Umfassender Leitfaden zu Zement: Herstellung, Eigenschaften und Typen

Zementherstellung und Klinker

Zement wird in einem Herstellungsverfahren gewonnen, das zwei wichtige Rohstoffe verwendet: Kalkstein mit hohem Kalziumoxid-Gehalt und eine siliziumreiche Komponente, typischerweise Lehm oder Hochofenschlacke. Diese Komponenten werden in geeignetem Verhältnis gemischt und in einem Drehrohrofen bis zum Beginn des Fusionsprozesses erhitzt. Dabei entsteht ein körniges Material namens Klinker, das aus vier Grundkomponenten besteht:

• Dicalciumsilicat
• Tricalciumaluminat
• Tricalciumsilicat
• Tetracalciumaluminatferrit

Spezifisches Gewicht und Dichte von Zement

Das reale spezifische Gewicht oder die Dichte von Zement ist das Verhältnis zwischen dem Gewicht des Zements und dem tatsächlichen Volumen, das er einnimmt. Es wird mit dem Le-Chatelier-Kolben gemessen, indem die Verdrängung einer Flüssigkeit durch 64 Gramm Zement bestimmt wird.

Bestimmung der Abbindezeit mit dem Vicat-Gerät

Die Abbindezeit wird mit dem Vicat-Gerät bestimmt. Dabei wird eine Sonde mit einem Gewicht von 300 g und einem Durchmesser von 6 mm in eine Zementpaste normaler Konsistenz eingeführt, bis sie 6 mm vom Boden entfernt stoppt.

Was ist Pozzolan?

Pozzolan ist ein siliziumhaltiges Material, das an sich nicht bindend ist, aber in fein gemahlenem Zustand und in Gegenwart von Wasser hydraulische Eigenschaften entwickelt.

Definition von Hochofenschlacke

Hochofenschlacke ist ein nichtmetallisches Produkt, das durch das schnelle Abschrecken von Schmelze entsteht, die bei der Verarbeitung von Eisenerz anfällt.

Detaillierte Erklärung der Abbindezeit

Die Abbindezeit bezieht sich auf den Zeitraum zwischen dem Mischen von Zement mit Wasser zu einer Paste und dem Zeitpunkt, an dem die Paste ihre Plastizität verliert. Sie wird mit dem Vicat-Gerät bestimmt, indem eine 1 mm² große Nadel mit einem Gewicht von 300 Gramm in die Zementpaste in einer Form eindringt. Der Zeitpunkt, an dem die Nadel 3 mm vom Boden entfernt stoppt, wird als „Beginn der Abbindung“ bezeichnet. Wenn die Nadel nicht mehr eindringt und keine Spuren auf der Oberfläche hinterlässt, spricht man vom „Ende der Abbindung“.

Abbindezeiten verschiedener Zementarten

• Standardzement: min. 60 Minuten, max. 12 Stunden
• Hochfester Zement: min. 45 Minuten, max. 10 Stunden

Bestimmung der normalen Konsistenz von Zement

Die normale Konsistenz ist die Wassermenge, ausgedrückt als Prozentsatz des Zementgewichts, die der Zementpaste eine bestimmte Plastizität verleiht. Sie wird mit der Tetmajer-Sonde bestimmt. Die Tetmajer-Sonde hat einen polierten Schaft von 1 cm Durchmesser und 300 Gramm Gewicht. Der Test wird bei einer Temperatur zwischen 18 °C und 21 °C durchgeführt. Für die normale Paste werden 400 Gramm Zement auf einer Glasplatte oder einer ähnlichen, nicht saugfähigen Oberfläche mit Wasser gemischt. Die Mischung wird 5 Minuten lang mit einer Millimetersonde gerührt, bis eine homogene Paste entsteht. Diese wird dann in eine Form gefüllt, abgekratzt, und die Sonde wird aufgesetzt, um die Paste ohne Geschwindigkeitszunahme zu durchdringen.

Definition von Hüttenzementen

Hüttenzemente bestehen aus Zementklinker, basischer Hochofenschlacke und Hüttensand.

Anforderungen an Schlacke für die Zementherstellung

Schlacke, die bei der Zementherstellung verwendet wird, muss drei Anforderungen erfüllen:

• Sie muss aus dem Hochofen stammen, in dem Eisenerz verarbeitet wird, und wird daher als Hochofenschlacke bezeichnet.
• Sie sollte basisch sein, d.h., der Gehalt an basischen Elementen muss höher sein als der Gehalt an sauren Elementen.
• Sie muss granuliert sein, d.h., sie muss beim Austritt aus dem Hochofen abrupt abgekühlt werden, um einen glasartigen Zustand zu erreichen.

Beispiele für Zementprodukte und -typen

• Portland – Melon Super AR
• Portland Puzzolan – Polpaico 400 AR
• Portland Puzzolan – Special Polpaico C
• Portland Puzzolan – Extra Melon AR
• Portland Puzzolan – Special Melon C
• Puzzolanischer Zement – Special INACESA C
• Eisen- und Stahlhochofenschlacke – Spezielle Bio Bio C

Klassifizierung und Zusammensetzung von Zementarten

Portlandzement

Besteht aus Klinker und einem geringen Anteil Gips.

Hüttenzement

Besteht aus Zementklinker, basischer Schlacke und Hüttensand.

Portlandhüttenzement

Wenn der Anteil an Hüttensand unter 30 % liegt.

Hüttenzement (Herstellerdefinition)

Wenn der Anteil an Hüttensand zwischen 30 % und 75 % liegt.

Puzzolanzement

Besteht aus Klinker, Puzzolan und Gips.

Portlandpuzzolanzement

Wenn der Puzzolananteil unter 30 % liegt.

Puzzolanzement (allgemein)

Wenn der Puzzolananteil zwischen 30 % und 50 % liegt.

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