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Beton, Mörtel und Zement - Eigenschaften, Zusammensetzung und Verwendung


Ob auf einer "richtigen" Baustelle oder auch "nur" bei Arbeiten im eigenen Garten- wo gebaut wird, sind heute Beton, Mörtel und Zement nicht weit. Häufig werden dabei die einzelnen Baustoffe verwechselt oder gleichgesetzt. Dabei lassen sich alle drei Stoffe anhand ihrer Eigenschaften und Zusammensetzung, nicht zuletzt aber auch anhand Ihrer Verwendung klar unterscheiden.

Zement - das Bindemittel zur Herstellung unterschiedlichster Baustoffe und -materialien

Obwohl es häufig mit Beton verwechselt wird, lassen sich aus Zement alleine keine Bauwerke erstellen. Stattdessen handelt es sich dabei viel mehr um ein Bindemittel, mit dessen Hilfe sich unterschiedlichste Baustoffe und Bauteile herstellen lassen. Das Rohmaterial für Zement sind Kalkstein und Lehm. Häufig sind diese bereits von Natur aus als Verbindung in Form von Mergel vorzufinden. Das Gestein wird gemahlen und bei knapp 1.500 Grad Celsius gebrannt. Das Ergebnis in eine gesinterte, sprich miteinander verschmolzene Verbinung - der Zementklinker. Erneut gemahlen wird daraus schlussendlich gebrauchsfähiger Zement. Zur Veränderung der technischen und chemischen Eigenschaften können weitere Hilfsstoffe zugefügt werden, so etwa Quarzsand, Eisenoxide oder auch Flugasche und Gips. Gebrauchsfertige Zemente reagieren mit Wasser auf chemischem Wege und bilden nach der vollständigen Aushärtung einen dauerhaften, feuer- und wasserfesten Feststoff. Er trocknet daher nicht, sondern bindet in Form einer Hydratationsreaktion mit dem zugefügten Wasser ab. Dabei ensteht unter anderem Wärme und Kieselsäure, sodass die Verarbeitung nicht komplett unkritisch erscheint. 

Aufgrund der hohen Kosten und der vergleichsweise geringen Belastbarkeit wird Zement nicht alleine verwendet, sondern immer in Verbindung mit unterschiedlichsten Zuschlagstoffen. Mit Sand oder Kies ergeben sich Beton oder Mörtel als verarbeitbare Baustoffe. Allerdings findet das Bindemittel heute auch anderweitig Verwendung. So profitieren zementgebundene Spanplatten, Faserzementplatten ("Eternit") und andere Produkte in gleichem Maß von den positiven Eigenschaften des Zements. 

Beton - mit Zement und Sand zum universellen Baumaterial

Der bekannteste Einsatzbereich von zementären Stoffen ist die Verwendung in der Herstellung von Beton. Bereits vor rund 2.000 Jahren verwendeten die Römer einen im Grundsatz vergleichbaren Baustoff, um damit monumentale Bauwerke, wie das Kolosseum oder das Pantheon in Rom zu errichten. Der sogenannte Betonstein entsteht, wenn Zemente mit mineralischen Zuschlagsstoffen und Wasser vermengt werden. Je nach späterer Verwendung kann das Mischverhältnis, sowie die Form des Zuschlags, variieren. Klassische Zuschläge sind Kies, Split oder Sand. Sie bringen die Druckfestigkeit mit, die dem Beton seine spätere Belastbarkeit ermöglicht. 

Wird im Volksmund von Beton gesprochen, ist damit häufiger nicht der einfache Kiesbeton, sondern viel mehr Stahlbeton gemeint. Alleinig aus Sand und Bindemittel erstellt, sind Betonbauteile lediglich in der Lage, Druckspannungen in hohem Maße aufzunehmen. Die Belastbarkeit auf Zug oder Biegung bzw. Torsion ist dagegen vergleichsweise gering. Daher wurde bereits vor über einhundert Jahren Eisen in Form von Stäben oder Matten hinzugefügt, um genau diese Zugbelastbarkeit zu erzeugen. Während die Betonsubstanz selbst den Druck aufnimmt, fließt die Zugkraft in die Eisen. Durch das Zusammenspiel der Stärken beider Stoffe entsteht mit Stahlbeton so ein universelles und extrem vielseitig belastbares Baumaterial.

Bereits in den vorangegangenen Erläuterungen wurde angeführt, dass der Abbindeprozess mit der Freisetzung von Kieselsäure verbunden ist. Während die Säure für die Mitarbeiter eine Arbeitserschwernis darstellt, ist sie aus technischer Sicht für den Stahlbeton unerlässlich. Der im Bauteil entstehende saure pH-Wert schützt den eingebrachten Stahl vor Korrision.  So kann auf den Einsatz von Edelstahl verzichtet werden und die Stahl-Beton-Kombination wird ökonomisch überhaupt erst sinnvoll einsetzbar. 

Es gibt aber natürlich noch zahlreiche weitere Einsatzbereiche für unterschiedlichste Betonarten. Als Magerbeton mit geringerem Zementanteil und großvolumigem Zuschlagsstoff kann er beispielsweise wenig tragfähige Untergründe ertüchtigen. Mit farbigen Zuschlägen versehen findet er dagegen heute sogar Einzug in die Welt des Bastelns und Heimwerkens. Selbst filigrane Betonmöbel lassen sich durch neuartige Zuschlagstoffe und Additive realisieren.

Dachdeckermörtel

Mörtel - die zementhaltige Verbindung von Steinen, Ziegeln und anderen Bauteilen

Mit den unterschiedlichen Betonarten sehr eng verwandt ist Mörtel. Allerdings handelt es sich hierbei nicht um einen eigenständigen Baustoff, sondern viel mehr erneut um eine Art Bindemittel, um andere Bauteile zuammenzufügen. An Stelle des Zuschlagsstoffs bei der Betonherstellung treten hierbei Ziegelsteine, Porenbetonsteine und andere Werkstoffe, die mit ihm dauerhaft verbunden, sprich vermörtelt, werden. Ein typischer Zuschlagsstoff, um Mörtel zu erzeugen, ist Sand. Außerdem sorgen Additive für eine erhöhte Adhäsionskraft, sodass die Haftung zwischen dem "Kleberstoff" und Stein, Ziegel etc. optimiert wird.

In Zeiten einer immer stärker ökonomisierten Bauindustrie tritt die Verwendung als klassischer Mauermörtel mehr und mehr in den Hintergrund. Stattdessen werden immer großformatigere Mauerplatten über echte Kleber verbunden. Neue Einsatzgebiete eröffnen sich dem Mörtel dagegen beispielsweise im Bereich des Brandschutzes, wo Brandschutzmörtel das Einbringen von Brandschotts erlauben und die Durchführung von Leitungen durch brandsichere Wände deutlich erleichtern. Weitere technische Anwendungsgebiete sind beispielsweise aber auch Quellmörtel für fugen- und lückenlos Ausbesserungen oder aber Sanierungsmörtel für die Instandsetzung von Betonbauteilen. 

Übrigens findet der Begriff des Mörtels heute auch bei anderen Materialtypologien Anwendung. So spricht man beispielsweise von Gips- oder Putzmörtel, wobei der Ursprung des Mörtels ganz klar im zementären Bereich zu Suchen ist.

Fazit - eine Basis, viele Verwendungen

Es wird deutlich, dass es sich bei Zement um ein Ausgangsprodukt handelt, während die anderen Stoffe eng verwandte, aber dennoch unterschiedliche Baustoffe darstellen. Vereinfacht lässt ich sagen, jede Betonart und jeder echte Mörtel beinhaltet zementäre Bestandteile, aber nicht alles, was aus den verschiedenen Zementarten erstellt wurde, ist automatisch auch eine Betonart oder ein Mörtelbaustoff. Mit der klaren Unterscheidung dieser drei Begrifflichkeiten lassen sich Missverständnisse vermeiden und zugleich eindeutige Bestimmungen vornehmen, die die Arbeit im Garten, am Haus oder auf der Baustelle deutlich vereinfachen. 

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