Textur und Farbe
Techniken der Flächengestaltung mit Sichtbeton
Qualitativ hochwertige Sichtbetonflächen entstehen nur, wenn fachgerechte Gestaltung, Planung, Baustofftechnik und Baubetrieb erfolgreich zusammenwirken. Die optischen Wirkungen, die durch Schalungsabdruck, Oberflächenbearbeitung oder Farbgebung erreicht werden können, sind nahezu unbegrenzt.
Die Gleichmäßigkeit der beabsichtigten farblichen Wirkung ist abhängig von der Farbwahl, den Gesteinskörnungen und der Wahl der Oberflächenbearbeitung: dunkle, glatte Oberflächen werden eher unterschiedlich empfunden als helle, raue Oberflächen. Der Einsatz von Matrizen oder einer besonders texturierten Schalhaut schafft ebenfalls eine sehr exakte Oberfläche. „Gerade die Oberflächentexturen, die durch Stocken, Scharieren oder Schleifen bearbeitet werden, sind sehr aufwendig und erfordern mehrere Arbeitsgänge,“ erklärt Dipl. Ing. Heinz Eberherr, Architekt bei Laumer Bautechnik GmbH.
Bez + Kock Architekten aus Stuttgart bauten für die Gemeinde Poing bei München ein Gemeindezentrum mit einer aufwendig gestalteten Sichtbetonoberfläche. Ihren Entwurf erläutern die Architekten: „Das Bürgerhaus spielt aufgrund seiner übergeordneten Funktion eine besondere Rolle in der öffentlichen Wahrnehmung. Dieser Logik folgend haben wir das Gebäude als ein ganz besonderes Haus entwickelt, welches sich in Form, Material und Detailausbildung von seiner Umgebung deutlich unterscheidet.“ Während sich das Gebäude zur Straße hin eher geschlossen zeigt, sind im Bereich der Säle große Fensteröffnungen in den Baukörper geschnitten, die die Innenräume in ein helles Tageslicht tauchen. Hinter der präzise gearbeiteten Betonfassade sind alle Aufgaben für ein funktionierendes Gemeinwohl hinter einer exklusiven Gebäudehülle zusammengefasst, von Räumen für Verwaltung und Vereinsarbeit über Sitzungssaal und repräsentatives Foyer bis hin zu Mehrzweckräumen für kulturelle und sportliche Betätigung.
Durch die Reduktion auf wenige große Betonierabschnitte und die gezielte Oberflächenbearbeitung durch Stocken der beigegelb durchgefärbten Betonschale konnte ein unverwechselbarer Gesamteindruck erzeugt werden, der mit seiner Modernität der Gediegenheit einer traditionellen bayrischen Bautradition in nichts nachsteht. Mit der einheitlichen Außenfläche ohne sichtbare Fugen oder Ankerlöcher, die mit ihrer changierenden Farbigkeit an eine Natursteinfassade erinnert, verbinden Bez + Kock Architekten die gewünschte Hochwertigkeit der Fassadenwirkung mit der erforderlichen Robustheit eines öffentlichen Gebäudes.
Als Fassade und Außenwand realisierten die Architekten eine tragende 32 cm starke Betonschale, die komplett ohne Fugen mit Ortbeton in hoher Sichtbetonqualität hergestellt wurde. Der Rohbauer wählte größt-mögliche Schaltafeln und belegte das Schalsystem vollflächig mit Betonplan, um sichtbare Stöße weitestgehend zu minimieren und den homogenen Gesamteindruck zu verstärken. Die Spannankerlöcher wurden farblich abgestimmt verspachtelt. Außerdem wurde die gesamte Außenwandfläche mit über 1 100 m² von einem spezialisierten Fachbetrieb gestockt. So sind Schalbild und Ankerlöcher kaum zu sehen und die Fassadenansicht zeigt eine grobkörnige Oberflächenstruktur, die die natürliche Wirkung unterstreicht. Innenseitig erfolgte der Aufbau mit Wärmedämmung, Vormauerung mit KS-Steinen sowie einem durchgefärbten zweilagigen Innenputz, der ebenso wie die Außenfassade in einem Beigeton eingefärbt wurde. Die Geschossdecken und das Dach liegen abgekoppelt von der Außenwand nur über einzelne Auflagerkonsolen im Abstand von 3 m auf der äußeren Sichtbetonhülle auf.
Um die gewünschte Sichtbetonqualität zu erreichen, war Teamwork zwischen Architekten, Fachplanern, Rohbauer, Betonlieferant und Steinmetz unabdingbar. Für die Betonberatung wurde das Ingenieurbüro Schießl Gehlen Sodeikat GmbH gewonnen. Um die 60 m lange Außenwand fugenlos auszubilden, berechnete der Tragwerksplaner entsprechende Vorgaben für Wandstärke und Bewehrung. Mit dem Rohbauer wurden die Betonierabschnitte abgesprochen und, nachdem ihre Anzahl auf ein Mindestmaß reduziert werden konnte, an möglichst unauffälligen Stellen angeordnet. So wurde in der Vertikalen lediglich ein Betonierabschnitt auf der Höhe von Fensterbrüstungen ausgeführt, in der Horizontalen waren sechs Betonierabschnitte nötig. Zur Beurteilung der Durchfärbung und der Oberflächenbearbeitung erstellte man zunächst kleine Musterplatten. An einer 2-geschossigen Musterwand ließ sich anschließend auch die Art der Ausführung bis zu den Details der Fensteranschlüsse abstimmen.
Bei gestockten Flächen sind die Anforderungen an die Oberflächenqualität etwas geringer als bei glatten Sichtbetonflächen, da die oberste Betonschicht bei der Bearbeitung in Millimeterstärke entfernt wird, trotzdem sind hohe Betongüte und äußerste Sorgfalt aller Beteiligten erforderlich. Anhand der Bemusterung war erkannt worden, dass man den Mehlkorngehalt der vorgesehenen Betonrezeptur erhöhen sollte, um einer Entmischung auch in Teilbereichen gegenzusteuern. Deshalb wurde mit Unterstützung einer nicht saugenden Schalung darauf geachtet, dass sich keine Luftporen bildeten. Man entschied sich, die freien Schütthöhen bei der Betonage auf ein Minimum von 1 bis 1,5 m zu beschränken, um unzureichende Verdichtung, Lunker und Kiesnester, die nach dem Stocken zu Tage traten, zu vermeiden. Zudem wurde mit dem Rohbauer eine lagenweise Verdichtung auf alle 50 cm festgelegt. Ein Beton der Festigkeitsklasse 30/37 mit F4 Konsistenz, einem w/z-Wert von 0,51 und einem Zementgehalt von 360 kg/m³ erfüllte letztlich die gewünschten Voraussetzungen.
Für die Durchfärbung wurde 3% Trockenpigment bezogen auf den Zementgehalt verwendet, wobei eine Mischung von 95% gelb und 5 % Rot zum gewünschten Farbton führte. Entscheidend und im diesem Fall beabsichtigtes Ergebnis war, dass der Gelbton des ungestockten Betons eine weniger satte Farbanmutung aufwies als nach der Oberflächenbearbeitung: Durch das Stocken wird pigmentierter Zement abgetragen, wodurch die Farbgebung der Zuschlagstoffe mehr zur Geltung kommt. Schließlich musste berücksichtigt werden, dass die nicht durchgefärbten Abstandhalter aus Beton, die zwischen Bewehrung und Schalung eingesetzt werden, wenig Auflagerfläche bieten, damit sie nicht später trotz Stocken an der Oberfläche sichtbar werden. Alle Kanten wurden von Hand schariert, die Ankerlöcher wurden ausgemörtelt und nachträglich gestockt.
Die große Musterwand, ausgeführt mit der modifizierten Betonrezeptur und der entsprechenden Betonage, brachte schließlich ein Ergebnis, das in das Bauwerk übertragen werden konnte. Schließlich wurde auch ein abschließender Graffitischutz gefunden, dessen Schutzschicht nicht sichtbar ist und der eine unverfälschte Oberfläche bietet. Für das liefernde Betonwerk war die exakte Einhaltung der Rezeptur Vorgabe. Anhand der Musterflächen und der realmaßstäblichen Musterwand legten die Architekten im Vorfeld alle Maßnahmen fest, die zu der überzeugenden Homogenität der Sichtbetonflächen des Bürgerhauses führten.
Informationen:
www.beton.org Wie kommt die Farbe in den Beton?
Im Wesentlichen unterstützen verschiedenfarbige Eisenoxide die Farbgebung von Betonen. Ihre gezielte Beimischung erzeugt rote oder gelbe, sowie anthrazit bis schwarz durchgefärbte Farbnuancen im Beton. Exakte Pigmentmischungen ergeben Zwischentöne oder bestimmen genau definierte Farben. Chromoxid wird für grüne, Kobaltblau für blaue Fassaden verwendet. Für sehr helle bis weiße Fassadenansichten erhalten Weißzementsorten durch Zugabe von Titandioxid ihre strahlend weiße Brillanz. Sie werden auch eingesetzt, wenn die Farbe nicht durch einen Grauton gedämpft werden soll. Um ein sattes Tiefschwarz zu erreichen, wird Ruß als Pigment beigefügt, das allerdings die Tendenz hat, unter Lichteinstrahlung zu verblassen.
Wie alle Zuschlagstoffe im Beton nehmen auch Pigmente Einfluss auf die Festigkeit. Sie haben einen erhöhten Wasseranspruch, das heißt, der Wasser-Zementwert wird höher, was bezüglich der Dichte des Betons beachtet werden muss. Grundsätzlich sind die richtige Mischreihenfolge und die Durchmischung der Pigmente wichtig, die gewählten Körnungen sollten in Bezug auf ein einheitliches Aussehen für das gesamte Bauvorhaben vorgehalten werden. Ohne Erprobungs- oder Referenzflächen, die der Ausschreibung zugrunde liegen, sollte keine Betonfassade ausgeführt werden. Beim Bau mit Transportbeton spielen für die Farbanmutung auch die jeweiligen Witterungsbedingungen beim Betoniervorgang eine Rolle.
Techniken der Flächengestaltung
Beim derzeitigen Stand der Technik zur Steuerung und Variation des Aussehens einer Betonfläche sind die Möglichkeiten äußerst vielfältig. Neben Gestaltungen durch das Material der Schalhäute kommen Oberflächenbearbeitungen und die farbliche Gestaltung des Betons zum Zuge.
1. Gestaltung durch die Schalhaut
Die Brettschalung ist die älteste Art des Formenbaus im neuzeitlichen Betonbau. Eingesetzt werden natürliche Holzoberflächen. Zur Herstellung von Sichtbetonflächen mit Brettschalung ist viel Erfahrung im Umgang mit den Schalmaterialien und deren Wechselwirkung mit frischem Beton erforderlich. In jedem Falle sollten die Flächenergebnisse an Probebauteilen geübt und entwickelt werden.
Glatte Schalungen ergeben glatte Oberflächen. Die strukturellen Gestaltungsmerkmale derartiger Flächen sind Schalhautfugen und die Durchführungen der Schalungsanker. Die Variationsmöglichkeiten beschränken sich auf die Gestaltung der Fugenstruktur und der Farbigkeit der Flächen. Im Kontext mit den Oberflächen der Innenausstattung oder mit dem fertigen Gebäude wirken lebendigere Sichtbeton-flächen sehr oft attraktiver als makellose.
Schalungsmatrizen sind elastische Kunststoffschalhäute oder -schalungen zur vorgabentreuen Texturierung einer Betonfläche. Man unterscheidet Matrizen und Matrizenschalungen. Matrizen bestehen aus einer Vollgummimatte mit einer mittleren Rückendicke, hinzu kommt die jeweilige Strukturtiefe. Matrizen bestehen durchgehend aus gummielastischem Kunststoff, alternativ werden auch warmhärtende Kunststoffe verwendet. Filtervliese sind textile Drainagevliese, sie werden auf die Schalhaut aufgezogen. Das dabei entstehende Flächenbild ist weitgehend frei von sichtbaren Poren und zeigt ein wolken- und fleckenfreies Farbbild. Die feine Textur des Filtervlieses bleibt dauerhaft erkennbar und lässt die Betonfläche dunkler erscheinen. OSB-Platten ergeben eine intensive Zeichnung der Betonfläche und überzeichnen andere Flächeneffekte. Der Effekt des frischen Naturholzes ergibt zwar charakteristische, raue und dunklere Flächen, erlaubt aber wenig Einflussnahme auf das Aussehen der Fläche. Zur Milderung der intensiven Flächenzeichnung kann eine aufhellende Lasur vorgesehen werden.
2. Oberflächenbearbeitung
Als Waschbeton werden Betonflächen bezeichnet, an denen das Erhärten der Mörtelmatrix an der Oberfläche stark verzögert und diese nach dem Erhärten durch Abwaschen entfernt wird. Dabei wird die Kornstruktur sichtbar. Waschbetonoberflächen wurden vor allem zwischen 1965 und 1980 häufig eingesetzt und verschwanden nachfolgend fast völlig vom Markt. Lediglich im Betonwerkstein (Podeste, Treppenstufen u. ä.) haben sich Anwendungen erhalten.
Eine Sonderform ist der so genannte Fotobeton. Bei dieser Technik wird ein Foto nach Erfahrungswerten in Rauigkeiten = Auswaschtiefen umgesetzt, die an einer im Ursprung glatten Betonfläche bildgebende Grautonabstufungen erzeugen. Fotobetonanwendungen sind aufgrund der aufwendigen Herstellungstechnik weitgehend auf Betonfertigteile beschränkt.
Bei der Bearbeitung einer Betonfläche mit einer lösenden Säure wird die Abtragstiefe durch die Intensität der Säureanwendung gesteuert. Gesäuerte Flächen zeigen meist eine gute Farbbrillanz, weshalb sich die Technik vor allem für hellere Farbgestaltungen eignet.
Durch Sandstrahlen entstehende Flächenergebnisse sind nur eingeschränkt prognostizierbar. In der gestrahlten Fläche vervielfachen sich Zahl und Größe der sichtbaren Poren. Die Erwartung textureller Gleichmäßigkeit wird bei Ortbeton nicht erfüllt.
Die mechanische Bearbeitung von Betonflächen, wie Stocken, Scharrieren, Schleifen und Polieren, wird von spezialisierten Steinmetzbetrieben angeboten. Die Bearbeitung einer im Ursprung meist glatt hergestellten Betonfläche ergibt im Allgemeinen gut prognostizierbare Ergebnisse großer Gleichmäßigkeit.
Dabei meint Stocken die Bearbeitung der Betonoberfläche mit einem Elektro- oder Drucklufthammer mit mehr oder weniger spitzen Meißeln. Die Oberflächenbearbeitung egalisiert das Aussehen und macht Abwitterungen weniger erkennbar. Feingestockte Flächen eignen sich besonders für Innenbereiche. Es entstehen edel wirkende Flächen mit besonderer Ausstrahlung. Beim Scharieren wird ein flacher Meißel eingesetzt. Im Flächenbild bleiben einzelne Meißelansätze sichtbar und können in der Fläche bewusst angeordnet werden. Zum Schleifen werden handgeführte Diamantschleifplatten an Winkelschleifern benutzt. Die Oberfläche ist danach meist glatter als die Ausgangsfläche und das Betongefüge ist als Anschnitt sichtbar. Beim Polieren wird eine geschliffene Betonfläche mit feiner Schleifkörnung weiterbearbeitet. Es entstehen spiegelglatte, glänzende Flächen, in denen Licht reflektiert wird und sich die Umgebung spiegelt.
3. Farbliche Gestaltung
Die Möglichkeiten der farblichen Gestaltung von Sichtbetonflächen teilen sich auf in die Durchfärbung des Betons oder die farbliche Bearbeitung fertiger Oberflächen. Als nachträgliche farbliche Bearbeitung einer Betonfläche kommt nur eine Farblasur in Frage. Lasuren eignen sich auch zur Nachbesserung von Abweichungen an glatten Sichtbetonflächen.
Mehr Informationen zu den einzelnen Techniken der Flächengestaltung von Beton können Sie im Zement Merkblatt H8 nachlesen:
www.beton.org/fachinformationen/zement-merkblaetter.html
Textur und Farbe
