9.6.1 Schwinden und Quellen

Schwinden und Quellen sind u. a. abhängig von Alter, Größe und Umgebungsbedingungen des Bauteils, vom Wassergehalt des Betons sowie Art und Kornzusammensetzung der Gesteinskörnung.

Schwinden

Die Volumenverringerung von Zementstein im Beton/Mörtel wird als Schwinden bezeichnet. Grundsätzlich werden folgende Schwindprozesse unterschieden:

• Plastisches Schwinden (Kapillar- oder Frühschwinden): 
  Die vor dem Erhärtungsbeginn entstehende Volumenverringerung infolge von Austrocknung durch Wind, Sonneneinstrahlung und/oder hohe Temperaturen bei niedriger relativer Luftfeuchtigkeit wird als plastisches Schwinden bezeichnet. Es entsteht durch Kapillarkräfte beim Entzug des Wassers. In Beton können bei unzureichender Nachbehandlung Risse senkrecht zur Oberfläche mit einer Tiefe von mehreren Zentimetern auftreten.
• Schrumpfen: 
  Das Schrumpfen setzt sich aus chemischem und autogenem Schwinden zusammen. Chemisches Schwinden entsteht bei der Hydratation durch chemisches Einbinden von Wasser in die Hydratationsprodukte. Chemisch gebundenes Wasser hat ein um ca. 25 % geringeres Volumen als freies Wasser. 
  Autogenes Schwinden bezeichnet eine Volumenverringerung durch innere Selbstaustrocknung mit fortschreitender Hydratation des Zementsteins.

  V_Zement + V_wasser > V_{Hydratationsprodukt}

  Für Normalbetone hat das Schrumpfen keine praxisrelevante Bedeutung.

• Trocknungsschwinden: 
  Volumenminderung infolge Abgabe von Überschusswasser, das nicht chemisch oder physikalisch gebunden ist. Trocknungsschwinden läuft im erhärtenden und erhärteten Beton ab und hängt im Wesentlichen von den Umgebungsbedingungen (Temperatur, relative Luftfeuchtigkeit) ab.
• Carbonatisierungsschwinden: 
  Durch die Reaktion des Kohlendioxids der Luft mit dem Calciumhydroxid im Zementstein entsteht ein irreversibles Schwinden, das zu Netzrissen im oberflächennahen Bereich führen kann.

Die Prüfung des Schwindens ist nicht in der Zementnorm enthalten, weil das am Normmörtel gemessene Schwinden kein geeigneter Maßstab zur Beurteilung des Schwindmaßes von Beton ist.

Bei dauernder Feuchtlagerung tritt kein praxisrelevantes Schwinden auf.

Anhaltswerte für das Endschwindmaß enthält die Tabelle 9.6.3. Genaue Berechnung nach DIN EN 1992-1-1/DIN EN 1992-1-1/NA, Abschnitt 3.1.4.

Quellen

Die Volumenzunahme infolge von Wassereinlagerung in das Zementsteingefüge wird als Quellen bezeichnet.