Mineralische Bindemittel
Stoffe, die gemenge von mineralischen Stoffen fest miteinander verkitten.
Portlandzement
80% Kalkstein
20% Ton
C
CaO (Calciumoxid)
S
SiO2 (Siliziumdioxid)
A
Al2O3 (Aluminiumoxid)
F
Fe2O3 (Eisen(III)-Oxid)
C‘ oder C̅
CO2 (Kohlenstoffdioxid)
S‘ oder S̅
SO3 (Schwefeltrioxid)
C3S
Tricalciumsilikat (Alit):
Verantwortlich für die Früh- und Spätfestigkeit
C2S
Dicalciumsilikat (Belit):
Auswirkungen auf die sehr späte Festigkeit.
C3A
Tricalciumaluminat:
- Auswirkungen auf die sehr frühe Festigkeit
- Während dem Brennvorgang Teil der Schmelze
C4AF
Tetracalciumferrit:
- Verantwortlich für die graue Farbe
- Während dem Brennvorgang Teil der Schmelze
Zement Mikrostruktur
Blaine-Methode
Methode für die Bestimmung der spezifischen Oberfläche von Zement.
Dabei wird die Permeabilität eines Gases durch eine Schüttschicht von Zement gemessen.
4 Stufen des Brennprozess
1. Decarbonatisieren
2. Phasenumwandlung
3. Brennen
4. Abschrecken
CO2 - Ausstoss
Während dem Decarbonatisieren (1.Stufe des Brennprozess).
CaCO3 → CaO + CO2
Für jede Tonne produziertes CaO werden 780 kg CO2 frei.
SCM
Supplementary Cementious Materials (Zusatzstoffe)
Zusatzstoffe
- Flugasche
- Hochofenschlacke /Hüttensand
- Silicastaub
- Ungebrannter Kalkstein
Puzzolane
Kieselsäurehaltige oder kieselsäure- und tonerdhaltige Stoffe, die bei Wasserzugabe festigkeitsbildend reagieren können.
Hydraulizität
Wasserbindevermögen: Eigenschaft des Bindemittels hydraulisch (mit Wasser), sowohl an der Luft als auch unter Wasser zu reagieren, zu erhärten und fest zu bleiben.
hydraulisch, latent hydraulisch, puzzolane
Latent hydraulisch
"Schlummernde" Hydraulizität: Stoffe die erst bei Zugabe eines Anregers (z.B. Calciumhydroxid) hydraulisch erhärten.
Flugasche
- Abfallprodukt von Kohlekraftwerke
- Reagiert mit CH zu C-H-S
- Reagiert sehr langsam --> bremst die Geschwindigkeit der Festigkeitsentwicklung
- Reduziert die Hitzeentwicklung
- Flugasche kann die Verarbeitbarkeit von Beton verbessern und Entmischung verhindern
Hochofenschlacke / Hüttensand
- Reststoff aus dem Hochofen, der bei der Eisen- und Stahlproduktion anfällt
- Ähnliche Zusammensetzung wie Zement, aber geringerer CaO-Gehalt
- Latent hydraulisch
- Abbinden des Zements wird deutlich verzögert (bei dicken Bauteilen nützlich)
- Bessere Spätfestigkeit und Dauerhaftigkeit
Silicastaub
- Nebenprodukt bei der Siliziumproduktion
- Anteil >85% amorphe Kieselsäure
- Spezifische Oberfläche: 15000 m2/g
- Hoher Kieselsäureanteil, Grosse Spezifische Oberfläche --> fast vollständige Reaktion des Zements
- Vorallem für hoch- und ultrahochfester Beton
- Erhöhte Dauerhaftigkeit
CEM I: Portlandzemente
Klinkerersatz bis zu 5% gestattet. (Meistens Kalkstein)