Zementgehalt und Mindestzementgehalt
Der Zementgehalt ergibt sich rechnerisch aus Wassergehalt und w/z-Wert, wird aber häufig zusätzlich durch einen Mindestwert nach DIN 1045-2 nach unten begrenzt — unabhängig davon, was die reine Rechnung ergibt.
Wie der Zementgehalt berechnet wird
Aus dem geschätzten Wasseranspruch der Mischung (siehe die Seite zum Wassergehalt) und dem gewählten w/z-Wert ergibt sich der rechnerische Zementgehalt: Wasser ÷ w/z-Wert -> Zementgehalt. Dieser rechnerische Wert wird anschließend mit dem Mindestzementgehalt verglichen, den DIN 1045-2 für die Expositionsklasse(n) des Bauteils vorschreibt — ist der Mindestwert höher, wird der Zementgehalt auf diesen Mindestwert angehoben, auch wenn die reine w/z-Wert-Rechnung weniger ergeben hätte.
Mindestzementgehalt je Expositionsklasse
DIN 1045-2 tabelliert für jede Expositionsklasse neben dem maximalen w/z-Wert auch einen Mindestzementgehalt in kg/m³. Der Grundgedanke: Selbst bei rechnerisch ausreichend niedrigem w/z-Wert braucht die Mischung eine gewisse Mindestmenge an Zementleim, um die Gesteinskörnung vollständig zu umhüllen, ausreichend Deckung für die Bewehrung zu bieten und eine dichte, dauerhafte Zementsteinmatrix zu bilden. Die konkreten Mindestwerte je Klasse ändern sich zwischen Normausgaben, weshalb hier bewusst keine Zahlentabelle veröffentlicht wird — verwenden Sie die aktuelle Fassung von DIN 1045-2 für Ihr Projekt.
Mindestzementgehalt bei Anrechnung von Zusatzstoffen
Wird ein Typ-II-Zusatzstoff wie Flugasche über den k-Wert-Ansatz auf den wirksamen Zementgehalt angerechnet (siehe die Seite zu Betonzusatzstoffen), gilt eine zusätzliche Regel: DIN 1045-2 schreibt einen Mindestgehalt an tatsächlichem Zement vor, der unabhängig von der Anrechnung eingehalten werden muss — die Anrechnung des Zusatzstoffs darf also nicht dazu führen, dass der reale Zementanteil der Mischung unter dieses Mindestmaß fällt. Diese Regel verhindert, dass eine Mischung rechnerisch günstig aussieht, obwohl der tatsächliche Zementklebstoff, der die Körner zusammenhält, zu gering wäre.
Häufige Fragen
Warum kann der Mindestzementgehalt höher sein, als die Festigkeit verlangt?
Weil der Mindestzementgehalt in erster Linie ein Dauerhaftigkeitskriterium der Expositionsklasse ist, nicht ein Festigkeitskriterium — er stellt sicher, dass genug Zementleim vorhanden ist, um die Gesteinskörnung dauerhaft zu binden und die Bewehrung zu schützen.
Kann ich den Mindestzementgehalt durch mehr Zusatzstoffe ersetzen?
Nur begrenzt — DIN 1045-2 schreibt einen Mindestgehalt an tatsächlichem Zement vor, der von der k-Wert-Anrechnung von Zusatzstoffen unberührt bleibt.
Was passiert, wenn zu viel Zement verwendet wird?
Ein sehr hoher Zementgehalt kann die Wärmeentwicklung beim Abbinden erhöhen und das Schwindrisiko steigern; die Mischung sollte daher eher auf den erforderlichen Mindestwert ausgelegt als deutlich darüber überdosiert werden.