Tonerdezement

Ein in DIN EN 14647 genormter Zement, der durch langsame Kühlung von Schmelzen mit Monocalciumaluminat-Zusammensetzung oder durch Sintern von gleichartig zusammengesetzten Rohmischungen aus Kalkstein und aus dem Aluminiumerz Bauxit (auch als Weißzement) hergestellt wird.
Im Gegensatz zu den silikatischen Zementen besteht er im wesentlichen aus Monocalciumaluminat (CA). Wesentliche Bestandteile daneben sind in kalkreicheren Tonerdezementen das C₁₂A₇ und in kalkärmeren das CA₂. Der SiO₂-Anteil ist entweder als C₂S oder C₂AS (Gehlenit) gebunden. Das Erstarren und Erhärten beruht auf der Bildung von Calciumaluminathydraten, bei den silikatischen Zementen dagegen auf der Bildung von Calciumsilicathydraten (CSH).
Tonerdezement hydratisiert deutlich schneller als Portlandzement, bindet dabei etwa doppelt so viel Wasser und spaltet nahezu kein Ca(OH)₂ ab. Bei Hydratationstemperaturen unter 25 °C entstehen aus dem CA die zwar festigkeitsbildenden, aber wenig stabilen Phasen Monocalciumaluminat (CAH₁₀) und/oder Dicalciumaluminathydrat (C₂AH₈). CAH₁₀ und C₂AH₈ wandeln sich je nach Lagerungsbedingungen mehr oder weniger schnell in die stabilen Phasen Hydrogranat und Gibbsit (ein Aluminiummineral) um, jedoch ist die Umwandlung mit einer Zunahme der Porosität und dementsprechend mit einem Festigkeitsabfall verbunden. Außerdem kommt es zu einer schnellen Carbonatisierung, durch die der Korrosionsschutz der Bewehrung verloren geht.
Nach einigen Bauschäden ist Tonerdezement daher seit 1962 in Deutschland für tragende Bauteile aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton nicht mehr zugelassen. Der Sulfidgehalt des Tonerdezements spielte bei den aufgetretenen Problemen im Spannbetonbau (Wasserstoffversprödung) keine Rolle.
Bei Hydratationstemperaturen ≥ 40 °C führt die Hydratation unmittelbar zur Bildung der stabilen Phasen C₃AH₆ und AH₃.
Tonerdezement wird in erster Linie als Bindemittel für feuerfesten Mörtel und Beton verwendet. Hierbei sind Al₂O₃-reichere Zemente gebräuchlich. Darüber hinaus dient er als Bindemittel für Schnellmörtel.
Im Hochofenwerk Lübeck wurde bei der Herstellung eines speziellen Gießereiroheisens im Hochofen eine tonerdereiche Schlacke gewonnen, die nach der Feinmahlung zwischen 1925 und 1982 als „Tonerdeschmelzzement“ (TSZ) auf denselben Gebieten Verwendung fand wie der Tonerdezement.

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
• Gunkel, Peter: „Zur Korrosionsgefährdung von Spannstahl in Beton mit Hochofenzement“. Beton-Informationen 5-1996, S. 71