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Hauptbestandteile des Zements

Zur Betonherstellung wird neben Gesteinskörnungen und Wasser ein Bindemittel benötigt: der Zement.

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Portlandzementklinker, Hüttensand, natürliche Puzzolane, Kieselsäurereiche Flugasche, Gebrannter Schiefer gehören zu den Hauptbestandteilen von Zement.

Portlandzementklinker, Hüttensand, natürliche Puzzolane, Kieselsäurereiche Flugasche, Gebrannter Schiefer gehören zu den Hauptbestandteilen von Zement.

Bild: HeidelbergCement AG

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Im Zementwerk werden die Bestandteile des Zements gemahlen und gemischt, in Silos gelagert und anschließend auf Waggons, LKWs und Schiffe verladen.

Im Zementwerk werden die Bestandteile des Zements gemahlen und gemischt, in Silos gelagert und anschließend auf Waggons, LKWs und Schiffe verladen.

Bild: Yvonne Kavermann, Berlin

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Dreistoffdiagramm (Angaben in Massenprozent)

Dreistoffdiagramm (Angaben in Massenprozent)

Bild: Maximilian Ludwig, Berlin

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Seine Hauptbestandteile sind:

  • Portlandzementklinker (K)
    Dieser hydraulische Stoff besteht im Wesentlichen aus Calciumsilicaten besteht. Der dafür benötigte Kalkstein wird in Steinbrüchen abgebaut, in einer Brecheranlagen zu Schotter zerkleinert und schließlich gemahlen. Gemischt mit Ton, Sand und Eisenerz wird das sogenannte Rohmehl im Drehrohrofen bei bis zu 1450° C zu Klinker gebrannt und dann mit Gips zum fertigen Zement vermahlen werden.
  • Hüttensand (S)
    Beim Schmelzen von Eisenerz im Hochofen fällt Hochofenschlacke an. Die Schlacke wird mit Wasser angeschreckt (granuliert). Es entsteht ein glasig erstarrter, latent hydraulischer Stoff, der zu Hüttensand gemahlen wird.
  • Natürliche Puzzolane (P)
    Gesteinsmehle vulkanischen Ursprungs, Trass oder Sedimentgestein mit geeigneter chemisch-mineralogischer Zusammensetzung können mit gelöstem Calciumhydroxid reagieren und erhärtungsfähige Verbindungen bilden.
  • Kieselsäurereiche Flugasche (V,W)
    Ein künstliches Puzzolan, ist der feinkörnige, glasige Verbrennungsrückstand von Kohlenstaub, der bei der Abgasreinigung in Kohlekraftwerken anfällt. Seine Eigenschaften hängen von der Art und Herkunft der Verbrennungsbedingungen ab.
  • Gebrannter Schiefer (T)
    Wird aus natürlichem Ölschiefer hergestellt. Schiefer ist ein weltweit vorkommendes Sedimentgestein.

Je nach Anteil der Hauptbestandteile lassen sich fünf Zementarten unterscheiden (CEM I bis CEM V). Die 27 Unterarten dieser fünf Gruppen tragen je nach Zusammensetzung unterschiedliche Buchstabenkürzel, z.B. CEM II/A-S. Dabei habelt es sich um einen Portlandkompositzement (CEM II) mit einem Portlandzementklinkeranteil von 80 bis 94 Prozent (A) und den weiteren Hauptbestandteil Hüttensand (S).

Das folgende Video des Herstellers Heidelberg Cement zeigt Schritt für Schritt den Herstellungsprozess:

Video

Fachwissen zum Thema

Bindemittel, Zusatzmittel und Zusatzstoffe

Bild: Baunetz (yk), Berlin

Herstellung

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Der Wasserzementwert (w/z-Wert) beschreibt das Massenverhältnis von wirksamem Wasser zum Zement im Frischbeton.

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Bild: Urte Schmidt, Berlin

Herstellung

Wasserzementwert

Kaum eine Kennzahl prägt Festigkeit, Dauerhaftigkeit und Gefügedichte von Beton so stark wie der Wasserzementwert.

Zement, Wasser und Gesteinskörnungen sind die Ausgangsstoffe für die Herstellung von Beton.

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Bild: Yvonne Kavermann, Berlin

Herstellung

Zusammensetzung von Beton

Gesteinskörnungen, Zement und Wasser sind die Ausgangsstoffe des mineralischen Baustoffs. Durch Zusatzmittel und -stoffe lässt er sich den jeweiligen Anforderungen anpassen.

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Fachwissen Herstellung

Wasserzementwertneu

Der Wasserzementwert (w/z-Wert) beschreibt das Massenverhältnis von wirksamem Wasser zum Zement im Frischbeton.

Der Wasserzementwert (w/z-Wert) beschreibt das Massenverhältnis von wirksamem Wasser zum Zement im Frischbeton.

Bild: Urte Schmidt, Berlin

Kaum eine Kennzahl prägt Festigkeit, Dauerhaftigkeit und Gefügedichte von Beton so stark wie der Wasserzementwert.

Qualitätskontrolle in der Produktion

Die Qualität des Betons wird bereits durch die Eigenschaften der eingesetzten Ausgangsstoffe bestimmt.

Die Qualität des Betons wird bereits durch die Eigenschaften der eingesetzten Ausgangsstoffe bestimmt.

Bild: Heidelberg Materials

Von der genehmigten Betonzusammensetzung bis zum fertigen Bauteil greifen in der Betonproduktion abgestimmte Kontrollschritte ineinander.

Mischen von Beton

Die Abmessung der Ausgangsstoffe erfolgt in Mischanlagen der jeweiligen Betonwerke.

Die Abmessung der Ausgangsstoffe erfolgt in Mischanlagen der jeweiligen Betonwerke.

Bild: Betonbild

Damit Beton die gewünschten Eigenschaften erhält, ist eine exakt ermittelte Rezeptur nötig. Doch nicht nur darauf kommt es bei der Herstellung an.

Zugabewasser

Wasser ist neben Zement, Sand und Kies einer der essentiellen Bestandteile des Betons.

Wasser ist neben Zement, Sand und Kies einer der essentiellen Bestandteile des Betons.

Bild: Urte Schmidt, Berlin

Es setzt die Hydratation des Zements in Gang und bestimmt über Festigkeit und Dichtigkeit mit. Somit ist Wasser unverzichtbar für die Betonherstellung.

Verdichten von Beton

Beim Einbringen des Frischbetons steht ein Bauarbeitender bereits mit einem Rüttler parat (im Bild rechts).

Beim Einbringen des Frischbetons steht ein Bauarbeitender bereits mit einem Rüttler parat (im Bild rechts).

Bild: Yvonne Kavermann, Berlin

Das Verdichten bestimmt maßgeblich Festigkeit, Dauerhaftigkeit und Oberflächenqualität von Betonbauteilen.

Wiederverwendung von Betonbauteilen

Wiederverwendung unmöglich: Anstatt sie behutsam rückzubauen werden viele Betongebäude mit der Abrissbirne zerstört, wie 2018 bei der Oberpostdirektion Hamburg (Post-Pyramide) geschehen.

Wiederverwendung unmöglich: Anstatt sie behutsam rückzubauen werden viele Betongebäude mit der Abrissbirne zerstört, wie 2018 bei der Oberpostdirektion Hamburg (Post-Pyramide) geschehen.

Bild: Julia Blöser, Berlin

Betongebäude sind riesige Materiallager. Um aus ihnen ganze Bauteile zurückzugewinnen, braucht es eine genaue Bestandserfassung und einen sorgfältigen Rückbau.

Aufbereitung von Betonabbruch

Das Recyceln von Beton spart Primärrohstoffe, Energie und Deponieraum.

Das Recyceln von Beton spart Primärrohstoffe, Energie und Deponieraum.

Bild: Maximilian Ludwig, Berlin

Zerkleinert, sortiert und gereinigt sind Beton- und auch Mauerwerksabbruch wertvolle Ressourcen für die Herstellung von Recyclingbeton.

Carbon Capture, Utilization and Storage (CCUS)

In der Beton- und Zementindustrie wird damit begonnen, Kohlendioxid mit Anlagen wie diesen abzuscheiden, zu komprimieren und abzutransportieren.

In der Beton- und Zementindustrie wird damit begonnen, Kohlendioxid mit Anlagen wie diesen abzuscheiden, zu komprimieren und abzutransportieren.

Bild: Heidelberg Materials

Kohlendioxid aus der Beton- und Zementherstellung soll gar nicht erst in die Atmosphäre gelangen, sondern weiterverwendet oder eingelagert werden.

Zertifizierung des Concrete Sustainability Councils

2016 wurde das Concrete Sustainability Council gegründet, dessen Zertifikate nachhaltiges Handeln in der Beton- und Zementherstellung ausweisen sollen.

2016 wurde das Concrete Sustainability Council gegründet, dessen Zertifikate nachhaltiges Handeln in der Beton- und Zementherstellung ausweisen sollen.

Bild: CSC

Um eines der Label zu bekommen, müssen Beton- und Zementwerke nachweisen, dass sie ökologisch, sozial und ökonomisch verantwortlich handeln.

Energie in der Zementherstellung

Bei der Zementherstellung wird viel thermische Energie benötigt, zum Beispiel um den Kalk zu Klinker zu brennen.

Bei der Zementherstellung wird viel thermische Energie benötigt, zum Beispiel um den Kalk zu Klinker zu brennen.

Bild: w&p Zement

Große Mengen thermischer und elektrischer Energie werden benötigt, um Kalk zu Klinker zu brennen und daraus Zement herzustellen.

Zusammensetzung von Beton

Zement, Wasser und Gesteinskörnungen sind die Ausgangsstoffe für die Herstellung von Beton.

Zement, Wasser und Gesteinskörnungen sind die Ausgangsstoffe für die Herstellung von Beton.

Bild: Yvonne Kavermann, Berlin

Gesteinskörnungen, Zement und Wasser sind die Ausgangsstoffe des mineralischen Baustoffs. Durch Zusatzmittel und -stoffe lässt er sich den jeweiligen Anforderungen anpassen.

Einfluss der Ausgangsstoffe

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Bild: Baunetz (yk), Berlin

Sämtliche Ausgangsstoffe haben Einfluss auf die Funktionalität und Qualität des Betons in seiner jeweiligen Anforderung. Wichtig...

Hauptbestandteile des Zements

Portlandzementklinker, Hüttensand, natürliche Puzzolane, Kieselsäurereiche Flugasche, Gebrannter Schiefer gehören zu den Hauptbestandteilen von Zement.

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Bild: HeidelbergCement AG

Zur Betonherstellung wird neben Gesteinskörnungen und Wasser ein Bindemittel benötigt: der Zement. Seine Hauptbestandteile sind:...

Betonherstellung und Klimaschutz

Dem hohen CO2-Ausstoß bei der Produktion des Bindemittels Zement steht die lange Haltbarkeit von Betonkonstruktionen gegenüber (Bild: Zementwerk in Berlin).

Dem hohen CO2-Ausstoß bei der Produktion des Bindemittels Zement steht die lange Haltbarkeit von Betonkonstruktionen gegenüber (Bild: Zementwerk in Berlin).

Bild: Yvonne Kavermann, Berlin

Die Reduktion des Klinkerfaktors und die Abscheidung von Kohlenstoffdioxid sollen dazu beitragen, den CO2-Ausstoß bei der Zementherstellung zu senken.

Bindemittel, Zusatzmittel und Zusatzstoffe

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Bild: Baunetz (yk), Berlin

BindemittelBindemittel sind im plastischen Zustand verarbeitbare anorganische oder organische Substanzen, die im Laufe einer...

Kompositzemente und alternative Bindemittel

Der hohe Kohlenstoffdioxidausstoß bei der Herstellung von Portlandzementklinker befeuert die Suche nach alternativen Bindemitteln.

Der hohe Kohlenstoffdioxidausstoß bei der Herstellung von Portlandzementklinker befeuert die Suche nach alternativen Bindemitteln.

Bild: Julia Blöser, Berlin

Bei Kompositzementen wird ein Teil des Portlandzementklinkers ersetzt; alternative Bindemittelsysteme kommen ohne den in der Herstellung CO2-intensiven Stoff aus.

Konsistenz von Beton

Frischbeton sollte so beschaffen sein, dass er ohne wesentliches Entmischen gefördert, eingebaut und verdichtet werden kann

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Bild: Betonbild / Holger Kotzan

Die Konsistenz des Frischbetons soll so beschaffen sein, dass er ohne wesentliches Entmischen gefördert, eingebaut und vollständig...

Betoniervorgang

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Bild: Betonbild / Holger Kotzan

Das Einbringen des Betons in die Schalung ist eine wichtige Voraussetzung für das Erreichen einer hohen Betonqualität. Beton ist...

Ausschalen und Nachbehandeln

Nach 28 Tagen ist die ausschlaggebende Druckfestigkeit von Beton erreicht und das Bauteil kann ausgeschalt werden.

Nach 28 Tagen ist die ausschlaggebende Druckfestigkeit von Beton erreicht und das Bauteil kann ausgeschalt werden.

Bild: Yvonne Kavermann, Berlin

Ein behutsames Vorgehen ist ratsam, damit es nicht zu Arbeitsunfällen oder Schäden am noch jungen Bauwerk kommt.

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www.beton.org/veranstaltungen

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