Hydratation

Bildung der Hydratphasen und des Gefüges bei der Hydratation von Zement

Schematische Darstellung der Erhärtung von Zementen bei verschiedenen w/z-Werten

1. Allgemein: Reaktion eines Stoffs mit Wasser, bei der das Wasser an den betreffenden Stoff angelagert wird. Es handelt sich um einen chemisch-physikalischen Vorgang.
   
2. Beim Zement: Das Erstarren und Erhärten des Zementleims zum Zementstein beruht auf der Bildung wasserhaltiger Verbindungen, die bei der Reaktion zwischen den Hauptbestandteilen des Zements (z. B. Klinkerphasen) und dem Anmachwasser entstehen. Diese Reaktion wird als Hydratation, die Reaktionsprodukte werden, unabhängig von der Art der Wasserbindung, als Hydrate oder Hydratphasen bezeichnet.
   

Bei vollständiger Hydratation bindet der Zement etwa 25 % seiner Masse an Wasser chemisch (Hydratwasser) und etwa 15 % seiner Masse physikalisch (Gelwasser). Das so gebundene Wasser beträgt also etwa 40 M.-%, entsprechend einem Wasserzementwert von w/z = 0,40.
Ein höherer Wasserzementwert führt im Zementstein stets zu Kapillarporen.
Die Hydratation ist temperaturabhängig und wird von höheren Temperaturen beschleunigt. Bei Temperaturen des Zementleims unter 5°C verlangsamt sich die Hydratation extrem und kommt bei Temperaturen unter -10°C vollständig zum Erliegen.
Die Hydratation läuft in den ersten Stunden und Tagen schneller ab und wird im Laufe der Zeit langsamer (Nacherhärten). Sie bricht ab, wenn nicht genügend Wasser zur Verfügung steht. Daher ist eine möglichst früh einsetzende und genügend lang wirkende Nachbehandlung des Betons erforderlich.

Literatur

• Richartz, W.: Über die Gefüge- und Festigkeitsentwicklung des Zementsteins (Dt.); Beton 19 (1969) No. 5, S. 203-206; No. 6, S. 245-248.
• Locher, Friedrich W.: Zement – Grundlagen der Herstellung und Verwendung. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2000

Siehe auch:

• Hydratationsgrad
• Hydratationswärme