Grundlagen der Baustoffe: Zement und Beton

Hydraulischer Kalk

Hydraulischer Kalk stammt aus Kalkstein mit einem gewissen Tonanteil. Die Reaktionen dieses Kalks beim Abbinden sind recht komplex, das Abbinden dauert lange und er hat eine geringe Zugfestigkeit.

Puzzolan

Puzzolane sind silikatische Substanzen, die pulverisiert und mit Kalk geknetet werden und hydraulische Bindemittel ergeben. Sie können natürlich oder künstlich sein.

Natürliche Puzzolane

Natürliche Puzzolane sind Gesteine, die in der Natur vorkommen. Sie bestehen aus einer glasigen Masse, die Fragmente von Schlacken, Bimsstein etc. zementiert. Für die Verwendung müssen sie gemahlen werden.

Künstliche Puzzolane

Künstliche Puzzolane werden durch Erhitzen von Tonen und anschließendem schnellen Abkühlen und Mahlen hergestellt.

Zement

Zement sind pulverförmige Materialien, die mit Wasser vermischt eine plastische Masse bilden, die an der Luft aushärten kann und eine gute Druckfestigkeit erreicht.

Herstellungsprozess Zement

Der Herstellungsprozess besteht aus:

• Rohmaterialaufbereitung: Rohstoffe werden aus Steinbrüchen gewonnen, zerkleinert, gemahlen und können nass oder trocken gemischt werden.
• Kalzinierung (Brennen): Erfolgt in einem Drehrohrofen, der sich auf einer geneigten Achse dreht.
• Mahlen: Der Klinker wird in einer wassergekühlten Mühle gemahlen.

Abbindereaktion Zement

Die Abbindereaktion dieses Zements erfolgt in zwei Phasen: Die erste ist schnell (ca. 24 Stunden), die zweite ist langsam und dauert fast einen Monat.

Zementmörtel

Zementmörtel besteht aus einer Mischung aus Zement, Sand und Wasser.

Beton

Beton ist eine Mischung aus Zement, Sand, Kies und Wasser in unterschiedlichen Anteilen. Die Zementmenge pro Kubikmeter Beton bestimmt seine mechanische Festigkeit und macht ihn wasserdicht, erhöht aber auch seine Schwindung während des Abbindeprozesses, was zu Rissen im Beton führen kann. Gelegentlich werden Additive zugesetzt, um bestimmte Eigenschaften zu verbessern oder zu verändern.

Nachteil Beton

Beton hat eine geringe Zugfestigkeit. Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, wurden Stahlbeton und Spannbeton entwickelt.

Stahlbeton

Stahlbeton: Stahlstäbe (Bewehrung) werden vor dem Gießen des Betons so angeordnet, dass sie die Zugkräfte aufnehmen. Beim Aushärten umschließt der Beton die Stahlstäbe und verbindet sich durch Reibung mit ihnen. Vorteil: Ermöglicht vielfältige Formen.

Spannbeton

Spannbeton: Wird durch Vorspannen der Stahlstäbe (Sehnen) vor dem Gießen des Betons hergestellt. Er eignet sich besonders für weitgespannte Träger. Vorteile: Hohe Dauerhaftigkeit, Rissfreiheit.