Zementarten

Die Zementnorm DIN EN 197-1 „Zement – Teil 1: Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien von Normalzement“ [4] legt die wesentlichen Kriterien für Normalzemente fest. Grundsätzlich definiert die Norm fünf Haupt Zementarten:

  • CEM I Portlandzement
  • CEM II Portlandkompositzement
  • CEM III Hochofenzement
  • CEM IV Puzzolanzement
  • CEM V Kompositzement

 

Portlandzement CEM I entsteht durch Feinmahlen von Portlandzementklinker unter Zusatz von Gips oder anderem Calciumsulfat bis zu einem Höchstgehalt an SO3 von 4 M.-%.

Portlandkompositzemente CEM II setzen sich aus Portlandzementklinker und einem weiteren Zementhauptbestandteil (Hüttensand, Kalksteinmehl, Flugasche, gebrannter Ölschiefer, etc.) zwischen 6 und 35 M.-% zusammen. Je nach Art des zweiten Hauptbestandteils wird u. a. in folgende Portlandkompositzemente unterschieden:

Portlandhüttenzement CEM II/A-S bzw. CEM II/B-S enthalten neben Klinker Hüttensand (6 bis 20 M.-% bzw. 21 bis 35 M.-%). Hüttensand fällt bei der Roheisengewinnung im Hochofen an. Die im Hochofen entstandene Schlackenschmelze ist von der chemischen Zusammensetzung her dem Portlandzementklinker ähnlich. Bei schlagartigem Abkühlen der Schlackenschmelze durch Wasser entsteht ein fein zerteiltes, glasig erstarrtes Produkt mit latent hydraulischen Eigenschaften. Dies bedeutet, dass Hüttensand im Beisein eines Anregers hydraulisch erhärten kann. In Zementen übernehmen alkalische und sulfatische Bestandteile die Rolle eines Anregers.

Portlandsilicastaubzement CEM II/A-D enthält neben Portlandzementklinker 6 bis 10 M.-% Silicastaub. Dieses industrielle Nebenprodukt entsteht bei der Ferrosiliziumherstellung und besteht zu 90 bis 98 M.-% aus amorphen SiO2. Eine deutlich höhere Feinheit im Vergleich zu Portlandzement und die kugelige Form führen neben einer puzzolanischen Reaktion auch zu einer Füllerwirkung. Puzzolane weisen kein eigenes Reaktionsvermögen auf.

Zusammen mit Kalkhydrat (Calciumhydroxid/Portlandit: Ca(OH)2) reagiert das amorphe Siliciumdioxid zu zusätzlichen CSH-Phasen.

Portlandkalksteinzement CEM II/A-LL wird aus Portlandzementklinker und üblicherweise mit 6 bis 20 M.-% Kalkstein unter Zugabe von Gips oder Anhydrit durch gemeinsames Vermahlen hergestellt. Kalkstein verhält sich nahezu inert, das bedeutet, er geht kaum chemische Reaktionen ein, hat dafür aber eine Füllerwirkung. Der leicht mahlbare Kalkstein hat einen sehr hohen Anteil an Feinstkorn, das das Lückenvolumen zwischen den Klinkerpartikeln teilweise auffüllen kann.

Portlandflugaschezement CEM II/A-V enthält bis zu 20 M.-% Flugasche, ein „Abfallprodukt“, das beim Verbrennen von Steinkohlenstaub in Kraftwerken entsteht und mittels elektrostatischer oder mechanischer Abscheidung aus den Rauchgasen gewonnen wird. Durch das schnelle Abkühlen erstarren die Flugaschepartikel in glasiger Form und weisen im Zement puzzolanische Eigenschaften auf.

Portlandpuzzolanzement CEM II/A-P bzw. CEM II/B-P wird durch gemeinsames Feinmahlen von Portlandzementklinker und bis zu 35 M.-% Trass unter Zugabe von CaSO4 als Erstarrungsregler, hergestellt. Bei Trass handelt es sich um ein natürliches Puzzolan, in diesem Fall um fein gemahlenen Tuffstein. Der prinzipielle Reaktionsvorgang ist mit dem der Flugasche zu vergleichen.

Beim Portlandschieferzement CEM II/A-T bzw. CEM II/B-T werden 6 bis 35 M.-% des Portlandzementklinkers durch gebrannten Ölschiefer ersetzt. Gebrannter Ölschiefer entsteht beim Abbrand von Ölschiefer bei Temperaturen von ca. 800°C. Je nach Zusammensetzung kann er hydraulische und puzzolanische Eigenschaften aufweisen.

Portlandkompositzement CEM II/A-M und CEM II/B-M bestehen neben Klinker aus zwei weiteren der bisher aufgeführten Hauptbestandteile. Durch die Kombination der Komponenten besteht die Möglichkeit, Zementeigenschaften gezielt zu optimieren.

Hochofenzement CEM III können Hüttensandanteile von 36 bis maximal 95 M.-% aufweisen bei entsprechend reduziertem Klinkergehalt. Unterschieden wird entsprechend unterschiedlicher Hüttensandgehalte in CEM III/A (36 -65 M.-%), CEM III/B (66 -80 M.-%) und CEM III/C (81 -95 M.-%).

Die Hauptzementarten Puzzolanzement CEM IV und Kompositzement CEM V bieten verschiedene Möglichkeiten Portlandzementklinker mit höheren Gehalten an einem oder mehreren der bereits genannten Hauptbestandteile zu kombinieren.

Je nach Ausführung und Anwendung kommen für die Herstellung von Betonmöbeln entsprechende Zementarten zum Einsatz.