Schülerversuch; an 2 Tagen je 5 min.

Beim Experimentieren den Allgemeinen Warnhinweis unbedingt beachten.

Geräte
Einwegbecher, Holzstab, Waage.

Chemikalien
Zement (C), Sand, Wasser.

Durchführung
Am ersten Tag wird ein Gemisch aus 1 Teil Zement und 3 Teilen Sand hergestellt und die Masse durch Wiegen bestimmt. Dann rührt man das Gemisch mit Wasser an und lässt den Zementbrei mehrere Tage abbinden, so dass das überschüssige Wasser verdunsten kann. Es entsteht ein Stück harter Beton. Dieses wird wieder gewogen und aus der Differenz zur ersten Einwaage (ohne Wasser) die Aufnahme der Masse an Wasser im Beton ermittelt.

Beobachtung
Das Zementgemisch hat ca. 15 % Wasser aufgenommen.

Auswertung
Zement besteht vorwiegend aus Tricalcium-Silicat (3 CaO Ÿ SiO₂), welches unter Wasseraufnahme beim Abbinden zu Monocalcium-Silicat (CaO Ÿ SiO₂) und Calciumhydroxid reagiert. Gleichzeitig werden in die Kristallstruktur des Monocalcium-Silicats Wassermoleküle eingebaut:

3 CaO Ÿ SiO₂ + 3 H₂O à CaO Ÿ SiO₂ Ÿ H₂O + 2 Ca(OH)₂

Das so genannte Kristallwasser des Monocalcium-Silicats beträgt ca. 15 % der Gesamtmasse des entstandenen Betons. Die Zusammensetzung von Beton beträgt so 30 % Zement, 55 % Sand und 15 % Wasser. Es lässt sich hiermit vergegenwärtigen, dass die Bausubstanz von Betonbauten zu ca. 70 % aus Sand und Wasser besteht.

Literatur
F. Kober, Struktur der Silicate, Der Chemieunterricht, 3/5 (1984), 4-28.