Warum nimmt die Masse beim Abbinden von Beton zu?
Wir haben festgestellt, dass ein Gemisch aus Zement und Sand 1:3, welches mit Wasser gemischt ist nach dem trocknen statt 127g schon 137g wiegt.
Aber worauf ist die Massenzunahme beim Abbinden zurückzuführen? Eine Reaktionsgleichung wäre auch sehr hilfreich...
Vielen Dank
3 Antworten
Es ist im Grunde ganz einfach: Der Zement bindet das Wasser, es entsteht der Zementleim. In diesem findet die Hydratation, also das Abbinden statt, das ist eine chemische Reaktion, bei der aus Wasser und Zement Calciumsilikathydrate gebildet werden. Das sind viele kleine kristalline Gebilde, die sich miteinander und mit den Zuschlagstoffen wie Kies etc. verzahnen, das bildet den festen Beton.
Und die Dichte dieser gebildeten Kristalle ist höher als das Wasser und der Zement, aus dem diese entstanden sind, weshalb die etwas schwerer sind.
Oft wird von einer “Trockungs- oder Trockenzeit von Beton” gesprochen. Das ist aber eher umgangssprachlich zu verstehen. Jedoch hat sich daraus zum Teil auch ein falsches Verständnis für Beton entwickelt. Denn Beton trocknet nicht wirklich oder zumindest nicht vollständig. Dazu ist es aber wichtig, zu verstehen, was überhaupt passiert, wenn Zement, Wasser und Zuschläge gemischt werden.
Der Vorgang beim Abbinden von Zementleim (Zement und Wasser)Die wichtigsten Zutaten für Beton sind Zement und Wasser. Zement ist ein Bindemittel, also mit einem Klebstoff vergleichbar. Genau genommen ist es ein hydraulisches Bindemittel, weil Zement unter dem Zusatz von Wasser abbindet. Dabei werden (bei herkömmlichem Portlandzement) rund 40 Prozent Wasser im Zement gebunden. Rund 25 (eher 26) Prozent werden physikalisch gebunden (aufgesaugt) und 15 Prozent chemisch gebunden. Beim chemischen Abbinden entsteht zunächst Gelwasser, welches dann langsam auskristallisiert. Dabei verzahnen sich die Kristalle entsprechend. Sie bestimmen die Druckfestigkeit.
Der w/z-Wert bestimmt die mit Zement bindende WassermengeDie 40 Prozent an Wasser, die Zement aufnimmt, werden über den sogenannten Wasser-Zement-Wert (w/z-Wert) ausgedrückt. Das Maximum an Wasser in einem herkömmlichen Zement, das abbinden kann, hat also einen w/z-Wert von 0,40. Die Mindestmenge, die Zement zum Abbinden benötigt, liegt dagegen bei 25 Prozent, also einem c/w-Wert von 0,25. Folglich besitzen hochwertige Betone einen w/z-Wert zwischen 0,25 und 0,40 (ausgehend von herkömmlichem Portlandzement).
Der Vorgang beim Aushärten des BetonsWährend der Zementleim (Wasser und Zement) nun langsam abbinden, härtet der hergestellte Beton gleichzeitig langsam aus. Dieses Auskristallisieren dauert Monate an. Streng genommen härtet Beton selbst nach vielen Jahren immer noch aus. Doch anhand des Grads der Aushärtung wird festgelegt, zu welchem Zeitpunkt die geforderte Druckfestigkeit erreicht ist. Denn anfangs bindet der Beton schnell ab und härtet auch entsprechend schnell ab. Mit der Zeit verlangsamt sich dieser Prozess. Dargestellt in einem Diagramm lässt sich dann erkennen, dass Beton nach rund einem Monat großteils ausgehärtet ist. Das spätere Aushärten verlangsamt sich ab diesem Zeitpunkt deutlich.
Nach Norm erreichte DruckfestigkeitNach DIN 1045-2 muss daher Beton auch nach 28 Tagen seine geforderte Druckfestigkeit erreicht haben, also entsprechend abgebunden und ausgehärtet sein. Der Wert von 28 Tagen ist wohl damit begründet, dass das genau 4 Arbeitswochen sind.
Nicht ? Ich dachte mit diesem Satz hätte es die Frage beantwortet
Dabei werden (bei herkömmlichem Portlandzement) rund 40 Prozent Wasser im Zement gebunden.
Da das hinzugefügte Wasser nicht zu 100% "weg Trocknet"
Also wenn ich deine Frage richtig verstanden habe mischst du zement und kies 1:3. Und wiegst 127g anschließend kommt das Wasser hinzu und der Prozess der "abbindung" beginnt. Und nachdem alles steinhart geworden ist wiegt dein Klumpen 137g.
Erkläre ich mir so , dass teile des Wassers durch den Chemischen Prozess mit verhärtet sind. Und du somit eine größere Masse hast.
Wenn du die Frage so gemeint hast dass du zement,kies+Wasser mit einem Gewicht von 127g hast und nach der abbindung 137g hast.
Dann wäre es mir ebenfalls ein Rätsel, bzw Zweifel ich daran dass es wirklich so ist.
Falls ich dir mit meinen Copy&Paste Vorgang nicht helfen konnte entschuldige ich mich dafür.
Alles Gut
Die beiden Antworten Oben beschreiben den Chmischen Prozess
die Kannst du dir durchlesen, damit du verstehst was ich meinte :)
Die Gewichtszunahme geschieht durch die Hydration der Klinkerphasen. Zu Details s. hier: https://www.vdz-online.de/fileadmin/gruppen/vdz/3LiteraturRecherche/KompendiumZementBeton/1-4_Hydratation.pdf
Vielen Dank
Leider Verstehe ich die dortige Erklärung nicht
Wäre es möglich, dass du das in leichter nochmal erklären könntest?
Verkürzt: Der Zementklinker ist ja gebrannt und somit weitgehenst wasserfrei. In Gegenwart von Wasser bilden sich Calciumsilicathydrate mit der allgemeinen Formel mCaO · SiO2 · nH2O. Je nach Menge des bei der Hydration gebundenen Wassers erhöht sich die Masse des Betons beim Abbinden.
Gibt es Dazu auch eine leichte Reaktionsgleichung?