Betonzusatzstoffe: Typ I und Typ II
Zusatzstoffe sind fein aufgemahlene Stoffe, die dem Beton zugegeben werden, um seine Eigenschaften gezielt zu verändern. DIN EN 206 unterscheidet zwei Typen mit sehr unterschiedlicher Wirkung auf die Mischungsberechnung.
Typ I — nahezu inaktiv
Zusatzstoffe vom Typ I gelten als nahezu inert, also chemisch weitgehend unwirksam — das klassische Beispiel ist Gesteinsmehl (z. B. Kalksteinmehl). Sie verbessern vor allem das Kornband der Feinanteile und können die Verarbeitbarkeit und den Zusammenhalt der Mischung günstig beeinflussen, tragen aber nicht in relevantem Maß zur Festigkeitsentwicklung bei und werden entsprechend bei der Berechnung des wirksamen Wasserzementwerts anders behandelt als Typ-II-Stoffe.
Typ II — puzzolanisch oder latent-hydraulisch
Zusatzstoffe vom Typ II reagieren chemisch und tragen zur Festigkeitsentwicklung bei. Flugasche wirkt puzzolanisch — sie reagiert mit dem bei der Zementhydratation freiwerdenden Calciumhydroxid und bildet zusätzliche festigkeitsbildende Phasen, allerdings langsamer als der Zement selbst. Silikastaub wirkt ebenfalls puzzolanisch, jedoch deutlich reaktiver und feinteiliger, was ihn besonders für hochfeste und dichte Mischungen interessant macht. Hüttensandmehl wirkt latent-hydraulisch, das heißt, es reagiert erst nach einem Anreger ähnlich wie Zement selbst.
Der k-Wert-Ansatz
Um einen Typ-II-Zusatzstoff wie Flugasche bei der Berechnung des wirksamen Wasserzementwerts anrechnen zu dürfen, verwendet DIN EN 206 den sogenannten k-Wert-Ansatz: Ein Teil der zugegebenen Zusatzstoffmasse wird — multipliziert mit einem stoffabhängigen k-Wert, für Flugasche in der Praxis häufig um k = 0,4 — rechnerisch dem Zementgehalt zugeschlagen, sodass sich ein günstigerer wirksamer w/z-Wert ergibt als bei reiner Betrachtung des Zementgehalts allein. Diese Anrechnung ist jedoch nicht unbegrenzt: DIN 1045-2 legt einen Höchstanteil fest, bis zu dem Flugasche auf diese Weise angerechnet werden darf, sowie ein Mindestmaß an Zement, das unabhängig von der Anrechnung eingehalten werden muss. Verlassen Sie sich für die genauen Grenzwerte und zulässigen k-Werte stets auf die aktuelle Fassung von DIN 1045-2, da diese Werte zwischen Normausgaben angepasst werden. Eine Alternative zur Zugabe von Zusatzstoffen mit k-Wert-Anrechnung ist die Verwendung von Zementen mit Hauptbestandteilen nach DIN EN 197-1, etwa CEM II (Portlandkompositzement, bereits mit Flugasche, Hüttensand oder Kalkstein versetzt) oder CEM III (Hochofenzement) — hier ist der puzzolanische bzw. latent-hydraulische Anteil bereits werkseitig im Zement enthalten, statt separat auf der Baustelle oder im Werk zudosiert und angerechnet zu werden.
Häufige Fragen
Ist der k-Wert-Ansatz dasselbe wie ein einfacher Prozent-Ersatz von Zement?
Nein. Anders als ein einfacher „Prozent-Ersatz“-Ansatz rechnet der k-Wert nur einen Teil der Zusatzstoffmasse auf den wirksamen Zementgehalt an, begrenzt durch einen Höchstanteil und ein einzuhaltendes Mindestmaß an tatsächlichem Zement — die genaue Mechanik ist in DIN EN 206 / DIN 1045-2 geregelt.
Warum CEM II oder CEM III statt Zusatzstoffe zuzugeben?
CEM II- und CEM III-Zemente enthalten die puzzolanischen bzw. latent-hydraulischen Bestandteile bereits werkseitig in geprüfter, gleichbleibender Zusammensetzung, was die separate Dosierung und k-Wert-Berechnung auf der Baustelle oder im Betonwerk vereinfacht.
Verbessern Zusatzstoffe immer die Dauerhaftigkeit?
Puzzolanische und latent-hydraulische Zusatzstoffe können bestimmte Dauerhaftigkeitsaspekte verbessern, etwa den Widerstand gegen bestimmte chemische Angriffe, aber sie ersetzen nicht die Einhaltung der Expositionsklassen-Grenzwerte aus DIN 1045-2 und müssen zur jeweiligen Anwendung passen.