Baustoffkunde (Fach) / Baustoffkunde 1 / 2 (Lektion)

Grundlagen, Metalle, Beschichtung, Holz, Glas, natürl. u. künstl. Steine, Keramik, Bindemittel, Beton usw.

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• Floatglas ( Kalk-Natron-Glas) durchsichtig, klar, gefärbt, plan feuerpolierte Oberfläche hergestellt durch kontinuierl. Aufgießen u. Fließen über ein Metallbad Floatglas ist das Basisprodukt für weiter Verarbeitung z.B. durch Einfärben/Beschichten zu Funktionsgläsern Als Einfachglas ist Floatglas-> Schaufenster, Vitrinen, Spiegel
• VSG? Verbundsicherheitsglas: Zwei Glasscheiben mit einer hochelast. Kunststoffschicht verbunden. Eine Folie wird eingelegt und gewalzt (keine Scherben zerfall, bleibt alles an der Folie hängen)
• Isolierglas Mehrscheibenisolierglas (Wärmeschutzglas) Eine Verglasungseinheit aus mehreren Glasscheiben, getrennt durch ein abgeschlossenen Zwischenraum (gefüllt mit Luft o. Edelgas-> keine Wärmeverlust)
• Sonnenschutzglas Absorbsionsglas Einfärben-> Infrarot-Durchlässigkeit herabgesetzt-> Glas erwärmt sich-> Abgabe von Wärme nach Innen und Aussen Reflexionsglas Metallbedampfung reflektiert Infrarot Anteil des Sonnenlichtes-> die Scheibe bleibt kalt
• Verwitterung und Schutzmaßnahmen (natürl. Steine) Um Natursteine dauerhaft zu erhalten sollten Maßnahmen gegen folgende Faktoren ergriffen werden: Frost• Wasser in Poren und Rissen gefriert 􀃆 Sprengdruck durch VolumenzunahmeOrganische Substanzen• Pilze, Flechten, Mosse und Gräser 􀃆 Sprengdruck durch WachstumLuft und Feuchtigkeit• durch im Stein enthaltenen Schwefelsäuren bilden sich bei Feuchtigkeit SO2 SäurenTemperaturwechsel• unterschiedliche Längenänderung der Gesteinsbestandteile
• Künstliche Steine Gebrannte Steine: Ziegel, Klinker, Steinzeug Anorganisch - mineralisch gebundene Steine: Kalksandstein, Betonstein, Porenbetonstein, Hüttensteine
• Gebrannte Steine Aus den Ausgangsstoffen Ton / Lehm werden nach deren Aufbereitung Rohlinge konti-nuierlich gepresst, getrocknet und gebrannt. Die Brenntemperatur variiert je nach Pro-dukt zwischen etwa 900 und 1500 °C und erst hierdurch erhält der Ausgangsstoff seine endgültige Form und seine besonderen Eigenschaften. Das Gefüge des gebrannten Ziegels wird als Scherben bezeichnet. • 900 - 1100 °C→ Weichbrandweicher, poröser Scherben, Ziegel• 1000 - 1500 °C →Hartbranddichter, fester, widerstandsfähigerScherben, Klinker (Brenntemperatur>1100 °C) sind frost- und säurebeständig
• Brennprozess bei gebrannten Steinen Beim Brennprozess entstehen neue Phasen, die zusammenwachsen. SiO2 bildet mit anderen Bestandteilen Silikate. Bei Brenntemperaturen über 1100 °C setzt ein Sinter-prozess ein. Geht man beim Brand bis zur Sintergrenze, verändert sich die Struktur, da einzelne Phasen schmelzen. Es entsteht eine glasartige Struktur, die nicht geschmol-zene Phasen und Poren einschließt. Die Wasseraufnahme dieser Produkte ist gering.
• Mineralisch gebundene Steine (Kalksandstein) Silikatisch gebundene Sandsteine. Das Bindemittel besteht aus Calciumsilikathydrat. Künstlich hergestellt Forgebung durch Pressen und Hochdruckdampfhärtung Bestandteile: Kalk CaO→ C                         Sand SIO2→ S                         Wasser H2O→ H Dabei werden die künstlichen Mauersteine aus Branntkalk und Sand im Verhältnis von ca. 1:12 intensiv gemischt und unter Zugabe von Wasser abgelöscht. Die Steine wer-den in speziellen Dampfdruckkesseln, den Autoklaven, bei Temperaturen von ca. 160 - 220 °C unter Sattdampfdruck 4 bis 8 Stunden gehärtet. Dabei entsteht Tobermorit, eine CSH-Phase. 3C+2S+3H →C3S2H3 (Tobermit) Hierbei wird durch die Dampfatmosphäre Kieselsäure von der Oberfläche der Sand-körner angelöst. Dabei nutzt man das unterschiedliche Lösungsverhalten von Quarz und Kalk aus, das sich in diesem Temperaturbereich überschneidet (vgl. Abb. 113). Die Kieselsäure bildet mit dem Bindemittel Kalkhydrat kristalline CSH-Phasen, die die Sandkörner fest miteinander verzahnen. Der Stein hat eine relativ hohe Rohdichte, ist also vergleichsweise schwer und daher gut schalldämmend. Die Steineigenschaften werden in der DIN 106 geregelt.
• Eigenschaften von künstl. Steinen Ziegel:    p[g/cm3]= 1,0-2,5 , βD= 5-75, Wasseraufnahme= 15% KS-Stein: p[g/cm3]= 0,6-2,2 , βD= 5-28, Wasseraufnahme= 15% Porenbeton: p[g/cm3]= 0,3-1,0 , βD= 2,5-10, Wasseraufnahme= 15%
• Mauerwerk heterogener Verbundstoff der Komponenten Stein u. Mörtel Mauermörtel besteht aus Natursand, Bindemittel, (Luftkalk, hydraul. Kalk, Zement) u. Wasser
• Aufgaben des Mörtels Herstellung des Verbundes Ausgleich von Ungenauigkeiten im frischen Zustand Abdichten der Fugen gegen Witterungseinflüsse
• Aufgaben des Mauerwerks Lastabtrag von Eigengewicht und Verkehrslast Verformungen Rissfrei ertragen Wärmeschutz Schallschutz Feuchteschutz Hoher Feuerwiederstand bei langem erhalt der Tragfähigkeit
• Verformungsverhalten von Mauerwerk Der Mörtel muss einen geringeren E-Modul als der Stein besitzen. In diesem Fall führt dies unter Last zu einer größeren Verformung ohne das Mauerwerk zu zerstören. Im Mörtel werden horizontale Druckspannungen im Stein dagegen horizontale Zugspan-nungen aufgenommen. Mauerwerk versagt durch Überschreitung der Zugfestigkeit des Steins oder in der Stoßfuge. Die Folge sind in der Regel Risse im Bereich der Stoßfu-gen.
• Einfluss auf die Festigkeit und Verformbarkeit von Mauerwerk • Das kapillare Wasseraufnahmevermögen der Steine muss beachtet werden. Unge-nügend vorgenässte Steine können dem frischen Mörtel Wasser entziehen, welches er zur Erhärtung benötigt. Hierbei sind Einflüsse auf die Festigkeit von ± 25 - 50 % möglich • Es sollte Wert auf eine vollflächige Vermörtelung mit möglichst gleich dicken Fugen gelegt werden, damit unnötig hohe zusätzliche Biege- und Schubspannungen ver-mieden werden, die die Druckfestigkeit des Mauerwerks um bis zu ca. 80 % herab-setzen können • Unnötige Material- oder Steinformatwechsel sind zu unterlassen, da unterschiedli-ches Verformungsverhalten Risse hervorrufen kann.
• Steingut und Steinzeug (Keramik) Steingut (wesentl. Bestandteil Rohstoffe -> Silikate SIO2) gebrannt< 1000°C entsteht weicher poröser Scherben (Wasseraufnahme von 15% daher 2. Brand, dabei eine Glasur aus Blei- o. Zinksilikat z.B. Wandinnenfliesen (weil nicht frostsicher) Steinzeug (wesentl. Bestandteil Rohstoffe -> Silikate SIO2) gebrannt >1200°C Übergang Schmelzfluss wenig porös daher frost u. säurebeständiger kein 2. Brand erforderlich im 1. Brand wird bei 1200-1300°C Salzglasur eingestreut z.B. Wand- u. Bodenfliesen im Innen- u. Aussenbereich
• Eigenschaften von Keramik Strapazierfähigkeit, Langlebigkeit, Pflegeleicht u. hygenisch, sehr geringe Wasseraufnahme, nicht brennbar, Frostsicher, Formbeständigkeit, Geschmack- u. Geruchlosigkeit      
• Glasierte Fliesen werden entsprechend ihrer Strapazierfähigkeit in unter-schiedliche Abriebklassen eingeteilt: • Klasse 1 Für Räume mit leichter Beanspruchung, z. Bsp. den Barfuss- und Hausschuhbereich in Bädern und Schlafzimmern oder als Wandbelag • Klasse 2: Für Räume mit mittlerer Beanspruchung, wie dem allgemeinen Wohnbereich im Wohn- und Esszimmer • Klasse 3: Für Räume mit mittelstarker Beanspruchung, z. Bsp. in Dielen, Fluren sowie auf Ter-rassen und Balkonen • Klasse 4: Für Räume mit hoher Beanspruchung, z. Bsp. in Hauseingängen, Küchen, Arbeits- und Wirtschaftsräumen • Klasse 5: Für höchste Beanspruchung in allen Räumen und auf Flächen, die extrem belastet werden, wie z. Bsp. Garagen, Industrielabore usw
• Was versteht man unter Bindemittel? Stoffe, die nach dem Ver-mischen mit gröberen und feineren Gesteinskörnungen diese fest miteinander verbin-den, so dass ein monolithischer Verbundbaustoff entsteht. Die Erhärtungsreaktion der Bindemittel verläuft für gewöhnlich spontan ohne zusätzliche Zufuhr von Energie. Her-stellen lassen sich damit z. Bsp. Mörtel, Putze, Estriche, Beton und künstliche Steine, aber auch Kleber und Beschichtungen.
• Warum erhärtet das Bindemittel von selbst? Erkenntnis der Thermodynamik Übergang von Zustand Z2 (höher Energiegehalt) in einen Zustand Z1 (niedrigerer Energiegehalt), schnelleres ablauf um so mehr Energiefreigegeben wird.→ angestrebt wird immer energieärmere Zustand. Herstellung des Bindemittels durch Energiezufuhr (labile Lage) Anmischen von Wasser→ Erhärtungsreaktion in den energieärmeren Zustand
• Anorganisch-mineralischer Bindemittel Typ: Gips, Kalk, Zement, Magnesiabinder Form: pulverförmig Verwendung: Putze, Mörtel, Estrich, Beton, Steine
• Hydraulische u. nicht hydraulische Bindemittel Hydraulische u. nicht hydraulische Bindemittel unterscheiden sich in der Erhärtung nicht hydraul. ist z.B. Gips, Luftkalk → Erhärtung nur an der Luft hydraul. ist z.B. hydraul. Kalk, Zement → an der Luft u. unter Wasser  
• Was ist Gips? Ein Bindemittel, das in der Natur als Gipsstein gefunden wird. Ein kristalliner Stoff besteht aus Calciumsulfat u. Wasser. Das Wasser ist im Kristallgefüge eingebaut. Gips kommt sowohl massiv, in feinkörniger Form als farbloser, weißer, gelber, roter oder grauer Alabaster vor als auch feinfaserig als Fasergips oder Atlasspat und auch kristallin als durchsichtiger Selenit. Heute zunehmend bei der Rauchgasentschwefe-lung von Abgasen in Kraftwerken, in denen mit Kohle gearbeitet wird als Rauchgasgips (REA-Gips) an.
• Herstellung u. Erhärtung von Gips Der Gipsstein CaSO4•2H2O (stabil, energiearm) auch Calciumsulfat-Dihydrat genannt, bei 100-1000°C gekocht o. gebrannt→ austrieb des Wassers ganz o. teilweise. CaSO4•2H2O+Energie → CaSO4+2H2O↑ wasserfreies Calciumsulfat CaSO4 (Anhydrat) oder Halbhydrat CaSO4•1/2H2O  
• Unterschied zwischen α- u. β-Halbhydrat Beim Halbhydraten untescheidet man zwischen α- u. β-Halbhydrat. Chemisch identisch jedoch ist α-Halbhydrat, wenn es ausgehärtet ist eine dreimal höhere Festigkeit als β-Halbhydrat. Halbhydrat erhärtet in 15-30min. Anhydrit erhärtet in 12- 24Std.
• Verschiedene Calciumsulfat-Phasen • α-Halbhydrat (CaSO4 • ½ H2O) entsteht in einem geschlossenen Gefäß (Autoklav) unter Nassdampfatmosphäre, bzw. drucklos in Säuren und wässrigen Salzlösungen. Aufgrund seiner höheren Dichte ist er Ausgangsstoff für härtere Gipse und benötigt aufgrund seiner geringeren Oberfläche ein geringeres Wasser/Bindemittel-Ver-hältnis, aber mehr Zeit zum Abbinden. • β-Halbhydrat (CaSO4 • ½ H2O) entsteht beim Kochen in einem offenen Gefäß unter normaler Atmosphäre. Beim Vermischen mit Wasser erfolgt innerhalb von Minuten aufgrund der großen Oberfläche die Hydratation zum Dihydrat. Er ist Ausgangsstoff für die weicheren Gipse.  
• Eigenschaften von Gips nach der Erhärtung • Volumenzunahme (≈ 1 - 2 Vol.-%) beim Abbinden • nicht dauerhaft Feuchte beständig, da Wasser löslich • deutlicher Festigkeitsverlust bei Durchfeuchtung (bis zu 2/3) • porös, daher Luftfeuchte regulierend • Feuer hemmend aufgrund des hohen Kristallwasseranteils • korrosionsfördernd, da bei Feuchte SO42--Ionen frei werden • Ettringitbildung (Treiben) bei Reaktion mit Zement bzw. bei Kontakt mit dem erhärte-ten Beton unter feuchten Bedingungen
• Gipssorten und Anwendungsgebiete Stuckgipsβ-Halbhydrat15 – 30 min3 – 5 N/mm2Stuck, Gipsbauplatten PutzgipsHalbhydrat + Anhydrit> 30 min.> 3 N/mm2Wandputz, Mörtel HartputzgipsHalbhydrat> 30 min40 - 50 N/mm2Putz,künstlicher Marmor Anhydrit-BinderAB5 / AB20Anhydrit> 30 min.5 - 20 N/mm2Estrich, Putz, Wand-bausteine
• REA-Gips (synthetisch hergestellter Gips) Alternativ zu natürlichem Gipsstein wird heute synthetisch hergestellter Gips in großen Mengen eingesetzt, der als Anfallstoff (anfallender Wertstoff) in Rauchgas-Entschwefelungs-Anlagen von Kohlekraftwerken anfällt (ca. 6 Mio. t / Jahr). Dieser Gips wird REA-Gips genannt. Kohle hat immer einen Schwefelanteil. Dieser Schwefel wird bei der Kohleverbrennung oxidiert. In der Rauchgasentschwefelungsanlage wer-den Reaktionsprozesse so gesteuert, dass als Abfallprodukt Gips entsteht.Rauchgas SO2 ergibt oxidiert bei Wasserzugabe zu Schwefelsäure H2SO4.SO2 + ½O2 + H2O ⎯⎯→ H2SO4Eingeleitet in Calciumlauge Ca(OH)2 reagiert H2SO4 zu Calciumsulfat CaSO4 und Was-ser H2O.H2SO4 + Ca(OH)2 ⎯⎯→ CaSO4 • 2H2OEs entsteht dabei Gips, der anschließend zum Halbhydrat oder Anhydrit gebrannt wird.
• Volumenzunahme bei der Erhärtung von Gips Volumenzunahme bei der Erhärtung von GipsBei der Erhärtung von Gips nach dem Anmachen mit Wasser ergibt sich durch den Einbau der Wassermoleküle in das Kristallgitter (CaSO4 + 2H2O ⎯→ CaSO4 • 2 H2O) eine Volumenzunahme von ca. 1 - 2 % (Achtung!!! Nicht verwechseln mit der Volu-menzunahme bei der Rekristallisation von gelöstem aber bereits erhärtetem Gips). Ein Vorteil dieser Volumenzunahme ist, dass eine Gipsplombe durch den Anpressdruck in den Grenzflächen fest in der Wand sitzt. Ein weiterer Vorteil ist, dass Gipsputze und Gipsestriche keine „Schwindrisse“ haben
• Feuerhemmende Wirkung von Gipsbaustoffen Ca. 20 M.-% der Gesamtmasse von Gips (CaSO4 • 2H2O) ist im Kristall eingebautes Wasser (folgt aus dem Molekulargewicht von CaSO4 = 136 und 2H2O = 36). In 1 m2 einer 10 cm dicken, trockenen Wandbauplatte von etwa 180 kg Masse sind somit 20 % = 36 kg Wasser eingebaut. Im Brandfall dehydratisiert der Gips und es entsteht Halb-hydrat oder Anhydrit und das H2O wird aus dem Kristallverbund „befreit“ und ver-dampft. Alle diese Schritte haben einen Energieverbrauch zur Folge. Diese Energie wird dem wirkenden Brand entzogen, das heißt es dauert entsprechend lange, bis auf der brandabgewandten Seite der Wand die brandauslösende Temperaturerhöhung auftritt. Das ausgetriebene Wasser wirkt als Dampf auf der Wandoberfläche als Brand-schutz. Gips besitzt daher Feuer hemmende Eigenschaften.
• Luftkalk (Calciumcarbonat-Gesteinen) Der Ausgangsstoff für Kalk in jeglicher Form, also auch für den Luftkalk, ist der Kalk-stein, der meist gebrochen oder gemahlen Verwendung findet. Aber auch kristallin kommt Kalk in den Mineralien Calcit, Aragonit und seltener im Vaterit vor. Chemisch gesehen handelt es sich um Calciumcarbonat CaCO3, welches den „stabilen“ Zustand des Kalksteins darstellt und auf der Erde weit verbreitet ist.
• Herstellung und Erhärtung von Luftkalk Der natürl. Ausgansstoff Kalkstein stellt den energiearmen Zustand des Bindemittel Kalk und somit den stabilen Zustand dar. Er wird bei einer Temperatur von > 890 °C entsäuert, das heißt CO2 wird ausgetrieben, und es entsteht gebrannter Kalk, che-misch Calciumoxid CaO (auch ungelöschter Kalk genannt). CaCO3       →    CaO → + CO2 ↑ Kalkstein          gebrannter Kalk     CO2 entweicht Dieser gebrannte Kalk stellt den energiehöheren, also labilen Zustand dar. Weichbrannt entsteht bei Temperaturen von 900 - 1000 °C, Hartbrannt hingegen bei bis zu 1400 °C. Letzterer hat eine geringere spezifische Oberfläche und reagiert da-durch langsamer mit Wasser Wird gebrannter Kalk mit Wasser versetzt, entsteht unter Volumenvergrößerung (Ach-tung! Sprengwirkung beim Nachlöschen im Bau!) und starker Wärmeentwicklung ge-löschter Kalk, chemisch Calciumhydroxid Ca(OH)2, das zum Kalken von Wänden und als Bindemittel für Kalkmörtel verwendet wird. CaOgebrannter Kalk wird+H2Omit Wasser gelöscht zu=Ca(OH)2gelöschtem Kalk (Calci-umhydroxid, Kalkhydrat) An der Luft bindet gelöschter Kalk mit Hilfe des Kohlendioxids CO2 aus der Luft (0,033 Vol.-%) wieder zu Calciumcarbonat ab, womit sich der Kreislauf (vgl. Abb. 122) schließt und wieder ein stabiles Energieniveau erreicht ist. Zur Erhärtung des Luftkalks ist also CO2 aus der Atmosphäre zwingend erforderlich!Ca(OH)2gelöschter Kalk mit+H2OMörtelwasser nimmt+CO2Kohlendioxid aus der Luft auf=CaCO3erhärteter Kalk(Kalkstein)+2 H2Ofreiwerdende Baufeuchtigkeit verdunstetH2CO3 = Kohlensäure15
• Eigenschaften von Luftkalk nach der Erhärtung • Putze aus Luftkalk regulieren wegen ihrer Porosität die Raumfeuchte (Klimaregulie-rung)• Druckfestigkeit < 1-2 N/mm2• Kalkputze sind "gut verarbeitbar"• langsame Erhärtung in Abhängigkeit von der Bauteildicke Der Putz hat im Verhältnis zu seiner Dicke eine relativ große Oberfläche und kann so-mit schnell erhärten. Zusätzlich verdunstet das Wasser recht schnell. Der Mörtel jedoch besitzt im Verhältnis zur Tiefe der Fuge eine relativ kleine Oberfläche und benötigt ent-sprechend länger zur Erhärtung (Carbonatisierung).
• Hydraulische Kalke Für die Herstellung werden tonhaltige Kalksteine verwendet. Temp.bereich ca > 1450°C gebrannt, wobei neben CaO auch hydraulisch abbindende Calcium-Silikat-Phasen (C2S) entstehen. Ausgangsgestein ist Mergel → Ton enthält SIO2 (S) sowie weitere Metalloxide wie Al2O3 (A) u Fe2O3(F). Mit zunehmenden C2S- Anteil steigt die Druckfestigkeit. Alle Kalke sind untereinander mischbar. Luftkalk, Gips und Zement. Hydraul. Kalk nur mit Zement
• Was ist ein Zement? Zement ist ein hydraulisches Bindemittel für die Baustoffe Mörtel und Beton. Rohmaterialien sind: Kalkstein, Ton, Sand und Eisenerz.
• Wie wird Zement hergestellt? Rohmaterial durch Sprengung in Steinbrüchen gewonnen u. in Brechanlagen zu Schotter zerkleinert. gleichbleibende Zusammensetzung des Rohmaterials (homogenisiert) gleichmäßige Vermischung Vom Mischbett in die Mahltrocknungsanlage (getrocknet u. gemahlen) Zerkleinerung in Walzmühlen Brennen in Drehrohröfen→ 3-4% geneigte, feuerfeste, ausgemauerte Stahlröhre, die sich um ihre Längsachse drehen→ dadurch gelangt das Mehl zur Flamme am unteren Ofenende→ bei Temp. > 1300°C zu sintern, das heißt teilweise zu schmelzen es ensteht neue wasserfreie chemische Verbindungen, die Klinkerphasen die ermöglichen die hydraul. Erhärtung des Zementes
• Was sind die Haupklinkerphasen Tricalciumsilicat3 CaO ● SiO2C3SAlit Dicalciumsilicat2 CaO ● SiO2C2SBelit Tricalciumaluminat3 CaO ● Al2O3C3AAluminat Calciumaluminatferrit4 CaO ● Al2O3 ● Fe2O3C2(A, F) oder C4AFAluminatferrit
• Festigkeitsentwicklung bei Zement geschieht in Zweiabschnitten: 1) Anstreifen/ Erstarren (dauer: Minuten, Stunden) 2) Erhärten (dauer: Stunden, Wochen, Monate)
• Hydratation Chem. Bindung von Wassermolekülen Anorganisch-mineralische Bindemittel erhärten hydraulisch, wenn nach Anmischen mit Wasser hochfeste, wasserbeständige, kristaline, mineralische Materialien entstehen. ( Aushärtung kann in der Luft oder unter Wasser stattfinden) Die hydraul. Bindemittel Belit (C2S) und Alit (C3S) sind wasserfreie Calciumsilikate und erfüllen die Anforderungen für hydraul. Bindemittel. Beide Calcium-Silikate sind anorganisch-mineralisch und reagieren an der Luft und unter Wasser zu Calcium-Silikat-Hydrat.
• Welches Problem stellt dasTricalciumaluminat C3A für den Zement? Das Tricalciumaluminat C3A reagiert  als erstes sehr rasch mit Wasser und würde ein sofortiges Ansteifen des Leimes hervorrufen Dies stellt ein besonderes Problem für die Verarbeitbarkeit des Zementes dar. Die Bildung von Tricalciumaluminat-Hydrat (C4AH13) ist mit einer hohen Wärme-entwicklung verbunden da es sehr schnell abbindet ohne einen Beitrag zur Endfestigkeit zu leisten. Dieses Ansteifen erfolgt unmittelbar nach Wasserzugabe und verhindert so die weitere Verarbeitung des Zementleimes. Zur Behebung dieses Problems wird dem Zement Gips in einem Anteil von 3 - 4 M.-% beigegeben. C3A + 3 CaSO4 ♦ 2 H2O + 26 H2O → C3A x 3 CaSO4 x 32 H2O (Ettringit)
• Was macht das Ettringit im Zement? Das Ettringit kristalisiert in langen Nadeln von der Oberfläche des Zementleims aus,es kommt zum ersten Ansteifen. Es ist ein Erstarrungsregler, der das rasche Ansteifen verlangsamt.
• Welche Bedeutung haben Tricalciumsilicat u. Dicalciumsilikat? Sie sind für die Festigkeit des Zementsteins von Bedeutung, sie bilden in der 2. Phase feine lange Calciumsilikathydratanadeln, die sich ineinander verfilzen!
• Gefügeentwicklung bei der Zementhydratation 3. Stufe Bildung feiner u. kurzer Nadeln u. Fasern, Raum wird verdichtet. C3S u. C2S spalten Kalkhydrate Ca(OH2) ab, dadurch kommt es zu einem pH-Wert von 12,6 des Porenwassers → Der Korrosionsschutz des eingebetteten Stahls ist gesichert
• Welchen Einfluss kann man auf die Zementeigenschaft nehmen? Die Mahlfeinheit Auswirkung:→ Erhärtungsgeschwindigkeit, Verarbeitbarkeit, Festigkeit Reaktiongeschwindigkeit u. Wärmeentwicklung lassen sich Steuern durch C3S, C2S, S, P, V, T
• Portlandzementklinker (K) Die häufigsten Ausgangsprodukte zur Herstellung von Portlandzementklinker sind Kalkstein und Ton oder Kalkmergel. Ähnlich den hydraulischen Kalken bestehen sie aus den Hauptkomponenten Kalk, Kieselsäure, Tonerde und Eisenoxid. Beim Brennen mit einer Temperatur von 1250°C bis 1900°C reagieren diese miteinander. Nach Reaktion und Abkühlung entstehen harte, dichte Stücke mit Durchmessern bis zu mehreren Zentimetern, die als Portlandzementklinker bezeichnet werden. Die Klinker werden gemahlen und bekommen unterschiedliche Beimischungen. Je nach dem, was zugemischt wurde, unterscheidet man die Zementarten
• Hüttensand (S) Beim Schmelzen von Eisenerz im Hochofen fällt Hochofenschlacke an. Die aus dem Hochofen abgezogene Schlackenschmelze wird mit Wasser abgeschreckt. Es entsteht ein glasig erstarrter, latent hydraulischer Stoff. Fein vermahlen zu Hüttensand entwi-ckelt dieser bei entsprechender Anregung (z. Bsp. durch den Kalk im Zementklinker) hydraulische Eigenschaften.
• Zementarten und ihre Zusammensetzung ● Portlandzement      CEM Ireiner Portlandzementklinker ● Portlandkomposit zement    CEM IIPortlandzementklinker + jeweils ein weiterer Haupt-bestandteil ● Hochofenzement       CEM IIIPortlandzementklinker + Hüttensand ● Puzzolanzement      CEM IVPortlandzementklinker + mehrere Hauptbestandteile ● Kompositzement     CEM VPortlandzementklinker + Hüttensand + mehrere Hauptbestandteile
• Weißzement Außer normalen grauen Zementen gibt es auch Weißzemente. Diese werden aus sehr eisenarmen Rohstoffen hergestellt (Fe2O3-Gehalt < 0,1 %). Je höher der Eisengehalt ist, desto dunkler ist der Zement. Hauptsächlich eingesetzt werden diese Zemente für Terrazzo, Sichtbeton und Putz.
• Schnellzement In der Praxis wird nur ein Zement, der nach zwei Stunden eine Mörteldruckfestigkeit von > 4 N/mm² erreicht als Schnellzement bezeichnet

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