Puzzolane als hydraulische Zusätze
Puzzolane sind kieselsäurehaltige oder kieselsäurehaltige und tonhaltige Gesteine ohne Bindevermögen. Diese können künstlichen oder natürlichen Ursprungs sein. Sie werden als Zusatzstoffe für die Herstellung von Mörtel oder Beton verwendet. In diesem Artikel wollen wir diesen Zusatzstoff etwas näher vorstellen.
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Hydraulische Bindemittel - Puzzolan
Bei hydraulischen Zusätzen handelt es sich um Stoffe, die allein mit Wasser keine Mörtel bilden, die aber bei der Zugabe von Luftkalk dem Luftkalk hydraulische Eigenschaften verleihen. Die hydraulischen Eigenschaften eines Stoffes beschreiben die Fähigkeit Wasser an sich zu binden bzw. durch Zugabe von Wasser abzubinden. Bei den hydraulischen Zusätzen der Puzzolane ist die Bindekraft verborgen, die erst wirksam wird, wenn sie durch einen Mörtelbinder angeregt wird. Die Bindekraft beruht im Wesentlichen auf dem Vorhandensein von verbindungsfähigen Kieselsäuren. Puzzolane reagieren in Gegenwart von Calciumhydroxid (Ca(OH)2), welches beim Abbinden von Zement entsteht, unter Bildung von Calciumsilikathydraten, die bindende Eigenschaften haben. Auf diese Weise können sie zur Herstellung von Beton oder Mörtel beitragen. Die Puzzolane verwandeln das Kalkhydrat des Mörtels, auch bei Luftabschluss zu einem unlöslichem Calciumsilikat. Weil die Zusätze selbst keine Bindemittel sind, sind sie beim Mischen nicht mit dem Bindemittel, sondern mit dem Zuschlag zuzurechnen. Puzzolane kommen in verschiedenen Formen vor. Sie können natürlichen Ursprungs sein, oder sie können künstlich hergestellt werden.
Natürliche und künstliche Puzzolane
Natürliche Puzzolane sind oftmals vulkanischen Ursprungs. Der Name stammt vom italienischen Ort Peteoli, der heute als Pozzuoli bezeichnet wird, in welchem bereits im Altertum große Mengen an puzzolanischer Vulkanasche gewonnen wurde. Zu natürlichen Puzzolanen zählen vulkanische Asche, Trass oder bestimmte Arten von Tonschiefer. Weitere Beispiele für natürliche Puzzolane sind Puzzolanerde und Santorinerde. Das Material stammt von der vulkanische Tuffe aus Pozzuoli in Italien oder der Insel Santorin in Griechenland. Natürliches Puzzolan kann in Form von Fraß als vulkanisches Truff aus der Eifel auch in Deutschland stammen.
Zu künstlich hergestellten Puzzolanen zählen zum Beispiel Flugasche aus Kohlekraftwerken oder Hochofenschlacke. Ziegelmehl, bei welchem ein gebrannter Ton feingemahlen wird oder ein Tonerdesilikat (Si-Stoff), zählt ebenso zu den künstlichen Puzzolanen. Ein pulveriger Tonerdesilikat enthält verbindungsfähige Kieselsäure. Die Hochofenschlacke wird zu Schlackensand gekörnt, schnell gekühlt und dann gemahlen. Ein EFA – Füller ist eine Elektrofiltertasche aus Braunkohle oder Steinkohlefeuerungen. Ein künstliches Puzzolan kann auch aus einem Silicastaub bestehen.
Einsatz von Puzzolan
Der Einsatz von Puzzolanen als hydraulische Zusatzstoffe in Beton hat mehrere Vorteile. Die Herstellung von Portlandzement, dem Hauptbestandteil von Beton, ist energieintensiv und mit hohen CO2-Emissionen verbunden. Durch den Ersatz eines Teils des Zements durch Puzzolane kann der Energieverbrauch und die CO2-Emissionen reduziert werden. Puzzolane können die Beständigkeit von Beton verbessern, indem sie die Porenstruktur des Zementsteins verfeinern und dadurch die Eindringtiefe von schädigenden Stoffen reduzieren. Puzzolane sind oft günstiger als Zement, daher können Kosten eingespart werden, indem ein Teil des Zements durch Puzzolane ersetzt wird. Viele Puzzolane sind Abfallprodukte aus der Industrie, wie Flugasche oder Hochofenschlacke. Durch ihren Einsatz in Beton können diese Materialien sinnvoll genutzt und deren Entsorgung vermieden werden.
Es gibt jedoch auch einige Herausforderungen beim Einsatz von Puzzolanen. Dazu gehört unter anderem, dass die Eigenschaften von Puzzolanen stark variieren können, je nach ihrer Herkunft oder Herstellungsverfahren. Daher ist es wichtig, die Eigenschaften des spezifischen Puzzolans, das verwendet wird, genau zu kennen und entsprechend zu berücksichtigen. Lassen Sie sich diesbezüglich von einer Fachkraft für Mörtel und Putz vor Ort beraten, bevor Sie diesen Zusatzstoff in den Mörtel mischen, um spätere Schäden oder andere Probleme im Zusammenhang mit einer fehlerhaften Mörtelmischung zu vermeiden. Informationen zu Preisen in der Baubranche bietet unser Baukostenrechner.
Ihr Baucheck-Team
