2.1.5. Zement

Zement ist ein hydraulisches Bindemittel. Darunter versteht man einen Stoff, der nach dem Anmachen mit Wasser sowohl an der Luft als auch unter Wasser erhärtet. Der sich dabei bildende Zementstein ist wasserbeständig und weist eine hohe Festigkeit auf.
Herstellung:
Zement wird aus Kalkstein, Mergel und Ton hergestellt. Die Rohgesteine werden in bestimmten Mengenverhältnissen gemischt und gemahlen. Das entstandene Rohmehl wird bei 1450 °C im Drehrohrofen zu Klinker gebrannt. Der Klinker wird mit wenig Gipsstein (Erstarrungsregler) zu einem sehr feinkörnigen Pulver gemahlen.
Je nach Zementart wird beim Mahlen ein Teil des Klinkers durch mineralische Stoffe ersetzt. Dadurch entstehen Kompositzemente. Zemente werden gemäss Norm SIA 215.002 in 5 Hauptarten unterteilt.

Wirkung:
Zemente werden in Festigkeitsklassen eingeteilt.

Je feiner Zement gemahlen ist, desto schneller ist die Festigkeitsentwicklung und die Normfestigkeit nach 28 Tagen.
Die Mahlfeinheit wird nach dem Verfahren von Blaine bestimmt. Mit Hilfe von Luftdurchlässigkeitsmessungen an einem Pulverbett mit vorgegebener Porosität wird auf das Verhältnis Oberfläche/Zementmasse geschlossen. Die Mahlfeinheit wird als spezifische Oberfläche in cm²/g angegeben, z. B.

• Portlandzement 42.5: ca. 3000-3500 cm²/g
• Portlandzement 52.5: ca. 4000-4500 cm²/g.

Der Blaine-Wert ist kein Mass für die bautechnisch sehr wichtige Partikelgrössenverteilung des Zementes. Deshalb können Zemente mit gleichem Blaine-Wert unterschiedliche Festigkeitsentwicklungen haben.
Für die Verarbeitbarkeit des Betons und zum Korrosionsschutz der Bewehrung ist ein Mindestzementgehalt notwendig.

Modifikation/Empfehlung:
In den meisten Fällen werden die Portlandzemente 42.5 (früher PC) und 52.5 (früher HPC) eingesetzt.
Nicht nur für Spezialfälle werden heute immer häufiger relativ neue Zementarten eingesetzt:

• Für gutes Wasserrückhaltevermögen und Sichtbeton eignet sich Portlandkalksteinzement.
• Hohe Festigkeiten ermöglichen Portlandsilicastaubzemente.
• Für Massenbeton werden Hochofenzemente mit geringer Hydratationswärme eingesetzt.
• Sehr heller oder eingefärbter Beton wird mit Weisszement hergestellt. (Für Weisszement werden helle Rohgesteine mit tiefem Eisen- und Mangangehalt eingesetzt.)
• Für hitzebeständige Betone und Mörtel wird der sehr rasch erhärtende Tonerdezement (Lafarge-Zement) eingesetzt.

2.1.5.1. Mörtel
Mörtel, umgangssprachlich auch Speis genannt ist feiner Beton. Die Bindemittel (Kalk, Zement, Gips) bewirken die Erhärtung, die Zuschlagstoffe (meist Sand) dienen der Magerung, während das Wasser die chemische Reaktion des Erhärtens und die Verarbeitbarkeit ermöglicht.
Eine große Auswahl an gebrauchsfertigen Produkten steht heute zur Verfügung. Diese werden im angegebenen Mischungsverhältnis nur noch mit Wasser angerührt.
Die Mischungsverhältnisse haben Auswirkungen auf die Festigkeit, bzw. die Funktion des Mörtelgemenges (siehe Arbeitsblatt: Mischungsverhältnisse). Im Außen- und Innenbereich kann mit Kalkzementmörtel gearbeitet werden. Dieser wird wie folgt angesetzt:

• 1 Teil Zement,
• 1 Teil Kalkhydrat,
• 6 Teile Mörtelsand,
• Wasser nach Bedarf.

2.1.5.2. Beton
Beton ist ein Baustoff aus Zuschlagstoffen (Sand, Kies), Bindemitteln (Zement, Kalk, Asphalt) und Wasser. Beton ist im frischen Zustand breiig und formbar und erstarrt nach kurzer Zeit zu einem festen, steinartigen Körper. Nach den Zuschlagstoffen und der daraus resultierenden Rohdichte unterscheidet man Leichtbeton und Schwerbeton. Stahlbeton ist mit Stahleinlagen versehener Beton. Die Stahleinlagen, auch Armierungen genannt, verleihen den so hergestellten Baukörpern eine hohe statische Belastbarkeit. Er findet daher insbesondere Verwendung bei allen tragenden Baukörpern, bei Fundamenten, Sohlen, Decken, Fenster- und Türstürzen, Treppen, usw. Spannbeton enthält ebenfalls Stahleinlagen, die aber mit sehr starken Zugkräften vorgespannt werden, so dass der Beton biegsam und elastisch wird.