Verbesserung der Frühfestigkeit von Hochofenzementen

Das Bestreben der Zementindustrie, neue Wege zur ökologischen Herstellung von Bindemitteln zu finden, drückt sich vor allem im zunehmenden Ersatz von Zementklinker durch andere Zementhauptbestandteile aus. Eigenschaften der Substituenten können auch neue gewünschte Bindemitteleigenschaften hervorrufen wie etwa eine erhöhte Sulfatbeständigkeit bei Hochofenzementen. Allerdings führt im Fall von Hochofenzementen der Ersatz von Zementklinker oft zu einer Verringerung der Frühfestigkeit. Für eine breite Anwendung von Hochofenzementen ist dies ein Nachteil.

In den vergangenen Jahren wurde im Forschungsinstitut der Zementindustrie eine von den bisherigen Vorstellungen grundlegend abweichende Hypothese für die Erklärung der oft geringen Frühfestigkeiten von Hochofenzementen entwickelt. Die Ursache hierfür ist nach neuen Erkenntnissen nicht eine geringe Reaktivität der Hüttensande im Hochofenzement, sondern die Entstehung festigkeitsmindernder Hydratationsprodukte.

Die Verbindungen, die bei den frühen Hydratationsreaktionen auf der Oberfläche des Hüttensandpartikels entstehen, beeinflussen den weiteren Fortschritt der Hydratation. Beispielsweise können sich Alumosilikate bilden, die wie eine Schutzschicht auf dem Partikel liegen und weitere Korrosion verlangsamen. Wenn der Hüttensand nur wenig Aluminium enthält, kann nach der Bildung verschiedener aluminiumhaltiger Reaktionsprodukte zu wenig Aluminium für einen solchen Schutzfilm zur Verfügung stehen. Die Folge ist eine verstärkte Korrosion. Dabei entstehen zunächst calciumarme Silikathydrogele. Ihre Menge wird vom Grad der Korrosion und von dem Überschuss an Silikat bestimmt.