Erstarren

Definition von Ansteifen, Erstarren und Erhärten von Zement bei einer Prüfung der Erstarrungszeiten

Definierte Veränderung der Viskosität von Zementleim innerhalb zeitlich festgelegter Grenzen.
Nach der Zugabe von Anmachwasser geht der flüssige Zementleim durch Hydratation in den festen Zementstein über. Diese Zustandsänderung von flüssig nach fest geschieht nicht schlagartig. Es werden drei Phasen (Ansteifen, Erstarren, Erhärten) unterschieden, die auch in dieser Reihenfolge zeitlich ablaufen. Ausgehend von einer Ausgangsviskosität (V₀), der Normsteife, werden den drei Phasen Viskositätsbereiche zugeordnet. Die Erstarrungszeit wird definiert durch die Zeit zwischen dem Erreichen der Viskosität V_A als Erstarrungsbeginn und dem Erreichen der Viskosität V_E als Erstarrungsende.
Die Viskosität von Zementleim wird mit dem Nadelgerät von Vicat beurteilt.
Nach DIN EN 197-1 darf der Erstarrungsbeginn je nach Zementfestigkeitsklasse zwischen 45 und 75 Minuten eintreten. Das Erstarrungsende muss spätestens 12 Stunden nach dem Anmachen erreicht sein.
Zur Einstellung der Erstarrungszeiten werden dem Zement bei der Herstellung Sulfatträger als Erstarrungsregler zugesetzt. Dadurch wird erreicht, dass das Angebot an wasserlöslichem Sulfat bei Beginn der Hydratation gerade so hoch ist, dass der hydratisierende Tricalciumaluminatanteil ausschließlich als Trisulfat gebunden wird. Ohne diesen Sulfatträger dagegen würde der frisch angemachte Zementleim sofort erstarren, da aus dem Tricalciumaluminat unmittelbar große, blattförmige Tetracalciumaluminathydratkristalle entstünden, die im mit Anmachwasser gefüllten Raum zwischen den Zementpartikeln zu einem kartenhausähnlichen Gefüge verwachsen.
Ein Sulfatmangel kann ebenfalls zu einem schnellen Erstarren führen, da sich neben Calciumaluminathydrat auch die ähnlichen Monosulfatkristalle bilden können.
Günstig ist ein Gemisch aus Gips und natürlichem Anhydrit.

Siehe auch

• falsches Erstarren
• Zementprüfungen

Literatur

• Locher, Friedrich W.: Zement – Grundlagen der Herstellung und Verwendung. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2000
• Verein Deutscher Zementwerke e. V. (Hrsg.): Zement-Taschenbuch 51. Ausgabe. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2008