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Alles, was Sie über Zement wissen müssen

Zement wird mit Wasser angerührt, erstarrt selbständig und bleibt auch unter Wasser fest. Das wusste man schon im alten Rom zu schätzen. Bis heute wird Zement vor allem zur Herstellung von Mörtel und Beton verwendet. Erfahren Sie hier alles über Zement und wie sie problemlos mit ihm arbeiten.

Bereits die alten Römer nutzten "Opus Caementitium", ein betonartiges Mauerwerk aus Bruchsteinen mit gebranntem Kalk als Bindemittel. Nach wie vor besteht Zement hauptsächlich aus Calciumsilicat mit Anteilen an Aluminium- und Eisen-Verbindungen sowie Anteilen an Sulfaten. Um den höheren bzw. veränderten Ansprüchen an das Material gerecht zu werden, werden heute allerdings Spezial-Zemente hergestellt: Durch die Zugabe verschiedener Stoffe entwickelt man die erforderlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften. In Österreich sind folgende Zusatzstoffe zulässig: Hüttensand (=granultierte Hochofenschlacke), Flugasche und Kalkstein bzw. eine Mischung aus diesen.

Welche Zementsorten gibt es?

Die große Anzahl von Zementarten macht es notwendig, sie in „Normalzemente“ und „Sonderzemente“ (Zemente mit zusätzlichen oder besonderen Eigenschaften) aufzuteilen. Von den in der europäische Zementnorm ÖNORM EN 197-127 angegebenen Normalzementarten werden in Österreich - aufgrund der klimatischen Bedingungen - elf Arten eingesetzt. Grundsätzlich gibt es fünf Hauptzementarten:

Portlandzement: Namensgeber für diese Zementart ist die südenglische Halbinsel Portland, auf der Kalkstein abgebaut wird. Portlandzementklinker wird durch Mahlen und Brennen der Rohstoffe Kalkstein oder Kreide und Ton hergestellt.

Portlandkompositzemente: Neben dem Portlandzementklinker können für diesen Zement alle anderen möglichen Hauptbestandteile (Kalkstein, Schiefer, Hüttensand, Puzzolan, Flugasche) zugemischt werden.

Hochofenzement: Im Hochofenzement sind Teile des Portlandzementes (bis zu 95 Prozent) durch Hüttensand ersetzt. Die Produktion hüttensandhaltiger Zemente erfordert weniger Energie und verursacht dadurch geringere CO2-Emissionen. Pro Tonne Hüttensand verringert sich der CO2-Ausstoß um ca. eine Tonne. Hochofenzement ist außerdem widerstandfähiger gegen Salze (z. B. für Bauten am/im Meer wichtig) und Kohlensäure (löst Kalk). Er wird daher verstärkt zum Bau von Behältern und Anlagen in der Chemieindustrie, Tankstellen und Kläranlagen eingesetzt.

Puzzolanzement: Puzzolane sind kieselsäurehaltige oder kieselsäure- und tonerdehaltige Stoffe aus natürlichen Vorkommen, die erst in Verbindung mit Calciumhydroxid erhärten können. Der Name, abgeleitet von der süditalienischen Stadt "Pozzuoli" in der Nähe des Vesuvs, weist schon darauf hin: Puzzolane sind vulkanischen Ursprungs (z.B. Trass, Lava) oder werden aus Tonen, Schiefer oder Sedimentgesteinen gewonnen (Phonolith).

Kompositzement: Ein Großteil der heute produzierten Zemente sind Kompositzemente, in denen Klinker durch andere Zumahlstoffe teilweise ersetzt wird. Dadurch werden natürliche Rohstoffe geschont. Außerdem handelt es sich bei diesen Zumahlstoffen, beispielsweise beim Hüttensand und der Flugasche, um Rest- und Abfallstoffe aus anderen Industriezweigen.

Weiße und grüne Spezial-Zemente

  • Weißzement ist ein Portlandzement und wird aus eisenarmen Rohstoffen hergestellt. Der Einsatz erfolgt hauptsächlich bei  Terrazzo-Platten, Putz- und Sichtbeton. Weißzement schafft sehr helle Oberflächen und lässt sich mit Farbpigmenten leicht einfärben. Für die Farbgebung ist allerdings auch der Farbton des eingesetzten Sandes wichtig.
  • Celitement: Zementwerke sind regelrechte CO2-Schleudern, umweltfreundliche Innovationen in der Zementherstellung deshalb das Gebot der Stunde. Der Spezialzement Celitement ist eine solche Neuerung. Seine Rohstoffe gleichen dem herkömmlichen Portland-Zement: gebrannter Kalk und Sand. Neu hinzugesetzt werden Calcium-Hydrosilikate, die es ermöglichen, den Zement durch Kochen in Wasser bei ca. 300 Grad herzustellen. Portlandzement wird bei wesentlich höheren Temperaturen hergestellt und verbraucht deshalb viel mehr Energie.

Kurzgefasst: Wie wird Zement hergestellt?

 

Die wichtigsten Rohstoffe für die Herstellung von Zement sind Kalkstein, Ton und Mergel. Sie werden in Steinbrüchen gewonnen und in Brecheranlagen auf die Größe von Straßenschotter zerkleinert. Dieser Rohschotter wird im Zementwerk vergleichmäßigt, mit Quarzsand und Eisenerz vermischt, gemahlen und getrocknet. Das dabei entstehende Rohmehl wird bei Temperaturen von ca. 1.450 Grad zu Klinker (= Ziegelsteine) gebrannt und danach abgekühlt. Zementmühlen mahlen den Klinker unter Zusatz von Gips, Anhydrit und etwaiger weiterer Zumahlstoffen, wie z.B. Kalkstein, Hüttensand oder Flugasche schließlich zu Zement.

Zementieren in Eigenregie

Gerade bei kleineren Vorhaben rund um Haus und Garten kann es sich auszahlen, Zement selbst zu mischen. Dazu kauft man Zement im 25 kg-Sack beim Baufachhändler oder im Baumarkt. Achten Sie dabei auf die Festigkeitsklasse des Zements, denn diese entscheidet darüber, wie schnell der Zement in den ersten Tagen erhärtet (mögliche Kennzahlen: 32.5, 42.5 und 52.5). Als Baumarkt-Standard gilt der 32.5er Zement. Dieser ist für alle Anwendungen ideal, nur bei kalter Witterung sollten Sie zu einem schneller aushärtenden Zement greifen.

Den nötigen Sand kann man in einem Schotterwerk günstig erwerben. Zum Betonieren wird meist Sand mit der Körnung 0/32, 0/22, 0/16 (hiermit lassen sich praktisch alle Arbeiten erledigen) oder auch 0/4 verwendet. Je größer die Körnung ist, desto höher ist die Endfestigkeit, wenn der Beton ausgehärtet ist. Bedenken Sie jedoch, dass eine größere Körnung schwerer zu verdichten ist. Feine Arbeiten können damit nicht gemacht werden. Wasser und Sand müssen für die Verarbeitung unbedingt sauber sein, Verunreinigungen (Erde, Lehm, Wurzeln usw.) mindern erheblich die Festigkeit und müssen entfernt werden.

Zement richtig mischen

Nur wenn die richtigen Mischverhältnisse für den Zement bzw. Beton eingehalten werden, erzielt man die optimale Festigkeit. Das Verhältnis zwischen Zement und Sand sollte bei etwa 1:4 liegen. Das bedeutet: Eine volle Schaufel Zement sollte sich mit vier vollen Schaufeln Sand vermengen. Grundsätzlich gilt: Je höher der Zementanteil, umso härter ist anschließend der Beton. Zum Mischen kann eine handelsübliche Mischmaschine verwendet werden, die man beispielsweise im Fachmarkt mieten kann. Kleine Mengen von weniger als 12 Litern lassen sich auch problemlos von Hand mit einer Kelle in einem Baukübel anmischen. Auch mit Hilfe von Betonestrich-Fertigmischungen können für sehr geringe Mengen Zeit und Aufwand eingespart werden.

Das Mischungsverhältnis Wasser zu Zement ist wichtiger als oftmals angenommen. Die Faustregel vier Liter Wasser auf zehn Kilogramm Zement lässt sich recht einfach befolgen, wenn man einen 10 Liter-Kübel Wasser für einen 25 kg-Sack Zement rechnet. Das Endprodukt sollte von breiiger Konsistenz sein und leicht glänzen. Verwendet man zu viel Wasser, verdunstet dieses später und hinterlässt unschöne Poren an der Oberfläche. Wird zu wenig Wasser verwendet, so bindet der Zement nicht richtig und härtet nicht ordentlich aus. Das Anrühren erfordert demnach Erfahrung. Auch gibt es unterschiedliche Methoden, wenn es um das Anmischen des Betons geht: In der Theorie wird gelehrt, dass das Anmachwasser zunächst mit dem Zement gemischt wird, damit ein homogener Zementleim entsteht. Dann folgt der Zuschlag. In der Praxis werden aber oft erst Zement und Sand gemischt.

Übrigens: Zemente sollten nicht miteinander vermischt werden. Jeder Zement ist im Hinblick auf das Ansteifen und Erstarren jeweils für sich optimiert. Ist für besondere Anwendungen ein Mischen von Zementen technisch und wirtschaftlich sinnvoll, muss zunächst geprüft werden, ob die Mischung unbedenklich ist. Entscheidend für die Güte und Gleichmäßigkeit des Zements ist eine gleichbleibende Zusammensetzung des Rohmaterials.

Wie lagert man Zement am besten?

Sackzement wird am besten im Trockenen gelagert. Muss er vorübergehend doch ins Freie, empfiehlt sich eine belüftete Kantholzunterlage. Folien zum Abdecken der Zementsäcke dürfen diese nicht unmittelbar berühren, da sie im Falle von Kondenswasserbildung feucht werden. Zement, der länger und ungeschützt gelagert wird, nimmt Feuchtigkeit auf, wird dadurch klumpig und erhärtet schwerer.

Als Faustregel gilt, dass bei sachgemäß gelagertem Sackzement und bei Zement in Baustellensilos nach drei Monaten eine Festigkeitsminderung von etwas über zehn Prozent auftritt. Schnell erhärtende Zemente (Festigkeitsklasse 52,5) sollten nicht länger als ein Monat gelagert werden.

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Datum: 24.01.2020
Kompetenz: Baustoffe und Werkzeug