Bindemittel

Was versteht man unter hydraulischen Bindemitteln?

Zement wird oft als hydraulisches Bindemittel bezeichnet. Doch was bedeutet "hydraulisch" genau? Laut Langenscheidt-Fremdwörterbuch beschreibt das Adjektiv etwas, das „Wasser bindet und unter Wasser erhärtet“. Diese Charakteristik trifft auf Zement zu, aber auch andere Stoffe fallen in diese Kategorie.
 

Natürliche und künstliche Puzzolane

Die Entdeckung der hydraulischen Bindemittel war eine Revolution für die Bauindustrie, da sie die Erstellung leistungsstarker Betone ermöglichte. Interessanterweise wurde Kalkmörtel schon seit etwa 10.000 Jahren für Verputz verwendet, aber Beton, wie wir ihn kennen, wurde von den Römern um 200 v. Chr. entwickelt.

Beton besteht im Grunde aus Mörtel, der mit Gesteinsschotter angereichert ist. Auch wenn Kalkmörtel schon bekannt war, konnte daraus kein leistungsfähiger Beton hergestellt werden, da Kalk wasserlöslich ist. Erst die Verwendung von hydraulischen Bindemitteln ermöglichte die Herstellung von wasserfestem Beton.

Die alten Römer entdeckten, dass natürliche Puzzolane – vulkanische Asche und Gesteine – hydraulisch reagieren, wenn sie mit Wasser gemischt werden. Diese Mischung bildet einen festen, dauerhaften Kunststein, bekannt als Beton. Im Gegensatz zu anderen Betonarten, bei denen das Wasser verdunstet, reagiert das Wasser bei Puzzolane-Beton chemisch mit dem Bindemittel.

Puzzolane und andere hydraulische Bindemittel benötigen keinen Luftkontakt, um zu erhärten. Sie können sogar komplett unter Wasser aushärten, was sie ideal für Wasserbauwerke macht. Im Gegensatz dazu sind unhydraulische Bindemittel wie Gips, Lehm oder einfacher Kalk wasserlöslich und härten nur an der Luft.

Puzzolane bestehen hauptsächlich aus Siliciumdioxid, Tonerde, Kalkstein, Eisenoxid und alkalischen Stoffen. In Deutschland ist der rheinische Trass ein bekanntes Beispiel für ein Puzzolan, das oft unhydraulischen Bindemitteln zugefügt wird, um diese wasserdicht zu machen. Trass allein erhärtet jedoch nicht bei Wasserkontakt und gilt daher als latent hydraulisch.

Zusätzlich gibt es künstliche Puzzolane, die aus Industrieprozessen stammen und ähnliche hydraulische Eigenschaften besitzen, wie Flugasche und Hochofenschlacke, die in Kohlekraftwerken anfallen und als Zementersatz verwendet werden.
 

Portlandzement

Portlandzement, seit dem 19. Jahrhundert der wichtigste hydraulische Bindemittel, wird wegen seiner energieintensiven Produktion und hohen CO2-Emissionen zunehmend durch Zemente ersetzt, die industrielle Nebenprodukte enthalten. Somit kehrt die Entwicklung der hydraulischen Bindemittel wieder zu den Puzzolanen zurück, in einer Zeit, in der CO2-Einsparung zunehmend wichtig wird.