestigkeit nach 28 Tagen, die von 95 % des gelieferten Betons überschritten werden soll. Sie ist also nicht der Mittelwert der Prüfergebnisse, sondern ein niedrigerer Wert mit statistischer Reserve. Angegeben wird sie in N/mm², was Megapascal (MPa) entspricht. DIN EN 206 nennt sie doppelt: als Zylinderdruckfestigkeit (Zylinder 150 × 300 mm, fck,cyl) und als Würfeldruckfestigkeit (Würfel mit 150 mm Kantenlänge, fck,cube), weil ein Würfel aus demselben Beton höhere Werte liefert.
So liest man C25/30, XC2, F3
In Deutschland gilt DIN EN 206 zusammen mit DIN 1045-2. Eine Betonbestellung nennt Festigkeitsklasse, Expositionsklassen, Konsistenzklasse, Größtkorn und Chloridgehaltsklasse:
| Teil | Beispiel | Bedeutung |
|---|---|---|
| Druckfestigkeitsklasse | C25/30 | Charakteristische Druckfestigkeit nach 28 Tagen: 25 N/mm² am Zylinder / 30 N/mm² am Würfel (LC für Leichtbeton) |
| Expositionsklasse | XC2 | Umgebung: X0 kein Angriffsrisiko, XC Karbonatisierung, XD Chloride (außer aus Meerwasser), XS Meerwasser, XF Frost bzw. Frost-Tausalz, XA chemischer Angriff |
| Konsistenzklasse | F3 | Verarbeitbarkeit: Ausbreitmaßklassen F1–F6 (in Deutschland üblich) oder Setzmaßklassen S1–S5 |
| Größtkorn | 16 mm | Größtkorn der Gesteinskörnung in Millimetern |
| Chloridgehaltsklasse | Cl 0,40 | Höchstzulässiger Chloridgehalt in % der Zementmasse: Cl 0,40 für Stahlbeton, Cl 0,20 für Spannbeton |
In Deutschland kommt die Feuchtigkeitsklasse (WO, WF, WA oder WS) hinzu, die das Risiko einer Alkali-Kieselsäure-Reaktion berücksichtigt.
Eine einheitliche Mindestfestigkeit für Stahlbeton gibt es nicht. DIN EN 206 empfiehlt für jede Expositionsklasse eine Mindestdruckfestigkeitsklasse, dazu einen höchstzulässigen w/z-Wert und einen Mindestzementgehalt, weil die Dauerhaftigkeit davon abhängt. Nationale Regeln können davon abweichen.
| Expositionsklasse | Typische Situation | Empfohlenes Minimum |
|---|---|---|
| X0 | Unbewehrter Beton ohne Korrosionsrisiko | C12/15 |
| XC1 | Trocken im Innenraum oder ständig unter Wasser | C20/25 |
| XC2 | Nass, selten trocken: viele Gründungsbauteile | C25/30 |
| XC3 / XC4 | Mäßige Feuchte; wechselnd nass und trocken (bewitterte Außenbauteile) | C30/37 |
| XD1 / XD2 / XS1 | Chloridhaltige Luft, Küstennähe, Schwimmbäder | C30/37 |
| XD3 / XS2 / XS3 | Tausalz auf Parkdecks und Verkehrsflächen; Meerwasserbauwerke | C35/45 |
Empfehlungen des informativen Anhangs. In Deutschland gelten die Mindestwerte der DIN 1045-2; bei den Karbonatisierungsklassen liegen sie niedriger (XC1 und XC2: C16/20, XC3: C20/25, XC4: C25/30). Für Frost (XF) und chemischen Angriff (XA) gibt es eigene Mindestwerte.
Tabelle der Druckfestigkeitsklassen
Die Tabelle zeigt die gängigen Klassen nach DIN EN 206 mit Zylinder- und Würfelwert. Wer noch in den alten Klassen der DIN 1045 von 1988 denkt: B 25 entspricht etwa C20/25, B 35 etwa C30/37 und B 45 etwa C35/45.
| Festigkeitsklasse | fck,cyl (Zylinder) | fck,cube (Würfel) | Typische Anwendung |
|---|---|---|---|
| C20/25 | 20 N/mm² | 25 N/mm² | Unbewehrte Fundamente und Massenbeton; Stahlbeton in trockenen Innenräumen |
| C25/30 | 25 N/mm² | 30 N/mm² | Üblicher Hochbau ohne besondere Beanspruchung |
| C30/37 | 30 N/mm² | 37 N/mm² | Außenbauteile, Gründungen im Grundwasser, Ingenieurbau |
| C35/45 | 35 N/mm² | 45 N/mm² | Chlorid- und Tausalzbeanspruchung, Fertigteile |
| C40/50 – C50/60 | 40–50 N/mm² | 50–60 N/mm² | Fertigteile, Spannbeton, Hochleistungsbeton |
Die erforderliche Festigkeitsklasse legt der Tragwerksplaner nach Bemessung und Expositionsklasse fest.
Wie geprüft wird: Konsistenz und Würfel
- Probenahme auf der Baustelle (DIN EN 12350-1), aus dem Beton, wie er mit dem Fahrmischer ankommt.
- Konsistenzprüfung: in Deutschland meist mit dem Ausbreitversuch (DIN EN 12350-5), sonst mit dem Setzversuch (DIN EN 12350-2). Sie zeigt, ob der Beton dem bestellten entspricht und ob kein Wasser zugegeben wurde.
- Herstellung der Probekörper (DIN EN 12390-2): in Deutschland in der Regel Würfel mit 150 mm Kantenlänge, verdichtet und unter genormten Bedingungen gelagert. Häufig werden sie nach dem nationalen Anhang trocken gelagert; das Ergebnis wird dann auf die Referenzlagerung unter Wasser umgerechnet.
- Druckprüfung (DIN EN 12390-3): in der Prüfmaschine, üblicherweise nach 7 und 28 Tagen. Ob der Beton die Anforderungen erfüllt, entscheiden die statistischen Konformitätskriterien von DIN EN 206 und DIN 1045-2.
Druckfestigkeit nach 7 und 28 Tagen
Beton gewinnt anfangs schnell an Festigkeit, danach immer langsamer. Eurocode 2 (DIN EN 1992-1-1, 3.1.2) schätzt die Entwicklung mit βcc(t) = exp{s · [1 − (28/t)^½]} ab, wobei s von der Zementklasse abhängt:
| Alter | Zementklasse S (s = 0,38) | Klasse N (s = 0,25) | Klasse R (s = 0,20) | C25/30, Klasse N: Zylinder / Würfel |
|---|---|---|---|---|
| 3 Tage | ≈ 46 % | ≈ 60 % | ≈ 66 % | ≈ 15 / 18 N/mm² |
| 7 Tage | ≈ 68 % | ≈ 78 % | ≈ 82 % | ≈ 19,5 / 23 N/mm² |
| 28 Tage | 100 % | 100 % | 100 % | 25 / 30 N/mm² |
| 90 Tage | ≈ 118 % | ≈ 112 % | ≈ 109 % | ≈ 28 / 34 N/mm² |
Schätzwerte der mittleren Festigkeit bei 20 °C. Klasse R = CEM 42,5 R, 52,5 N und 52,5 R; Klasse N = CEM 32,5 R und 42,5 N; Klasse S = CEM 32,5 N. Die tatsächliche Entwicklung hängt von Zement, Temperatur und Nachbehandlung ab; maßgebend für die Annahme ist die Prüfung nach 28 Tagen.
Liegt ein C25/30 mit Zement der Klasse N nach 7 Tagen bei etwa 23 N/mm² am Würfel (rund 20 N/mm² am Zylinder) oder darüber, ist das ein gutes Zeichen – aber noch nicht der Nachweis. Da Betone auf eine mittlere Festigkeit deutlich über fck ausgelegt werden (Eurocode 2 setzt fcm = fck + 8 N/mm² an), liegen gut eingestellte Rezepturen meist über diesen Werten. Die Zeiten für Abbinden und Erhärten stehen im Beitrag Wie lange muss Beton trocknen?
Was sie erhöht und was sie senkt
- Der w/z-Wert. Er wiegt am schwersten: Je weniger Wasser je kg Zement, desto höher die Festigkeit. Jeder Liter Wasser zu viel hinterlässt beim Verdunsten Poren.
- Der Zement: Art, Festigkeitsklasse und Menge je Kubikmeter.
- Die Verdichtung. Luft, die durch schlechtes Rütteln eingeschlossen bleibt, kostet viel: Als Größenordnung kann jedes Prozent Hohlräume rund 5 % Festigkeit kosten.
- Die Gesteinskörnung: sauber, fest und mit gut abgestimmter Sieblinie.
- Die Nachbehandlung. Fehlt in den ersten Tagen das Wasser, hydratisiert der Zement an der Oberfläche nicht, und die Randzone bleibt schwach und porös.
- Die Temperatur während der Erhärtung.
- Die Zusatzmittel. Sie senken den Wasseranspruch, ohne die Verarbeitbarkeit zu verschlechtern; Additive mit Graphen verdichten zusätzlich die Zementmatrix.
Die beiden Zahlen sind Alternativen: Entweder steigt die Festigkeit bei gleichem Zementgehalt, oder sie bleibt gleich und man braucht weniger Zement. Was für das jeweilige Werk sinnvoll ist, zeigen Vorversuche.
Was tun, wenn die Würfel nicht reichen
Erreicht ein Los die geforderte Festigkeit nicht, heißt das nicht, dass abgerissen werden muss. Tragwerksplaner und Bauüberwachung können ergänzende Untersuchungen veranlassen:
- Bohrkerne aus dem Bauteil entnehmen und prüfen (DIN EN 12504-1). Das ist die zuverlässigste Aussage über die Festigkeit im Bauwerk; bewertet wird nach DIN EN 13791.
- Zerstörungsfreie Prüfungen wie der Rückprallhammer (DIN EN 12504-2) oder Ultraschall (DIN EN 12504-4), um Festigkeit und Gleichmäßigkeit an vielen Stellen abzuschätzen.
- Nachrechnung mit der tatsächlichen Festigkeit: Oft erfüllt das Bauteil die Anforderungen weiterhin, mit Reserve.
Auf dieser Grundlage wird entschieden, ob das Bauteil so bleiben kann, verstärkt wird oder andere Maßnahmen nötig sind.
