Zementarten

Zementarten nach DIN EN 197-1 sowie Sonderzemente VLH nach DIN EN 14216

Zement besteht aus Hauptbestandteilen, Nebenbestandteilen und Zusätzen.
Als Hauptbestandteile werden ausgewählte anorganische Stoffe bezeichnet, deren Massenanteil mehr als 5 % der Gesamtsumme aller Haupt- und Nebenbestandteile beträgt.
Nebenbestandteile sind ausgewählte anorganische Stoffe, deren Massenanteil nicht mehr als 5 % der Gesamtsumme aller Haupt- und Nebenbestandteile beträgt. Diese Stoffe können aus der Klinkerherstellung stammen oder in DIN EN 197-1 definierte Hauptbestandteile sein, sofern sie nicht bereits als Hauptbestandteile im Zement enthalten sind. Zweck der Nebenbestandteile ist eine Verbesserung der physikalischen Eigenschaften von Zement (z. B. Verarbeitbarkeit oder Wasserrückhaltevermögen) durch Optimierung der Korngrößenverteilung.
Zusätze gemäß DIN EN 197-1 werden zugegeben, um die Herstellung oder die Eigenschaften von Zement zu verbessern. Dabei darf die Gesamtmenge der Zusätze einen Massenanteil von 1,0 % bezogen auf den Zement nicht überschreiten. Die Menge an organischen Zusätzen im Trockenzustand darf einen Massenanteil von 0,2 % bezogen auf den Zement nicht überschreiten.
So werden dem Zement z. B. Sulfatträger (meist ein Gemisch aus Gips und natürlichem Anhydrit) als Erstarrungsregler zugegeben.

Entsprechend der verwendeten Hauptbestandteile unterteilt DIN EN 197-1 Zement in fünf Hauptzementarten:

1. Portlandzement CEM I
2. Portlandkompositzemente CEM II
3. Hochofenzement CEM III
4. Puzzolanzement CEM IV
5. Kompositzement CEM V
   

DIN EN 14216 unterteilt weitere Zemente mit sehr niedriger Hydratationswärme in die Hauptzementarten:

• Hochofenzement VLH III
• Puzzolanzement VLH IV
• Kompositzement VLH V

Diese Hauptzementarten untergliedern sich entsprechend ihrer Hauptbestandteile in die Zementarten nach DIN EN 197-1 sowie Sonderzemente VLH nach DIN EN 14216:

• Portlandzement CEM I
• Portlandhüttenzement CEM II/-S
• Portlandsilicastaubzement CEM II/-D
• Portlandpuzzolanzement CEM II/-P und CEM II/-Q
• Portlandflugaschezement CEM II/-V und CEM II/-W
• Portlandschieferzement CEM II/-T
• Portlandkalksteinzement CEM II/-L und CEM II/-LL
• Portlandkompositzement CEM II/-M
• Hochofenzement CEM III / VLH III
• Puzzolanzement CEM IV / VLH IV
• Kompositzement CEM V / VLH V

Hauptbestandteile und ihre Kurzzeichen:

• Portlandzementklinker (K)
• Hüttensand (S)
• Puzzolane (P, Q)
• Flugaschen (V, W)
• Gebrannter Schiefer (T)
• Kalkstein (L, LL)
• Silikastaub (D)
• Recyclingmehl (F)

Alle in nebenstehender Tabelle aufgeführten Zementarten nach DIN EN 197-1 enthalten als Hauptbestandteil zwischen 5 und 100 M.-% Zementklinker und zwischen 0 und 5 M.-% Nebenbestandteile. Die angegebenen M.-% beziehen sich immer auf die Summe aller Haupt- und Nebenbestandteile. Im Sinne der Reduzierung der CO₂-Emissionen bei der Zementherstellung (Dekarbonisierung von Zement und Beton) werden Zemente mit geringem Anteil an Portlandzementklinker und gleicher Leistungsfähigkeit bevorzugt.

Kennbuchstaben L, N und R
Zemente mit niedriger Anfangsfestigkeit erhalten als Kennbuchstaben ein L (= low) (nur für Hochofenzemente nach DIN EN 197-1).
Zemente mit normaler, üblicher Anfangsfestigkeit erhalten als Kennbuchstaben ein N (= normal).
Zemente mit hoher Anfangsfestigkeit erhalten als Kennbuchstaben ein R (= rapid).

Zemente mit besonderen Eigenschaften
Die Anforderungen an die sogenannten Normalzemente sind in DIN EN 197-1 zu finden. Für die über die DIN EN 197-1 hinausgehenden Anforderungen an Sonderzemente mit zusätzlichen oder besonderen Eigenschaften gelten andere Regelwerke (mit).
Zemente mit besonderen Eigenschaften bzw. Sonderzemente erhalten zusätzlich die folgenden Kennbuchstaben:

• Zement mit niedriger Hydratationswärme: LH (= low heat; LH-Zement gemäß DIN EN 197-1)
• Zement mit sehr niedriger Hydratationswärme: VLH (= very low heat; VLH-Zement gemäß DIN EN 14216)
• Zement mit hohem Sulfatwiderstand: SR (= sulfate resisting; SR-Zement gemäß DIN EN 197-1)

Zemente mit der besonderen Eigenschaft "niedriger wirksamer Alkaligehalt" entsprechen den Anforderungen der DIN EN 197-1 und darüber hinaus Anforderungen der DIN 1164-10. Für diese Zemente existiert keine besondere Normbezeichnung. Die Normbezeichnungen werden i. d. R. mit (na) für "niedriger wirksamer Alkaligehalt" ergänzt und im Sprachgebrauch auch NA-Zement genannt.

Auch die folgenden Zemente mit besonderen Eigenschaften erhalten keine besondere Normbezeichnung:

• Fahrbahndeckenzement gemäß TL Beton-StB,
• Weißzement und
• Hydrophobierte Zemente/wasserabstoßende Zemente

Darüber hinaus gibt es noch weitere Zemente mit besonderen Eigenschaften bzw. Sonderzemente:

• Zemente mit verkürztem Erstarren gemäß DIN 1164-11
  • Zemente mit frühem Erstarren (FE-Zement)
  • Schnellerstarrende Zemente (SE-Zement)
• Zemente mit erhöhtem Anteil organischer Bestandteile; HO-Zement) gemäß DIN 1164-12 (die Norm wurde zwar zurückgezogen, ist aber noch anwendbar.)

Kennzeichnung von Zementen
Für eine eindeutige Zuordnung eines Normalzements sind die Angabe der Zementart, der Normbezug, die Kurzzeichen der Zementart und weiterer neben Portlandzementklinker im Zement vorhandener Hauptbestandteile sowie die Festigkeitsklasse mit dem Hinweis auf die Anfangsfestigkeit vorgeschrieben.
Beispiel: Portlandzement der Festigkeitsklasse 42,5 mit hoher Anfangsfestigkeit:
Portlandzement EN 197-1 – CEM I 42,5 R
Beispiel: Portlandkalksteinzement der Festigkeitsklasse 32,5 mit hoher Anfangsfestigkeit und 6 bis 20 M.-% Kalkstein (Gesamtanteil an organischem Kohlenstoff ≤ 0,20 M.-%):
Portlandkalksteinzement EN 197-1 – CEM II/A-LL 32,5 R
Beispiel: Hochofenzement der Festigkeitsklasse 32,5 mit niedriger Anfangsfestigkeit und 66 bis 80 M.-% Hüttensand:
Hochofenzement EN 197-1 – CEM III/B 32,5 L

Portlandkompositzement CEM II/C-M und Kompositzement CEM VI
Mit der im Juli 2021 erschienenen DIN EN 197-5 "Zement - Teil 5: Portlandkompositzement CEM II/C-M und Kompositzement CEM VI" werden weitere Zementarten jenseits DIN EN 197-1 genormt, die aber vorerst nur mit Anwendungszulassung in Beton nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2 verwendet werden dürfen. In der (bauordnungsrechtlich noch nicht verbindlichen) DIN 1045-2:2023-08 wird im Absatz 5.1.2 "Zement" ein Zement nach DIN EN 197-5 allerdings als "geeignet" bezeichnet. Bei DIN EN 197-5 handelt es sich um eine nicht harmonisierte Norm.

Zementarten nach DIN EN 197-5:2021-07

Zement mit rezyklierten Baustoffen
In der im Dezember 2023 erschienenen DIN EN 197-6 "Zement - Teil 6: Zement mit rezyklierten Baustoffen" wird Zement mit Betonrecyclingmehl definiert. Diese Zemente werden als CEM II-Zemente (Portland-Recyclingmehlzement / Portlandkompositzement) bezeichnet.
Hinweis: Bei DIN EN 197-6 handelt es sich um eine nicht harmonisierte Norm. Weder DIN EN 206-1/DIN 1045-2 noch DIN 1045-2:2023-08 bezeichnet im Abschnitt 5.1.2 "Zement" diese Zemente als geeignet. ln Deutschland benötigen entsprechende Zemente daher für den Einsatz in Beton eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung (abZ). Zur Kennzeichnung ist in Deutschland das Ü-Zeichen zu verwenden.

Literatur

• Zement-Merkblatt B1: Zemente und ihre Herstellung
• Locher, Friedrich W.: Zement – Grundlagen der Herstellung und Verwendung. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2000

Siehe auch

• Spezialzemente
• Zementherstellung
• Zement