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Portlandzement

Siehe auch unter Zement!

Der Name „Portland-Cement“ ist aus Verkaufsgründen so benannt worden. Er kommt vom damals gut eingeführten Portlandstein her. Dieser ist ein natürlicher Kalkstein, der auf der Halbinsel Portland (Grafschaft Dorsetshire) an der Kanalküste als Werkstein abgebaut wurde und den aus „Portland-Cement“ gefertigten Kunstprodukten farblich sehr ähnlich sah.

Portlandzement wird hergestellt durch die Vermahlung von Klinker und Gips bzw. Anhydrit. Er besteht chemisch gesehen aus ca. 58 bis 66 % Calciumoxid (CaO), 18 bis 26 % Siliciumdioxid (SiO2), 4 bis 10 % Aluminiumoxid (Al2O3) und 2 bis 5 % Eisenoxid (Fe2O3). Nach dem Calcinieren des Kalks (CaCO3) zu Calciumoxid, bei dem CO2 freigesetzt wird, bilden sich beim Brennprozess im Drehrohrofen aus diesen Hauptbestandteilen Mineralien, die für die besonderen Eigenschaften von Zement von entscheidender Bedeutung sind. Die wichtigsten dieser Verbindungen sind:

  • Tricalciumsilikat (Alit)
  • Dicalciumsilikat (Belit)
  • Tricalciumaluminat
  • Tetracalciumaluminatferrit

Beim Aushärten mit Wasser (Hydratation): wachsen Calciumsilikat-hydrat-Fasern und es bildet sich Portlandit.

Ist ein hydraulisches Bindemittel, das schneller erhärtet als hydraulische Kalke und auch eine bedeutend höhere Festigkeit erreicht. Diese Eigenschaften verdankt der Portlandzement seinem hohen Gehalt an Tricalciumsilicaten. Es wird eine kalkreiche Mischung, die neben Kieselsäure Tonerde und normalerweise Eisenoxide enthält, fein gemahlen und bis zur Sinterung gebrannt. Bei der Zusammenstellung des Mischungsverhältnisses geht es darum, beim Brand gerade soviel Schmelze zu bekommen, dass die Trisilicatbildung schnell vonstatten geht. Schon geringe Mengen an Tricalciumaluminat (Kalktonerdeverbindung) würden eine rasche Bindung der gesamten Zementmasse bewirken, weshalb den Portlandzementen stets eine geringe Menge an Rohgips hinzufügt wird, um die Abbindezeit zu regulieren und sowohl eine einwandfreie Verarbeitung als auch Verdichtung des Zements zu erreichen. Das Brennprodukt, der Portlandzementklinker, wird zur Herstellung verschiedener Zemente benutzt.


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