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Porenbeton (auch Gasbeton) ist ein hochporöser, mineralischer Baustoff mit geringer Dichte und mit guter Wärmedämmfähigkeit auf der Grundlage von Kalk-, Kalkzement- oder Zement­mörtel, der durch Blähen porosiert und grundsätzlich einer Dampfhärtung unterzogen wird. Die bekanntesten Marken sind Ytong, Hebel und Greisel.

Wir haben verschiedene Mischungen versucht und sind noch am Ausmessen. Wenn die Kohle entsprechend fein gemahlen ist, können Sie für Ziegel den gesamten Sand durch das gleiche Volumen an Kohle ersetzen, also 1 Teil Zement zu 3 Teilen Kohle. Wahlweise können Sie auch 1 Teil Zement zu 2 Teilen Sand und 1 Teil Kohle verwenden. Für Beton entsprechend mit den Anteilen an Grobkies anpassen.

Ithaka

Das Massenverhältnis von wirksamem Wassergehalt (w) und Zementgehalt (z) wird als Wasserzementwert (w/z) bezeichnet.
Abrams wies 1918 erstmals die ausschlaggebende Bedeutung des Wasserzementwerts für die Porosität im Zementstein und damit für die Dichtigkeit und Festigkeit von Beton nach.
Zement bindet chemisch und physikalisch nur etwa 40 % seiner Masse an Wasser (Hydratation). Das entspricht einem Wasserzementwert von 0,40. Das darüber hinausgehende Wasser (Überschusswasser) hinterlässt im Zementstein Kapillarporen. Je größer der Wasserzementwert wird, umso geringer sind Dichtigkeit (Permeabilität, Wasserundurchlässigkeit) und Festigkeit des Betons. Günstig sind Wasserzementwerte zwischen 0,40 und 0,60. Die Erkenntnisse beruhen weitgehend auf Untersuchungen von T. C. Powers. Die Walz-Kurven veranschaulichen den Zusammenhang zwischen Beton-Würfeldruckfestigkeit, dem Wasserzementwert und der Normdruckfestigkeit des Zements.
Zur Gewährleistung des Korrosionsschutzes der Bewehrung bei Stahlbeton, bei Betonen für Außenbauteile und für besondere Eigenschaften sind höchstzulässige Wasserzementwerte durch Normen vorgeschrieben.
Der äquivalente Wasserzementwert (w/z)_eq bezeichnet das Masseverhältnis von wirksamem Wassergehalt zu Zementgehalt und anrechenbaren Zusatzstoffgehalten.

Das Zementgel entsteht während der Hydratation des Zements aus dem Zementleim.
Die Bezeichnung „Zementgel“ trifft aufgrund der geringen Größen der Partikel im eigentlich Sinn nur auf den CSH-Anteil zu, während die Partikel der anderen Hydratphasen wesentlich größer sind. Da aber das CSH der für die Eigenschaften entscheidende Bestandteil des Zementsteins ist, wird gelegentlich auch die Gesamtheit der Hydratationsprodukte/Hydratphasen als „Zementgel“ bezeichnet.
Das Zementgel umgibt das Zementkorn bei der Hydratation zunächst nur in einer dünnen Schicht, so dass weiter Wasser zu dem noch nicht hydratisierten Kern des Zementkorn diffundieren kann und dort zur weiteren Hydratation zur Verfügung steht.
Nach vollständiger Hydratation nimmt das Zementgel (als Zementstein) einen etwas mehr als doppelt so großen Raum ein wie das ursprüngliche Zementkorn.
Die zwischen den tafel- und schichtförmigen sowie folien- und faserförmigen Hydratationsprodukten verbleibenden Zwischenräume nennt man Gelporen.

https://www.beton.wiki/index.php?title=Datei:Zementgel.jpg

Suspension aus Wasser und Zement, von dessen Mengenverhältnis (Wasserzementwert) die Güte, besonders die Druckfestigkeit des erhärteten Betons abhängt. Bei einem vorgegebenen Gesteinskörnungsgemisch ist eine bestimmte Menge Leim (Leimanspruch) erforderlich, um die für die Verarbeitung notwendige Konsistenz zu erzielen. Dabei besteht der Leim aus dem Mehlkorn und Wasser.
Die Suspension aus Zement und Wasser bildet zunächst den Zementleim und nach Erhärtung infolge Hydratation den Zementstein. Die bei der Hydratation entstehenden CSH-Phasen bilden das Zementgel.

CSH:

Wasserhaltige Verbindungen, die bei der chemischen Reaktion (Hydratation) zwischen den Klinkerphasen und dem Anmachwasser während des Erstarrens und Erhärtens des Zements entstehen. Wesentliche Hydratphasen sind:

• Calciumsilicathydrat (CSH) mCaO x SiO₂ x nH₂O
• Tetracalciuminathydrat 4CaO x Al₂O₃ x 19 H₂O
• Calciumaluminatsulfathydrate in Form von Trisulfat 3CaO x Al₂O₃ x 3CaSO₄ x 32 H₂O (Ettringit) und Monosulfat 3CaO x Al₂O₃ c CaSO₄ x 12 H₂O

Calciumsilicathydrate (CSH) entstehen aus den silicatischen Klinkerphasen Tricalciumsilicat (Alit/C₃S) und Dicalciumsilicat (Belit/C₂S).
Die Gesamtheit der Hydratphasen wird zum Teil als Zementgel bezeichnet, obwohl der Begriff im engeren Sinn nur auf die CSH-Phasen zutrifft.

Die Suspension aus Zement und Wasser bildet zunächst den Zementleim und nach Erhärtung infolge Hydratation den Zementstein. Die bei der Hydratation entstehenden CSH-Phasen bilden das Zementgel.
Maßgebend für die Eigenschaften des Zementsteins wie Festigkeit und Dauerhaftigkeit ist das Gefüge, das die Hydratationsprodukte des Zements aufbauen.
Wird der Zementleim mit Sand mit Korngrößen bis 4 mm gemischt, so bezeichnet man das entstehende Gemisch als Mörtel. Enthält es zudem noch gröbere Gesteinskörnung, wird das Gemisch als Beton bezeichnet.

Was wiegt ein Kubikmeter Leichtbeton?

Ein Kubikmeter besteht aus 1.000 Litern beziehungsweise einem Volumen von einem Meter mal einem Meter mal einem Meter. Die Trockendichte von Leichtbeton liegt für einen Kubikmeter bei 2.000 Kilogramm oder weniger, normalerweise wird ein Bereich von 800 Kilogramm bis maximal 2.000 Kilogramm angegeben. Technisch möglich ist jedoch eine Dichte von nur 350 Kilogramm je Kubikmeter. Zum Vergleich:

• Normalbeton liegt zwischen 2.000 und 2.600 Kilogramm je Kubikmeter.
• Schwerbeton liegt über 2.600 Kilogramm je Kubikmeter.
• Stahlbeton hat eine Dichte von 2.500 Kilogramm je Kubikmeter.

Die auffälligen Unterschiede im spezifischen Gewicht sind auf die Beimischung zurückzuführen. Für Leichtbeton werden meist Blähton, Blähglas, Blähschiefer oder Bimsstein einzeln oder gemischt verwendet

Ein Kubikmeter Festbeton wiegt rund 2'450 kg. Nach Gewichtsanteilen enthält er etwa 13/16 Sand und Kies, 2/16 Zement und 1/16 Wasser.

Zement ist das ideale hydraulische Bindemittel, das eine anwendungsgerechte Erhärtung des Betons gewährleistet. Er besteht in der Hauptsache aus Kalkstein und Mergel, der gebrannt und zusammen mit weiteren Zusatzstoffen zu feinem Pulver vermahlen wird. Diese Mischung hat die Eigenschaft, dass sie unter Zugabe von Wasser erhärtet und danach hart bleibt.

Das Anmachwasser, das für den Hydratationsprozess und eine gute Verdichtung des Betons unerlässlich ist, muss spezifische Anforderungen erfüllen. Grundsätzlich sind dafür Meteorwasser, Grundwasser oder Recyclingwasser geeignet. Natürliche Trinkwasservorkommen werden bei der Betonherstellung geschont.

Gesteinskörnung (Sand und Kies) wird je nach den geforderten Eigenschaften des Betons in unterschiedlichen Korngrössen beigemengt. Diese Rohstoffe stammen aus einheimischen Vorkommen in Form von Fluss- und Seeablagerungen oder Fels. Durch die Beigabe von Recycling-Gesteinskörnung können diese natürlichen Ressourcen geschont werden.

Betonzusatzmittel und -stoffe können bei der Herstellung des Betons beigegeben werden, damit er spezifische Anforderungen erfüllt – wie z.B. längere Verarbeitbarkeit, plastischere oder weichere Konsistenz, erhöhte Dichtigkeit gegenüber Wasser und Gasen, gute Frost- und Frost-/Taumittelresistenz oder erhöhte Festigkeit.

Mit mineralischen Zusätzen wie Gesteinsmehlen, Steinkohlenflugasche und Silicastaub lassen sich auch mechanische Eigenschaften, Dichtigkeit und Dauerhaftigkeit des Betons günstig beeinflussen.

https://www.haus.de/bauen/betonguete-und-betonklassen-28939

Beton härtet durch Hydratation von Kalziumsilikaten aus. Dabei entstehen Risse und wassergefüllte Porenräume.

Die Funktionsweise der reaktiven Betonkristallisation basiert auf der druckwasserfesten Abdichtung von Betonbaustoffen durch die Ausbildung von Kristallen im Kapillarsystem des Betons. Es handelt sich um einen reaktiven Kristallisationsprozess, welcher von speziellen Wirkstoffen in Gang gesetzt wird. In Anwesenheit von Wasser reagieren diese Wirkstoffe mit den im Beton vorhandenen Calcium- und Aluminiumionen. Als Reaktionsprodukt entstehen unlösliche kristalline Verbindungen. Diese wasserunlöslichen, kristallinen Verbindungen sind in der Lage, Risse, Poren und Hohlräume bis zu einer Weite von ca. 400 μ auszufüllen. Der Kristallisationsvorgang durchdringt die gesamte kapillare Betonstruktur und vermag diese schließlich vollständig abzudichten. Die stattfindende Reaktion kann wie folgt erklärt werden: Während des Hydratationsprozesses des Zements werden im Regelfall bis zu 25 % des Zements aufgrund der Bildung von Tobermoritgel nicht hydratisiert. Da der Abstand zwischen freier positiver und negativer Ladung zunimmt, nehmen die Kristalle nach außen hin eine positive Ladung an, wodurch die Wassermoleküle aufgrund des starken Dipolmoments des Wassers an ihrer Außenhaut gebunden werden können, sodass das Volumen der Kristalle in erheblichem Maße zunimmt. Das Ausmaß und die Dauer des kristallinen Wachstums hängen in erster Linie von der vorhandenen Feuchtigkeit sowie der Zusammensetzung des Betons ab.

Darüber hinaus wird dieser Vorgang von den physikalischen Eigenschaften des Betons, wie beispielsweise dem Zementgehalt, der Dichte und der Kapillarstruktur beeinflusst. Da sich diese kristallinen Verbindungen als Folge einer Reaktivierung des Zements bilden, wird der Wasserdurchtritt im Kapillarsystem schließlich blockiert. Dennoch bleibt der Beton dampfdurchlässig, sodass Wasser, das nicht in Form von Kristallen gebunden worden ist, während des Verlaufs des Kristallisationsprozesses verdampfen kann. Der Beton kann also trocknen. Auf diese Weise werden Beton und Betonfertigteile so abgedichtet, dass der Baustoff einem Wasserdruck von bis zu 13 bar standhalten kann, was einer Wassersäule von ca. 130 Metern entspricht. Es kann also einfach gesagt werden, dass es in der Natur dieser Wirkstoffe liegt, bei Feuchtigkeit immer und immer wieder zu reagieren und den Beton somit abzudichten – und dies lebenslang. Eventuell später entstehende Haarrisse werden beim Eindringen von Feuchtigkeit wieder selbstständig geschlossen. Man spricht hier auch von einem sogenannten Selbstheilungsprozess.

Ein bekanntes Produkt für Betonkristallisation ist ConCrys. Laut Firmenangabe besteht es aus Portlandzement, besonderem Quarz und weiteren aktiven Bestandteilen Sehr wahrscheinlich beruht die Abdichtung auf einer puzzolanischen Reaktion mit Quarz als Puzzolan, die Wasser und Kalziumhydroxid aus dem Beton in Kalziumsilikate überführt.

Als Betonverflüssiger (kurz: BV), bzw. Fließmittel (kurz: FM), werden Betonzusatzmittel bezeichnet, die die Konsistenz von Frischbeton verändern, sodass der Beton bei ansonsten gleichbleibender Mischung fließfähiger wird. Zweck dieser Plastifizierung oder Verflüssigung genannten Veränderung ist entweder die Verbesserung der Verarbeitbarkeit oder die Verringerung der Wassermenge und einer damit einhergehenden Verbesserung der Festigkeit bei gleichbleibender Verarbeitbarkeit.^[1]

Gemäß den Bogue-Gleichungen enthält Portlandzement zwischen 60-67% CaO, 17-25% SiO2, 3-8% Al2O3, 0,5-6% Fe2O3, 0,1-4% MgO, 1,3-3% SO3 und .4-1,3% Alkali.

Zement: Kalkstein, Ton und Mergel

Die Rohstoffe sind Kalkstein (Calciumcarbonat als Quelle für Calciumoxid/Branntkalk), Ton (für Siliciumdioxid und Aluminiumoxid), Sand (für Siliciumdioxid) und Eisenerz (Eisen(III)-oxid). Durch die Zumahlung von Zusatzstoffen wie z. B. Hüttensand, Puzzolan oder Flugasche können Zemente mit verschiedenen chemischen und physikalischen Eigenschaften hergestellt werden. Gips oder Anhydrit wird dem Endprodukt zugesetzt.

Asche als puzzolanischer Effekt: 

füllstoff

verbundstoff

härter