Materialgewicht-Rechner

So funktioniert der Materialgewicht-Rechner

Ob die Stahlplatte noch in den Kofferraum darf, ob der Anhänger die Betonplatten trägt oder ob zwei Leute den Eichenbalken heben können: Die Antwort steckt in der Dichte. Der Gewichtsrechner nimmt Material, Form und Maße und rechnet Volumen mal Dichte: Eine Stahlplatte von 100 × 50 × 2 cm hat 10 Liter Volumen und wiegt bei 7,85 kg je Liter 78,5 kg. Die Tabelle enthält 49 Materialien von Aluminium bis Ziegel, dazu Formen für Quader und Platten, Zylinder und Rundstäbe, Kugeln oder das Volumen direkt in Litern, und auf Wunsch die Stückzahl.

Drei Beispiele:

• Betonplatte: 400 × 300 × 20 cm sind 2,4 m³, bei 2,4 kg je Liter also 5,76 Tonnen. Ein 3,5-Tonner mit etwa einer Tonne Zuladung bräuchte sechs Fahrten.
• Stahlträger: Zwei IPE 200 von 6 m wiegen bei 22,4 kg je Meter zusammen 268,8 kg, vier Edelstahlrohre 48,3 × 2,6 mm von 3 m Länge 35,4 kg.
• Bauholz: Zehn Kiefernbalken 12 × 12 cm, 5 m lang, mit 18 Prozent Holzfeuchte: 0,72 m³ und 384,2 kg; frisch geschlagen mit 50 Prozent Feuchte wären es rund 490 kg.

Der zweite Kasten ist für Metallbau und Baustelle: Stahlträger der Reihen IPE, HEA und HEB aus den Profiltabellen mit Metergewicht, dazu Rohre, Rundstahl und Flachstahl aus den Maßen, wahlweise in Stahl, Edelstahl, Aluminium, Kupfer oder Messing, mit grobem Preisrahmen für Träger. Der dritte Kasten rechnet Holzgewicht nach Holzart und Holzfeuchte, denn Holz ist der einzige Baustoff, dessen Gewicht sich je nach Trocknung fast verdoppelt; Mengen können in Kubikmetern, Raummetern, Schüttraummetern oder als Balkenmaße eingegeben werden.

Die Dichten sind Richtwerte aus Tabellenwerken: Metalle streuen kaum, Beton je nach Zuschlag und Bewehrung um 5 Prozent, Natursteine und Hölzer um 10 bis 20 Prozent, Schüttgüter wie Kies und Sand je nach Feuchte und Verdichtung noch stärker. Für die Statik gilt die DIN EN 1991-1-1 mit ihren Wichten, für den Transport reicht der Rechner, um Fahrzeuge, Hebezeuge und Helfer richtig zu planen. Andere Einheiten rechnet der Gewichtsumrechner um.

Wissenswertes zum Thema

Dichte verstehen: Kilogramm je Liter

Dichte ist Masse je Volumen, praktisch in Kilogramm je Liter (kg/dm³) oder Tonnen je Kubikmeter, beides dieselbe Zahl: Wasser hat 1, Beton 2,4, Stahl 7,85, Blei 11,34, Gold 19,3. Merkhilfen: Ein Liter Wasser ist ein Kilogramm, ein Kubikmeter Wasser eine Tonne, ein Kubikmeter Beton zweieinhalb Tonnen, ein Kubikmeter Stahl fast acht Tonnen. Holz liegt unter 1 und schwimmt, mit Ausnahme von Tropenhölzern wie Bangkirai (0,95) oder Pockholz (1,2). Die Dichte hängt von Temperatur und bei porösen Stoffen vom Wassergehalt ab, weshalb Tabellen für Hölzer immer die Bezugsfeuchte nennen. Eine Platte wiegt je Quadratmeter Dicke mal Dichte: 1 m² Stahlblech von 1 mm sind 7,85 kg, 1 m² Glas von 4 mm 10 kg, 1 m² Estrich von 5 cm 100 kg, 1 m² Gipskartonplatte von 12,5 mm rund 10 kg.

Stahlprofile: IPE, HEA, HEB und was die Zahlen bedeuten

Die Zahl hinter dem Profilnamen ist die Höhe in Millimetern: Ein IPE 200 ist 200 mm hoch, 100 mm breit und wiegt 22,4 kg je Meter; ein HEB 200 ist 200 mm hoch und 200 mm breit und wiegt 61,3 kg je Meter, fast das Dreifache, trägt dafür aber deutlich mehr. HEA ist die leichte Variante der breiten Träger (HEA 200: 42,3 kg/m), HEM die schwere. IPE-Träger stecken in Decken und Dächern, HEB-Träger als Stützen und Unterzüge beim Wanddurchbruch. Gerechnet wird in der Statik mit der Wichte von 78,5 kN/m³; Stahl kostet 2026 je nach Profil, Menge und Händler etwa 1,20 bis 2 Euro je Kilogramm, Zuschnitt, Bohrungen und Verzinkung extra, feuerverzinkt liegt der Preis meist 30 bis 50 Prozent höher. Rohrgewichte folgen der Formel π × (Außendurchmesser minus Wandstärke) × Wandstärke × Dichte, ein Stahlrohr 48,3 × 3,2 mm (die Gerüstrohrgröße) wiegt 3,56 kg je Meter.

Holz und Holzfeuchte

Holzgewicht wird mit der Rohdichte bei 12 bis 15 Prozent Holzfeuchte angegeben, dem Zustand von getrocknetem Bauholz: Fichte und Tanne 450 bis 470, Kiefer 520, Lärche 590, Eiche 690, Buche 720 kg/m³. Die Holzfeuchte ist das Verhältnis Wasser zu Trockenmasse, frisch geschlagenes Holz hat 50 bis 100 Prozent und mehr, ein frischer Fichtenstamm wiegt deshalb rund 800 kg je Kubikmeter statt 470. Der Rechner zieht die Trockenmasse aus der Bezugsdichte und rechnet den Wassergehalt dazu; das Quellen des Holzes vernachlässigt er, was den Fehler unter 5 Prozent hält. Bei Brennholz zählt der Raummeter: Ein Meter mal ein Meter mal ein Meter geschichtetes Holz enthält rund 0,7 Festmeter Holz und 0,3 Luft, ein Schüttraummeter nur etwa 0,5 Festmeter. Ein Raummeter lufttrockene Buche wiegt so rund 500 kg, Fichte 330 kg; Heizwert und Preis je Raummeter rechnet der Brennholz-Rechner.

Transport und Heben

Ein Pkw-Anhänger ohne Bremse darf 750 kg Gesamtmasse haben, also rund 500 bis 600 kg Zuladung, gebremste Anhänger 1,3 bis 3,5 Tonnen; ein Transporter bis 3,5 Tonnen zulässiger Gesamtmasse lädt je nach Ausstattung 800 bis 1.400 kg zu. Die Stützlast und das zulässige Gesamtgewicht des Zugfahrzeugs stehen im Fahrzeugschein, Überladung kostet Bußgeld und bei Unfällen den Versicherungsschutz. Beim Heben gilt die Faustregel der Berufsgenossenschaften: 25 kg für Männer und 15 kg für Frauen bei regelmäßigem Heben, einmalig auch mehr, ab 50 kg zu zweit oder mit Gerät. Für Kranarbeiten braucht der Kranfahrer das Gewicht auf 10 Prozent genau, dafür ist der Rechner mit der richtigen Dichte gut genug.

Ein Stück Geschichte

Dass die Dichte ein Stoffkennwert ist, wusste Archimedes um 250 vor Christus, als er die Krone des Königs Hieron von Syrakus prüfen sollte: Er verglich das verdrängte Wasser von Krone und reinem Goldbarren gleicher Masse und entlarvte das Silber darin. Die Einheit wurde erst mit dem metrischen System praktisch: 1795 definierte Frankreich das Gramm als Masse eines Kubikzentimeters Wasser, so dass Wasser die Dichte 1 bekam und jede andere Dichte zugleich das spezifische Gewicht relativ zu Wasser war. Die Stahlprofile mit genormten Metergewichten entstanden im 19. Jahrhundert mit dem Walzwerk; die ersten genormten I-Träger-Reihen des Deutschen Normenausschusses stammen aus den 1920er Jahren, die heutigen europäischen IPE- und HE-Reihen aus den 1950er und 1960er Jahren, festgehalten in DIN 1025. Für die Statik gelten die Wichten seit 2010 europaweit einheitlich nach Eurocode 1.

Praktische Tipps

Messen Sie Außenmaße in Zentimetern und nehmen Sie im Zweifel die höhere Dichte, lieber einen Helfer zu viel als einen Bandscheibenvorfall. Bei Naturstein, Beton und Mauerwerk 10 Prozent Sicherheit aufschlagen. Holz nach Regen oder frisch vom Sägewerk mit 30 bis 60 Prozent Feuchte rechnen. Beim Stahlhändler nach dem Gewicht fragen, denn danach wird abgerechnet, und das Metergewicht aus der Profiltabelle mit dem Lieferschein vergleichen. Für Schüttgut wie Kies und Sand lieber den Anhänger auf der Waage wiegen, die meisten Baustoffhöfe haben eine; Liter, Kubikmeter und Gallonen rechnet der Volumen-Umrechner um.