Zement nach DIN EN 197-1:

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1 Zement nach DIN EN 197-1: Holcim (Süddeutschland) GmbH D Dotternhausen Telefon +49 (0) Telefax +49 (0)

2 Zement Zement ist ein hydraulisches Bindemittel, das heißt, er erhärtet bei Zugabe von Wasser. Das Gemisch von Zement und Wasser wird als Zementleim bezeichnet, der innerhalb einer definierten Zeit erstarrt und schließlich infolge Hydratation zum Zementstein erhärtet. Dieser bleibt nach dem Erhärten auch unter Wasser fest und raumbeständig. Eigenschaften von Haupt- und Nebenbestandteilen Hydraulische Eigenschaften Nach Wasserzugabe erfolgt eine selbständige Erhärtung durch Hydratation sowohl an der Luft als auch unter Wasser. Latent hydraulische Eigenschaften Es ist ein natürliches hydraulisches Potenzial vorhanden. Latent hydraulische Zusatzstoffe beginnen selbst erst in Gegenwart von Anregern (Alkali, Kalk, Sulfat) und Wasser mit der Bildung von zementhydratähnlichen Stoffen. Dabei laufen im Wesentlichen die gleichen Reaktionen wie bei der Hydratation von Zement ab. Puzzolanische Eigenschaften Es ist kein hydraulisches Potenzial vorhanden. Puzzolanische Zusatzstoffe reagieren mit dem bei der Hydratation des Klinkeranteils frei werdenden Calciumhydroxid. Dadurch bilden sich zementhydratähnliche Stoffe. Inerte Eigenschaften Es ist weder hydraulisches noch puzzolanisches Potenzial vorhanden. Inerte Stoffe gehen keine chemische Reaktion ein, das heißt sie veränderen sich nicht, reagieren nicht, tragen nichts zur Festigkeitsbildung bei und verhalten sich neutral im alkalischen Milieu. Inerte Bestandteile verbessern jedoch die physikalischen Betoneigenschaften.

3 Einteilung der Hauptbestandteile in das Dreistoffdiagramm CaO SiO 2 Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 CaO Calciumoxid SiO 2 Siliciumdioxid Al 2 O 3 Aluminiumoxid Fe 2 O 3 Eisenoxid % % CaO % SiO % % % AI 2O 3 + Fe 2O 3 Portlandzementklinker (K) Hüttensand (Granulierte Hochofenschlacke) (S) Silicastaub (D) natürliches und natürliches getempertes Puzzolan (P, Q) Kieselsäurereiche Flugasche (Steinkohlenflugasche) (V) Kalkreiche Flugasche (W) Gebrannter Schiefer (T) Kalkstein (L, LL)

4 Hauptbestandteile Portlandzementklinker (K) Portlandzementklinker wird durch Sinterung einer genau festgelegten Rohstoffmischung (Kalkstein, Mergel, Ton) bei ca C hergestellt. Hüttensand (S) Hüttensand entsteht durch schnelles Abkühlen einer Schlackenschmelze geeigneter Zusammensetzung, die im Hochofen beim Schmelzen von Eisenerz gebildet wird. Hüttensand weist bei geeigneter Anregung hydraulische Eigenschaften auf (auch latent hydraulisch genannt). Puzzolane Puzzolane sind natürliche Stoffe mit kieselsäurehaltiger oder alumosilicatischer Zusammensetzung oder eine Kombination davon. Natürliches Puzzolan (P) Natürliche Puzzolane sind im Allgemeinen Stoffe vulkanischen Ursprungs oder Sedimentgestein mit geeigneter chemisch-mineralogischer Zusammensetzung. Natürliches getempertes Puzzolan (Q) Natürliche getemperte Puzzolane sind thermisch aktivierte Stoffe vulkanischen Ursprungs, Tone, Schiefer oder Sedimentgestein. Silicastaub (D) Silicastaub entsteht bei der Reduktion von hochreinem Quarz mit Kohle in Lichtbogenöfen bei der Herstellung von Silicium- und Ferrosiliciumlegierungen und besteht aus sehr feinen kugeligen Partikeln mit einem Gehalt an amorphem Siliciumoxid von mindestens 85%. Silicastaub weist puzzolanische Eigenschaften auf. Flugasche Flugasche wird durch die elektrostatische oder mechanische Abscheidung von staubartigen Partikeln aus Rauchgasen von Feuerungen erhalten, die mit feingemahlener Kohle befeuert werden. Kieselsäurereiche Flugasche (V) Kieselsäurereiche Flugasche ist ein feinkörniger Staub, hauptsächlich aus kugeligen Partikeln mit puzzolanischen Eigenschaften, der bei der Braunkohlebefeuerung entsteht.

5 Hauptbestandteile Kalkreiche Flugasche (W) Kalkreiche Flugasche ist ein feinkörniger Staub mit hydraulischen Eigenschaften und/oder puzzolanischen Eigenschaften, der bei der Steinkohlebefeuerung entsteht. Gebrannter Schiefer (T) Gebrannter Schiefer, insbesondere gebrannter Ölschiefer, wird in einem speziellen Ofen bei Temperaturen von 800 C hergestellt. Er weist in feingemahlenem Zustand ausgeprägte hydraulische sowie puzzolanische Eigenschaften auf. Kalkstein (L und LL) Der Kalkstein, der inerte Eigenschaften aufweist, wird je nach Gesamtgehalt an organischem Kohlenstoff (TOC) in zwei Kategorien eingeteilt: normaler Kalkstein (L): TOC 0,50 M.-% hochwertiger Kalkstein (LL): TOC 0,20 M.-%

6 Nebenbestandteile Calciumsulfat Nebenbestandteile sind besonders ausgewählte anorganische mineralische Stoffe, die während der Klinkerherstellung entstehen. Auch Hauptbestandteile in geringen Mengen ( M.-%) können als Nebenbestandteile enthalten sein, es sei denn, sie sind bereits Hauptbestandteil des Zements. Verkaufspreis 4, ,5 O Calciumsulfat wird dem Zement bei seiner Herstellung zur Regelung des Erstarrungsverhaltens zugegeben. Calciumsulfat kann in Form von Gips, Halbhydrat oder Anhydrit oder als Mischung davon eingesetzt werden.

7 Zementarten und Zusammensetzung Der Zement wird nach seiner Zusammensetzung und seinen Anforderungen eingeteilt. Hauptbestandteile 1) Nebenbestandteile Kalkstein Gebrannter Schiefer Flugasche, kalkreich Flugasche, kieselsäurereich Puzzolane, natürlich getempert Puzzolane, natürlich Silicastaub Hüttensand Portlandflugaschezement Portlandzementklinker 1) 4) K S D 2) P Q V W T L LL Holcim Zementsorte Kurzbezeichnung Benennung Hauptzementarten Normo Gepardo Protego Albaro CEM II/A-S Provato Portlandzement CEM I CEM I CEM II/B-S CEM II/A-D Fortico CEM II/A-P Holcim-Trass CEM II/B-P CEM II/A-Q CEM II/B-Q CEM II/A-V CEM II/B-V CEM II/A-W Portlandhüttenzement Portlandsilicastaubzement Portlandpuzzolanzement CEM II CEM II/B-W Normalzemente

8 CEM II/A-T CEM II/B-T Riteno CEM II/A-L CEM II/B-L CEM II/A-LL Fluvio nach DIN EN Portlandschieferzement Portlandkalksteinzement CEM II/B-LL Portlandkompositzement CEM II/A-M 3) CEM II/B-M CEM III/A Modero 3A CEM III/B Modero 3B CEM III CEM III/C CEM IV/A CEM IV/B CEM V/A Hochofenzement Puzzolanzement 3) CEM IV CEM V/B Kompositzement 3) CEM V VLH III/B VLH III/C VLH IV/A VLH IV/B VLH V/A VLH V/B Hochofenzement VLH III Puzzolanzement 3) VLH IV Kompositzement 5) VLH V Sonderzemente nach DIN EN ) Stoffe, die als Nebenbestandteile dem Zement zugegeben werden, dürfen nicht gleichzeitig im Zement als Hauptbestandteil vorhanden sein. 5) In den Puzzolanzementen VLH IV/A und VLH IV/B und den Kompositzementen VLH 1) Die Werte (in Massen-%) der Tabelle beziehen sich auf die Summe der Haupt- und Nebenbestandteile, d. h. ohne Calciumsulfat oder Zementzusatzmittel. V/A und VLH V/B müssen die Hauptbestandteile neben Klinker durch die Bezeichnung des Zementes angegeben werden. 2) Der Anteil an Silicastaub ist auf 10% begrenzt. 3) In den Portlandkompositzementen CEM II/A-M und CEM II/B-M, in den Puzzolanzementen CEM IV/A und CEM IV/B und in den Kompositzementen CEM V/A und CEM V/B müssen die Hauptbestandteile neben dem Portlandzementklinker des Zements angegeben werden.

9 Mechanische und physikalische Anforderungen definiert als charakteristische Werte Für jede Klasse der Normfestigkeit sind drei Klassen für die Anfangsfestigkeit definiert. Die Buchstaben bedeuten dabei: Beispiele zur Interpretation der Bezeichnungen: CEM Zement gem. Norm DIN EN CEM Zement gem. Norm DIN EN CEM Zement gem. Norm DIN EN II Zementart Typ II (Portlandkompositzement) II Zementart Typ II (Portlandkompositzement) III Zementart Typ III (Hochofenzement) / B enthält 21 35% 2. Hauptbestandteil / A enthält 6 20% 2. Hauptbestandteil T Gebrannter Schiefer LL Hochwertiger Kalkstein L = niedrige Anfangsfestigkeit (nur für Hochofenzemente) N = normale Anfangsfestigkeit R = hohe Anfangsfestigkeit Druckfestigkeit 1) [MPa] 2) Erstarrungsbeginn 3) Festigkeits- Anfangsfestigkeit Normfestigkeit klasse 2 Tage 7 Tage 28 Tage [Min.] 22,5 4) 22,5 42, ,5 L 5) 12,0 32,5 N 16,0 32,5 52, ,5 R 10,0 42,5 L 5) 16,0 42,5 N 10,0 42,5 62, ,5 R 20,0 52,5 L 5) 10,0 52,5 N 20,0 52, ,5 R 30,0 1) Prüfung nach DIN EN ) nur bei Sonderzementen nach DIN EN ) 1 MPa entspricht 1 N/mm 2 5) nur bei Hochofenzementen mit niedriger 3) Prüfung nach DIN EN Anfangsfestigkeit nach DIN EN ,5 Festigkeitsklasse 42,5 52,5 Festigkeitsklasse 52,5 N normale Anfangsfestigkeit R hohe Anfangsfestigkeit / B 32,5 N LH / HS / 1. Hauptbestandteil ist Portlandzementklinker enthält 66 80% Hüttensand als 2. Hauptbestandteil Festigkeitsklasse 32,5 normale Anfangsfestigkeit Low Heat (niedrige Hydratationswärme) hoher Sulfatwiderstand NA niedriger wirksamer Alkaligehalt

10 Besondere Eigenschaften Besondere Eigenschaften Kennz. niedrige Hydratationswärme hoher Sulfatwiderstand LH HS (ab 2012: SR) niedrig wirksamer Alkaligehalt NA frühes Erstarren FE schnell erstarrend erhöhter Anteil an organischen Zusätzen SE HO Zementart Anforderung CEM I bis CEM IV Hydratationswärme 270 J/g CEM I CEM III/B und CEM III/C CEM I, CEM II (außer CEM II/B-S), CEM IV und CEM V C 3 A 3M.-% und Al 2 O 3 5M.-% Hüttensandgehalt 66 M.-% 0,60 CEM II/B-S CEM III/A Hüttensandgehalt 49M.-% CEM III/A Hüttensandgehalt 50M.-% CEM III/B und CEM III/C CEM I bis CEM V 32,5 N/R CEM I bis CEM V 42,5 N/R CEM I bis CEM V 52,5 N/R CEM I bis CEM V 0,70 M.-% Na 2 O-Äquivalent 0,95 1,10 2,00 Erstarrungsbeginn 15 min und < 75 min Erstarrungsbeginn 15 min und < 60 min Erstarrungsbeginn 15 min und < 45 min Erstarrungsbeginn 45 min CEM I bis CEM V Anteil Zusätze 1 M.-%