Ettringit ist ein Mineral mit der chemischen Zusammensetzung Ca 6 Al 2 [(OH) 12 (SO 4) 3]·26 H 2 O (oder 3CaO · Al 2 O 3 · 3CaSO 4 · 32H 2 O nach der in der Bauchemie üblichen oxidischen Schreibweise). Es handelt sich hierbei um ein sogenanntes wasserhaltiges Sulfat. Es ist auch als Woodfordite bekannt, wobei diese Bezeichnung vor allem im Baubereich unüblich ist. Die Bezeichnung nach der chemischen Zusammensetzung lautet Calciumsulfoaluminat. Wichtig für die Festigkeitsentwicklung von Beton Ettringit ist ein wichtiger Bestandteil bei der Hydratation von Zement und damit letztlich bedeutsam für die Festigkeitsentwicklung von Beton. Dem Frischbeton werden beim Mischen Sulfate (Gips oder Anhydrit) hinzugefügt, wobei durch Reaktion mit Tricalciumaluminat (C 3 A) Ettringit gebildet und die Aushärtung verzögert wird. Sulfatfreier Zement hingegen härtet sofort aus. Die Ettringitbildung ist in dieser Phase gewollt und keineswegs problematisch. Wichtig ist allerdings, dass die Sulfate möglichst vollständig zu Ettringit umgewandelt wurden.
Was ist Zement mit hoher Frühfestigkeit? Typ III oder hochfrühfester Zement ist eine Art von Portlandzement, der schneller reagiert als Typ I-Zement. Der hochfrühfeste Zement erreicht in drei Tagen rund siebzig Prozent seiner 28-Tage-Festigkeit. Es ist vorteilhaft, wenn ein frühzeitiges Ausschalen von Schalungen erforderlich ist oder eine Struktur schnell in Betrieb genommen werden muss. Erhöht die Aushärtung im Autoklaven die Frühfestigkeit von Beton? Der Dampf der Autoklavenhärtung ist eine effektive Methode zur Herstellung von Beton mit hoher Frühfestigkeit. Die im Autoklaven innerhalb von 24 Stunden erreichte Betondruckfestigkeit entspricht der Betondruckfestigkeit, die unter normalen Aushärtungsbedingungen in 28 Tagen erreicht werden kann. Wie wirkt sich die Beschleunigung der chemischen Beimischung auf Beton in einem frühen Alter aus? Die Beschleunigung der chemischen Beimischung erhöht die Hydratationsrate des Betons und die frühe Festigkeitsentwicklung des Betons. Welche Anwendungen gibt es für hochfrühfesten Beton?
Unter Benutzung deutscher (D) und amerikanischer Versuchsberichte (A) wird die Entwicklung der Druckfestigkeit von Betonen sehr unterschiedlicher Zusammensetzung bis zum Alter von 30 Jahren bzw. 50 Jahren dargestellt. Nach den Versuchen D, die 1941 mit einem Portlandzement, zwei Hochofenzementen und einem Eisenportlandzement angesetzt wurden, fand sich nach 30jähriger Lagerung im Freien die Druckfestigkeit bei 8 Betonen aus dem Portlandzement im Mittel zum 2, 3fachen der 28-Tage-Druckfestigkeit und bei 8 Betonen aus den Hüttenzementen im Mittel zum 3, lfachen. Bei den Versuchen A mit 24 Betonen, die 1923 aus 4 Portlandzementen hergestellt wurden, erreichte die 50-Jahre-Druckfestigkeit nach Lagerung im Freien im Mittel das 2, 4fache der 28-Tage-Druckfestigkeit. Die Festigkeitssteigerung fiel im allgemeinen um so größer aus, je kleiner die Druckfestigkeiten im Alter von 28 Tagen bzw. je größer die Wasserzementwerte gewesen waren. Der E-Modul der Betone A lag im Alter von 50 Jahren nach Lagerung im Freien zwischen 380 000 und 480 000 kp/cm² und im Mittel um etwa 65 000 kp/cm² über den Rechenwerten der DIN 1045. beton 3/1976 ab Seite 95 Herausgeber des Artikels: beton Verlag Bau+Technik GmbH Steinhof 39 40699 Erkrath Tel: 0211 92499-0 Fax: 0211 92499-55
Ist die Temperatur bei der Wärmebehandlung zu hoch, dann werden die Sulfate nur physkalisch gebunden und nicht chemisch umgewandelt. Die Temperatur sollte daher möglichst unter 60°C gehalten werden. Verbleiben die Sulfate im ausgehärteten Beton kann dies zu Problemen führen, wenn die Reaktion zu einem späteren Zeitpunkt fortgesetzt wird. Ettringit als "Zementbazillus" Problematisch ist die Bildung von Ettringit auch dann, wenn der Beton bereits ausgehärtet und dann mit Sulfat-Ionen in Kontakt kommt. Dies kann vorkommen, wenn der Beton beispielsweise als Fundament im Baugrund liegt und dort sulfatreicher Boden oder sulfathaltiges Grundwasser vorliegt. Sulfathaltiges Grundwasser kann beispielsweise vorliegen, wenn der Baugrund geologisch bedingt aus Gips besteht oder das Grundwasser aus einem solchem Gebiet zuströmt. Unter bestimmten Bedingungen kommt es dann erneut zur Bildung von Ettringit. Die Reaktion führt dabei zu einer Verachtfachung des Volumens. Im starren Beton kann es durch immensen Kristallisationsdruck zu einer Zerstörung des Gefüges kommen.