Zement nach DIN EN 197-1:2004-08 - Holcim Süddeutschland

Zement nach
DIN EN 197-1:2004-08
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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.

Einteilung der Hauptbestandteile
in das Dreistoffdiagramm
CaO – SiO 2 – Al 2 O 3 + Fe 2 O 3
CaO Calciumoxid
SiO 10
2
Siliciumdioxid
Al 2
O 3
Aluminiumoxid
Fe 2
O 3
Eisenoxid
30
20
100%
90
80
70
% CaO
60
50
40
60
% SiO 2
50
40
70
30
80
20
90
10
100%
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100%
% 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)

Hauptbestandteile
Portlandzementklinker (K)
Portlandzementklinker wird durch
Sinterung einer genau festgelegten
Rohstoffmischung (Kalkstein,
Mergel, Ton) bei ca. 1450 °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.

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.-%

Nebenbestandteile
Calciumsulfat
Nebenbestandteile sind besonders
ausgewählte anorganische
mineralische Stoffe, die während
der Klinkerherstellung entstehen.
Auch Hauptbestandteile in geringen
Mengen (0–5 M.-%) können
als Nebenbestandteile enthalten
sein, es sei denn, sie sind bereits
Hauptbestandteil des Zements.
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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.

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
95–100 0–5
Normo
Gepardo
Protego
Albaro
CEM II/A-S Provato
Portlandzement CEM I
CEM I
80–94 6–20 0–5
65–79 21–35 0–5
CEM II/B-S
90–94 6–10 0–5
CEM II/A-D Fortico
80–94 6–20 0–5
65–79 21–35 0–5
80–94 6–20 0–5
65–79 21–35 0–5
CEM II/A-P
Holcim-Trass
CEM II/B-P
CEM II/A-Q
CEM II/B-Q
CEM II/A-V
80–94 6–20 0–5
65–79 21–35 0–5
CEM II/B-V
80–94 6–20 0–5
CEM II/A-W
Portlandhüttenzement
Portlandsilicastaubzement
Portlandpuzzolanzement
CEM II
65–79 21–35 0–5
CEM II/B-W
Normalzemente

80–94 6–20 0–5
65–79 21–35 0–5
CEM II/A-T
CEM II/B-T Riteno
CEM II/A-L
80–94 6–20 0–5
65–79 21–35 0–5
CEM II/B-L
80–94 6–20 0–5
CEM II/A-LL Fluvio
nach DIN EN 197-1
65–79 21–35 0–5
80–94 6–20 0–5
65–79 21–35 0–5
35–64 36–65 0–5
20–34 66–80 0–5
5–19 81–95 0–5
65–89 11–35
0–5
45–64 36–55 0–5
40–64 18–30 18–30 0–5
20–38 31–50
31–50
0–5
20–34 66–80
0–5
5–19 81–95
0–5
65–89
11–35
0–5
45–64
36–55
0–5
40–64 18–30
18–30
0–5
20–38 31–50
31–50
0–5
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
Hochofenzement
Puzzolanzement
CEM IV/A
zement 3) VLH IV/B
3) CEM IV/B
Kompositzement
CEM V/A
zement
5)
3) CEM V/B
Hochofenzement
VLH III/C
VLH III/B
Puzzolanzement
VLH IV/A
Kompositzement
VLH V/A
5)
CEM IV
CEM V
VLH III
VLH IV
VLH V
VLH V/B
Sonderzemente nach
DIN EN 14216
4) 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.

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 197-1
CEM
Zement gem.
Norm
DIN EN 197-1
CEM
Zement gem.
Norm
DIN EN 197-1
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 ≥ 75
32,5 L 5) – ≥ 12,0
32,5 N – ≥ 16,0 ≥ 32,5 ≤ 52,5 ≥ 75
32,5 R ≥ 10,0 –
42,5 L 5) –– ≥ 16,0
42,5 N ≥ 10,0 – ≥ 42,5 ≤ 62,5 ≥ 60
42,5 R ≥ 20,0 –
52,5 L 5) ≥ 10,0 –
52,5 N ≥ 20,0 – ≥ 52,5 ≥ 45
52,5 R ≥ 30,0 –
1)
Prüfung nach DIN EN 196-1
4)
nur bei Sonderzementen nach DIN EN 14216
2)
1 MPa entspricht 1 N/mm 2 5) nur bei Hochofenzementen mit niedriger
3)
Prüfung nach DIN EN 196-3 Anfangsfestigkeit nach DIN EN 197-4
42,5
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

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.-%