Zement ist ein essenzieller Baustoff, der aus der Bauindustrie kaum mehr wegzudenken ist. Größtenteils besteht Zement aus Ton und Kalkstein. Da er ausgezeichnet verarbeitbar und hoch flexibel ist, findet der Baustoff vorwiegend im Straßenbau seinen Einsatz. Aber auch beim Bau von Brücken sowie Gebäuden erfreut sich das Baumaterial großer Beliebtheit. Aus den unterschiedlichsten Gründen ist es des Öfteren notwendig, den Herstellungsprozess zu minimieren.
Welche Arten von Zement gibt es?
Um Beton anzumischen finden verschiedene Zementarten ihren Einsatz. Am bekanntesten sind Portland-Zement, Hochofen- und Flugasche-Zement. Von der Zusammensetzung der einzelnen Art des Zementes hängt das Abbindeverhalten und somit die Zeitspanne für das Festwerden des Betons ab. Portland-Zement findet am meisten Verwendung. Es gibt ihn in den Variationen frühfest und normal. Frühfest bedeutet, dass der Zement schneller aushärtet und damit von Anfang an schneller fest wird.
Entscheiden Sie sich dagegen für Hochofen-Zement, produzieren Sie Beton, der sehr widerstandsfähig gegenüber Salzen ist. Aus diesem Grund finden wir ihn hauptsächlich bei Bauwerken in der Nähe von Meeren. Dahingegen punktet Flugasche-Zement mit einem minimalen Wasserbedarf, einer hohen Verdichtung und besseren Resistenz gegen chemische Einflüsse sowie gegen Frost.
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Wie lässt sich das Abbinden von Zement beschleunigen?
Beton besteht hauptsächlich aus Zement. Durch das Hinzufügen von Wasser zum Zement entsteht eine chemische Reaktion, die wir unter der Bezeichnung Hydration kennen. Ungefähr 60 Minuten, nachdem Sie Wasser hinzugefügt haben, verfestigt sich diese Mischung langsam. Es entwickeln sich kristalline Stoffe. Diese wiederum binden das Wasser chemisch. Es handelt sich um Kalzium-Silikat-Hydrate, wodurch der Zement fester wird. Daraus resultierender Frischbeton weist eine feuchte, dickflüssige Konsistenz auf. Deshalb ist der Baustoff in diesem Zustand gießbar.
Dass frischer Beton besonders flexibel einsetzbar ist, wirkt sich sehr vorteilhaft für die Bauindustrie aus. Selbst komplizierte Bauteile lassen sich dadurch formen.
Während der Hydratation bildet sich zusätzliches Kalzium-Silikat-Hydrat. Eine dadurch entstehende feste Gitterstruktur garantiert, dass der produzierte Beton später fest ist. Im Verlauf des Abbindens wird vom Zement langsam aber stetig das komplette Wasser aufgenommen. Dabei kommt dem Mengenverhältnis von Zement und Wasser eine hohe Bedeutung zu. Es ist erforderlich, dass ein Großteil des hinzugefügten Wassers chemisch gebunden ist. Nur dann gelingt es, belastbaren Beton herzustellen. Nach etwa einem Tag hat der Zement seine feste Form erreicht.
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Was bewirkt das Hinzufügen von Wasser?
Abhängig von der zum Zement hinzugefügten Wassermenge beeinflusst diese den Verlauf des Abbindens. Um diesen Prozess voranzutreiben, lohnt es sich, größere Wassermengen anzuwenden. Je mehr Wasser Sie zum Zement geben, umso kürzer ist die Zeitspanne bis zum Abbinden. Darüber hinaus gewinnen Sie durch größere Wassermengen ein höheres Volumen an verfügbarem Zement. Geben Sie weniger Wasser hinzu, verlangsamt sich der Prozess des Abbindens. Bei einer Gabe von zu viel Wasser riskieren Sie hingegen eine erschwerte Festigkeit des Betons. Testen Sie deshalb vor der Herstellung größerer Betonmengen zuvor an einer kleineren Menge, wie viel Wasser Sie zum Abbinden benötigen. Damit verhindern Sie unnötige Qualitätsprobleme.
Zement gilt als hydraulisches Bindemittel, vergleichbar mit einem Klebstoff. Etwa 40 Prozent des Wassers werden gebunden, ausgehend vom typischen Portlandzement. Physikalisch aufgesaugt werden 26 Prozent Wasser und chemisch gebunden 15 Prozent. Während des Prozesses des chemischen Abbindens bildet sich Gelwasser, welches allmählich auskristallisiert. Dadurch entsteht die Druckfestigkeit des späteren Betons.
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Welchen Einfluss hat die Temperatur auf den Abbindungsprozess?
Generell kurbeln höhere Temperaturen das Abbinden an, wohingegen geringere Temperaturen diesen Prozess minimieren. Ursächlich hierfür ist die schnell ablaufende chemische Reaktion zwischen Zement und Wasser durch die Zufuhr von thermischer Energie. Daher nimmt Beton eine schnellere Härte an, wenn er mit warmem Wasser in Kontakt kommt. Allerdings gilt es hierbei sorgfältig zu arbeiten. Denn, wenn Beton zu schnell aushärtet, bilden sich Risse. Das wiederum zieht qualitative Nachteile nach sich. Aus diesem Grund lohnt es sich, stets während der Herstellung von Beton die Temperatur zu überwachen und zu steuern. Nur so gelingt es, wertigen Beton zu produzieren.
Schnelleres Abbinden im Zement durch chemische Zusätze
Wünschen Sie ein rascheres Abbinden im Zement, mischen Sie idealerweise chemische Zusätze unter. Mithilfe dieser Zusätze lösen Sie eine schnellere chemische Reaktion aus. In der Regel wird Kalzium-Chlorid dem Zement hinzugegeben. Gerade bei kälterem Wetter eignet sich Kalzium-Chlorid sehr gut, um Zement schneller abbinden zu lassen. Achten Sie stets darauf, den Beschleuniger ordnungsgemäß entsprechend der auf der Verpackung vorgegebenen Mengenangabe zu dosieren. Damit reduzieren Sie Nachteile bei der Betonqualität.
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Schnelleres Abbinden durch mechanische Mittel
Setzen Sie mechanische Mittel ein, beispielsweise Schütteln, Rütteln oder Vibrieren – so beschleunigen Sie den Prozess des Abbindens. Durch die Nutzung dieser mechanischen Energien verteilt sich das hinzugefügte Wasser effektiver im Zement, was die chemische Reaktion vereinfacht. Zum überwiegenden Teil finden sich Vibrations- oder Rüttelgeräte im Straßen- und Brückenbau.
Unser Fazit
Nehmen Sie eine oder mehrere unserer hier aufgeführten Maßnahmen zum schnelleren Abbinden von Zement in Anspruch, gelingt Ihnen ein effizientes Fertigstellen von Bauwerken aus Beton binnen kurzer Zeit. Korrekt angewendet, verzichten Sie künftig nicht mehr auf hochwertige Qualität.