Hallo Joe,
das ist ein ausgesprochen komplexes Thema, es kommt im Zuge der Erhitzung zu diversen reversiblen, teilreversiblen und nicht reversiblen Prozessen. Nachfolgend bedarf es dann auch noch einer Einschätzung darüber, ob und in welchem Maße diese Veränderungen die relevanten Eigenschaften der Betonobjekte beeinflussen. Es wird ja von “feuerfestem” Beton gesprochen, dort geht es also vordringlich darum, ob Betonbeuteile ihre strukturelle Integrietät innerhalb bestimmter Parameter beibehalten, nicht darum ob selbige die Temperaturen gänzlich unverändert/unbeschädigt überstehen. In vielen wissenschaftlichen Betrachtungen zu dem Thema geht es primär um das Brandschutzverhalten, was uns bei unseren Fragen nur bedingt hilft.
Feuerfester Beton ist jetzt auch nicht zwangsläufig geilste Shice aus dem Hochleistungslabor, es werden vor allem über die Zuschläge Schmelzpunkte angehoben, der Quarz-Sprung eleminiert, (mikro)mechanische Eigenschaften verbessert, um Abplatzungen und Spannungsrissen entgegenzuwirken und das Wasser soll länger im Beton gebunden bleiben. Dementsprechend verhalten sich auch nicht alle als nicht feuerfest deklarierten Betone/Mörtel im Temperaturbereich bis 570° gleich, sondern abhängig z.B von den Zuschlägen relevant unterschiedlich. Die von uns so geliebten Hochleistungsmörtel sind z.B. für Abplatzungen merklich empfindlicher als Standardprodukte, verlieren dafür aber chemisch gebundenes Wasser etwas später. 570° ist also eine sinnige Angabe, um einen Anhaltspunkt zu haben, weil sich da im Gefüge grundlegendes tut (Quarzsprung=sprunghafter Volumenanstieg), aber nicht alles darunter ist zwangsläufig unbedenklich und nicht alles darüber zwangsläufig tödlich für die Betonteile. So kann es beispielsweise bei Temperaturen oberhalb 500° dazu kommen, dass Calciumhydroxid im Beton zu Calciumoxid und Wasser zerfällt. Das freiwerdende Wasser verstärkt dann zunächst mal den ohnehin vorhandenen Dampfdruck (Abplatzungen), das freie Calciumoxid kann bei Abkühlung (und verfügbarem Wasser) ggfs. erneut hydratisieren, was durch die spontane Volumenzunahme im gänzlich “unflexiblen Umfeld” zu strukturellen Schäden führt. Obwohl die vielbesungenen 570° nicht erreicht wurden, hat das Betonteil die Erhitzung im ungünstigen Fall eben keineswegs unbeschadet überstanden. “Feuerfester Beton” hat zumindest mal den großen Vorteil, auf sein Verhalten im jeweils produktspezifisch angegebenen Temperaturbereich hin ausgiebig getestet worden zu sein. Und da von uns kaum jemand in der Lage sein wird, die Bauteiltemperaturen in befeuerten Betonbauteilen verbindlich vorhersagen zu können, ganz sicher häufig die bessere Wahl.
Zur Frage der Reversiblität ist wie o.a. wichtig zu definieren, woran Du das festmachst. Die mechanischen Veränderungen wie Abplatzungen und Risse sind naturgegeben nicht reversibel, machen ein Betonbauteil ja aber auch nicht zwingend sofort untauglich. Der Verlust des chemisch gebundenen Wassers ist wohl teilreversibel, ist dem Beton aber z.B. auch erstmal nicht zwingend “anzusehen”. Wenn Hitze- und Raucheintrag die Carbonatisierung forciert haben, ist dieser Vorgang nicht reversibel, macht aber nicht stahlbewehrten Beton im Grunde eher stabiler. Die hier im Forum zumeist besprochenen Betonteile sollten in ihren relevantesten Eigenschaften hinsichtlich z.B. Stabilität und Dichtigkeit nach meinem Verständnis in einem Maße Reserven aufweisen, dass die besprochenen Temperaturen in fast allen Anwendungsfällen eben unbedenklich bleiben. Trotzdem sollte erwähnt werden, dass formell (und damit vermutlich inkl. relevanter Reserven) bei Gebrauchstemperaturen > 250 °C sog. Feuerbeton eingesetzt werden muss, d.h. “hitzebeständiger Beton” im Bereich von 200 °C bis 1100 °C, “feuerfester Beton” im Bereich von 1100 °C bis 1300 °C und “hochfeuerfester Beton” im Bereich oberhalb 1300 °C.
Um einen Eindruck von den korrespondierenden Prozessen über die Temperaturkurve zu gewinnen ist die folgende Grafik ganz hilfreich:
