Benötigen Betone, die mit Celitement hergestellt wurden, eine besondere Art der Nachbehandlung?

Die Prinzipien der Nachbehandlung für Normalbetone gelten auch für solche mit Celitement. Der chemische Wasserbedarf von Celitementen ist allerdings geringer als bei Portlandzement, weshalb Anpassungen nötig werden. Die bekannten Prinzipien zur Herstellung qualitativ hochwertiger, dauerhafter Betone gelten auch beim Einsatz von Celitement. Insofern kann auf bekannter betontechnologischer Erfahrung aufgebaut werden.

Celitement bildet reine C-S-H Phasen. Ist dies bezüglich der Kriech- und Schwindeigenschaften nicht problematisch?

Es ist bekannt, dass für das Kriechen und Schwinden insbesondere die C-S-H Phasen verantwortlich sind. Tatsächlich weist Celitement gegenüber konventionellem Zement höhere Schwind- und Kriechverformung auf. Darüber hinaus wird die Schwind- und Kriechverformung aber von einer Reihe anderer Parameter, wie z. B. der Porosität, Sieblinie der Gesteinskörnung, etc. definiert. Bei vielen Anwendungen spielen geringe Unterschiede der Schwind- und Kriechverformung zudem nur eine untergeordnete Rolle. Darüber hinaus gibt es die Möglichkeit durch geeignete Additive Schwind- und Kriechverformungen zu kompensieren. Von daher ist auf diesen Aspekt bei den sehr hohen C-S-H-Gehalten reiner Celitementsysteme zwar tatsächlich Rücksicht zu nehmen, er ist aber kein prinzipielles Problem. Bei den von uns untersuchten Betonrezepturen waren die Unterschiede zu Portlandzementrezepturen interessanter Weise nicht so signifikant wie gedacht. Die klassischen Maßnahmen zur Schwindreduzierung können nämlich auch bei Celitementen erfolgreich eingesetzt werden.

Gibt es schon Langzeiterfahrungen zur Dauerhaftigkeit von mit Celitement hergestellten Bauteilen oder Bauwerken?

Nein, denn die geringen Produktionsmengen aus der Pilotanlage reichten noch nicht für die Herstellung ganzer Bauwerke aus. Bislang wurden nur Prüfkörper für klassische Dauerhaftigkeitsprüfungen hergestellt. Diese simulieren die Alterung von Baustoffen im praktischen Einsatz. Nach den bisher durchgeführten Prüfungen sind Betone und Mörtel aus Celitement ähnlich dauerhaft wie mit konventionellem Zement.

Ist der niedrige pH der Porenlösung von Celitement nicht ein Problem für die Passivierung von Bewehrungsstahl?

Wir glauben nein, denn der pH-Wert der Porenlösung von Celitementen liegt zwischen pH 11,5-12,8. Er ist damit zwar im Schnitt um eine Zehnerpotenz geringer als Portlandzement, aber ausreichende für eine Passivierung von Stahlbewehrung. Der pH-Wert schwank etwas abhängig vom Anteil des nicht vollständig umgesetzten Portlandits Ca(OH)2. Auf Wunsch könnte er, durch einfache Zugabe von Branntkalk oder Alkalihydroxid, auf jeden gewünschten pH-Wert angehoben werden. Wir denken aber das dies überhaupt nicht nötig ist.

Die für eine Depassivierung von Bewehrungsstahl verantwortliche Karbonatisierung ist eine betontechnologische Dauerhaftigkeitsgröße. Wenn ein Beton nur ausreichend dicht und für Gase und Wasser also wenig permeabel ist, kann auch kein CO2 bis zum Bewehrungsstahl vordringen. Mit Celitementen können aber extrem dichte und sehr dauerhafte Betone hergestellt werden. Da es eine reine C-S-H Phase ausbildet, die nur wenig durch andere Phasen mit anderer Morphologie gestört ist, kann das Porensystem extrem dicht werden. Wir sehen daher keinerlei Einschränkungen für einen Einsatz in Stahlbeton. Im Gegenteil. Ein niedriger pH kann für alternative Bewehrungskonzepte durchaus positiv sein. Holz- und cellulosebasierte Bewehrungen, Glasfaserbewehrung oder andere, durch einen sehr hohen pH (>13) ansonsten möglicherweise nicht einsetzbare Konzepte, könnten mit Celitmenten vielleicht sogar einfacher realisiert werden.
Für weitere Details, z.B. die Leistungsfähigkeit von Celitement im Vergleich zu anderen alternativen Binderkonzepten bei der elektrischen Widerstandsmessung von Stahlbewehrung, verweisen wir auf „R. Achenbach, M. Raupach, B.I.E. Kraft, H.-M. Ludwig, Comparative study on the electric resistance of mortars made of low carbon binders, Materials Today: Proceedings, 2023,ISSN 2214-7853, https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.07.282. Mit einem Mittelwert von 971 Ωm zeigte die Celitement-Serie dort den höchsten spezifischer Widerstand aller Bindemittelkonzepte im natürlich wassergesättigten Zustand.

Können mit Celitement dauerhafte Betone hergestellt werden?

Ja, an Celitement-Betonen wurden bereits umfangreiche Versuche zur Dauerhaftigkeit durchgeführt. Unter Beachtung der für Celitement wichtigen Rahmenbedingungen (geeignetes PCE-Fließmittel, w/b-Wert) lassen sich sehr gute Eigenschaften z.B. bezüglich Carbonatisierung, Frostbeständigkeit, Chlorid-Migration und Sulfatwiderstand erzielen. Aber wie bei allen Betonrezepturen hängt die Dauerhaftigkeit nicht nur vom eingesetzten Bindemittel ab. Der Begriff der Dauerhaftigkeit ist zudem sehr vielfältig. Er reicht von Frostbeständigkeit, Frost-Tausalzbeständigkeit, Karbonatisierung, Chlorideindringtiefen über Sulfatbeständigkeit, Alkali-Kieselsäurewiderstand, Widerstand gegen chemischen Angriff bis hin zum Verschleißwiderstand.

Wenn die mit Celitementen hergestellten Betonrezepturen aber gut durchdacht und an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden, sind dauerhafte Betone in praktisch allen Expositionsklassen prinzipiell kein Problem. Der unwiderlegbare Beweis kann letztlich aber nur über Langzeiterfahrungen an Bauwerken erbracht werden. Diese gibt es leider noch nicht. Die bisherigen Erfahrungen zur Dauerhaftigkeit beruhen auf den beschleunigten Dauerhaftigkeitsprüfungen aus Normen und Regelwerken, wie sie auch baurechtlichen Zulassungsprüfungen zugrunde liegen. Nicht immer kann der Nachweise sofort mit den ersten Prüfrezepturen erbracht werde
portlandzementbasierten Betonen sind auch solche mit Celitementen auf die Anforderungen unterschiedlicher Expositionen zu optimieren

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